Misurato dalla Luna il guscio di plasma che avvolge la Terra

(Adnkronos) – Uno studio coordinato dall'Istituto Nazionale di Geofisica e Vulcanologia (INGV) in collaborazione con il Politecnico di Torino, pubblicato sulla rivista scientifica AGU Geophysical Research Letters, ha documentato la prima caratterizzazione del plasma terrestre eseguita tracciando i segnali dei sistemi globali di navigazione satellitare (GNSS) direttamente dal suolo lunare. I dati derivano dall'esperimento LuGRE (Lunar GNSS Receiver Experiment), un'iniziativa congiunta della NASA e dell'Agenzia Spaziale Italiana (ASI) integrata a bordo del lander Blue Ghost 1 di Firefly Aerospace, lanciato nel gennaio 2025 e atterrato nel marzo dello stesso anno nella regione del Mare Crisium. La geometria di questa rilevazione, che copre una traiettoria di oltre 380.000 chilometri, ha permesso di sondare le regioni atmosferiche superiori superando i vincoli fisici dei sensori a terra e dei satelliti in orbita bassa, che effettuano misurazioni esclusivamente verticali dal basso. L'impiego del ricevitore lunare ha consentito di analizzare la regione di transizione compresa tra i 1.000 e gli 8.000 chilometri di quota, una fascia scarsamente coperta dai radar terrestri e dalle orbite satellitari inferiori.  In questa specifica zona atmosferica si concentrano le dinamiche ionosferiche e plasmasferiche che influenzano la propagazione delle radiofrequenze, dove la densità degli elettroni liberi determina fino al 60 per cento del ritardo notturno dei segnali di posizionamento, con ripercussioni dirette sull'accuratezza delle telecomunicazioni. Per calcolare la densità del plasma, i ricercatori hanno quantificato il Contenuto Elettronico Totale (TEC) lungo i vettori dei segnali GPS e Galileo, confrontando i valori empirici con le simulazioni del Global Core Plasma Model (GCPM). Sebbene il modello teorico si sia dimostrato valido nel riprodurre la morfologia macroscopica della magnetosfera, i dati di LuGRE hanno evidenziato discrepanze sistematiche: il modello sovrastima la densità elettronica nella fase diurna e sottostima i valori reali durante la fase notturna, rilevando inoltre strutture sottili della densità e definendo con precisione il confine geometrico tra le latitudini dense e quelle rarefatte. 
I risultati di questa campagna di misura aprono la strada alla progettazione di infrastrutture stabili per lo studio della meteorologia spaziale (space weather), un fattore critico per la salvaguardia delle reti satellitari e dei sistemi di comunicazione globali. L'interazione tra il moto orbitale mensile della Luna e la rotazione quotidiana della Terra consentirebbe a un ricevitore permanente di mappare il plasma in modalità quadridimensionale a tutte le latitudini e ore locali.  
Il primo autore dello studio e primo ricercatore dell'INGV, Claudio Cesaroni, ha sottolineato la portata scientifica dei dati rilevati: “Per la prima volta abbiamo usato la Luna come punto di vista per osservare il plasma che circonda la Terra, colmando una lacuna osservativa che resisteva da decenni”. La natura interdisciplinare della ricerca ha permesso di unire competenze geofisiche e ingegneristiche per affinare la comprensione della magnetosfera interna. Lo stesso Cesaroni ha specificato le peculiarità tecniche dell'analisi: “Questo lavoro nasce da una collaborazione tra geofisica e ingegneria della navigazione satellitare. La geometria Terra-Luna ci rende particolarmente sensibili alle quote più alte, dove il contributo della plasmasfera è dominante e più difficile da misurare con gli strumenti convenzionali”. Lo sviluppo delle future stazioni lunari permanenti beneficerà di questo approccio, supportato anche dal Centro di Osservazioni Spaziali della Terra (COS) dell'INGV. 
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