Un vecchio trucco matematico potrebbe essere la chiave per la navigazione lunare nelle missioni future
Orientare i futuri astronauti sulla Luna avrà bisogno di un accurato sistema satellitare di navigazione globale che tenga conto del fatto che non si tratta di una sfera perfetta.
Dagli anni '60, gli umani hanno inviato missioni sulla Luna e hanno persino fatto atterrare persone sulla superficie. Presto arriverà una nuova era di più missioni spaziali sul nostro satellite naturale e la grande domanda che si pone è come si orienteranno gli astronauti?
Per questo, è necessario un sistema satellitare di navigazione globale (GNSS) per la Luna. Un trucco matematico vecchio di 800 anni potrebbe essere la risposta!
La luna e la Terra non sono sfere perfette
Quella risposta necessaria è la sfera di Fibonacci. I ricercatori dell'Università ungherese Eötvös Loránd lo hanno utilizzato per stimare meglio l'ellissoide di rotazione della Luna, la sua forma leggermente schiacciata mentre orbita attorno alla Terra.
Nonostante ciò che le illustrazioni del sistema solare possono suggerire, la Terra e la Luna non sono sfere perfette: l'influenza della gravità, della rotazione e delle fluttuazioni delle maree le rende più simili a sfere appiattite ai poli. Per semplicità, la nostra tecnologia GNSS utilizza una stima approssimativa della forma della palla schiacciata della Terra.
Se vogliamo sviluppare un Sistema Informativo Geografico (GIS) per la superficie lunare, abbiamo bisogno della stessa stima per il selenoide della Luna (l'equivalente del geoide terrestre, o vera forma irregolare).
"Poiché la Luna è meno appiattita della Terra, la maggior parte delle applicazioni GIS lunari utilizza un dato sferico", scrivono il geofisico Gábor Timár e la studentessa Kamilla Cziráki nel loro articolo intitolato "Parameters of the best fitting lunar ellipsoid based on GRAIL's selenoid model" e pubblicato su la rivista Acta Geodaetica et Geophysica.
"Tuttavia, con la rinascita delle missioni lunari, sembra utile definire un ellissoide di rivoluzione che si adatti meglio al selenoide", hanno aggiunto.
La successione di Fibonacci: cos'è e come potrebbe aiutarci sulla luna?
Questo ci riporta alla sfera di Fibonacci, che utilizza un approccio basato sulla sequenza di Fibonacci per distribuire uniformemente i punti su una sfera. Come riportato da Science Alert, Cziráki e Timár hanno utilizzato un modello computerizzato basato sulla sfera di Fibonacci per mappare 100.000 punti sulla superficie lunare utilizzando misurazioni precedentemente effettuate dalla NASA.
Si sono così ottenute figure più precise del semiasse maggiore e del semiasse minore che definiscono l'ellissoide di rotazione della Luna. I poli lunari sono mezzo chilometro più vicini al loro centro rispetto all'equatore e l'introduzione di queste informazioni nel futuro GPS lunare contribuirà a ridurre il numero di manovre errate sulla Luna.
Era dagli anni '60 che non si facevano calcoli così dettagliati sulla Luna. Inoltre, quando i ricercatori hanno applicato la loro tecnica all'ellissoide rotante della Terra, i dati combaciavano perfettamente, confermando l'accuratezza del metodo.
Oltre ad aiutare a migliorare i sistemi di navigazione per i futuri frequentatori della Luna, i risultati di questo studio potrebbero anche essere utilizzati per migliorare le nostre stime delle dimensioni della Terra e dei sistemi di navigazione utilizzati per navigarla.
"In futuro, vorremmo estendere la nostra ricerca alla Terra e studiare le differenze negli ellissoidi più adatti utilizzando diversi modelli di geoide", osservano i ricercatori.