Un satellite grande come un trolley, budget da 30 milioni di sterline, obiettivo captare il segnale radio delle prime stelle nate 150 milioni di anni dopo il Big Bang. Si chiama CosmoCube ed è la missione dell'Università di Cambridge appena annunciata su Nature Astronomy, con lancio previsto nel 2031.
Cosa cercherà nel silenzio radio del lato nascosto
Il CubeSat orbiterà a circa 100 chilometri dalla superficie lunare e sfrutterà i 40 minuti per orbita in cui la Luna scherma le onde radio in arrivo dalla Terra. La banda di osservazione va da 10 a 100 megahertz, la stessa in cui trasmettono le radio FM che rendono impossibile ogni misura da terra. Il target è il segnale a 21 centimetri emesso dagli atomi di idrogeno primordiale, con redshift tra 13 e 150: un'epoca che i cosmologi chiamano Dark Ages e Alba Cosmica, tra i 13,5 e i 13,8 miliardi di anni fa.
Il segnale è debolissimo, con intensità dell'ordine dei millikelvin. Per rilevarlo l'elettronica di bordo consuma appena 5,45 watt e usa un radiometro con risoluzione spettrale di 62,5 kilohertz basato su Xilinx RFSoC. La missione durerà due anni con circa 1.000 ore utili di raccolta dati, distribuite tra passaggi orbitali sul lato illuminato e quelli utili sul lato nascosto. La piattaforma è la SSTL-21, un CubeSat da sei unità sviluppato da Surrey Satellite Technology insieme al Cavendish Laboratory dell'Università di Cambridge.
La NASA è già arrivata sulla Luna con LuSEE-Night
L'idea di ascoltare l'universo primordiale dal lato nascosto della Luna non è nuova e la missione britannica si inserisce in una corsa già partita. Il Dipartimento dell'Energia americano e la NASA hanno consegnato LuSEE-Night al Network for Exploration and Space Science, esperimento affidato al lander Blue Ghost 2 di Firefly con arrivo atteso nel 2026 sulla superficie del lato nascosto. Il ricevitore statunitense usa quattro antenne monopolo dispiegabili e osserva sotto i 50 megahertz, con approccio superficiale e non orbitante.
La Cina prepara Hongmeng, un array radio in orbita lunare, mentre negli Stati Uniti sono allo studio i progetti DAPPER e FarView. CosmoCube non sarà quindi il primo strumento a puntare il segnale a 21 centimetri dallo spazio, ma punta a essere la piattaforma con la calibrazione più stabile: la stessa architettura potrà essere replicata in una costellazione di sei o più unità, riducendo il costo unitario. Il finanziamento arriva da UK Space Agency, Kavli Foundation e STFC, per una Fase III da 30 milioni di sterline distribuiti fino al 2031.
Nella corsa dei radiosat lunari l'Italia guarda da fuori
Nell'elenco dei partner CosmoCube non compare nessun ente italiano: niente INAF, nessuna università coinvolta. Anche in LuSEE-Night il coordinamento resta tra Berkeley Lab, Brookhaven e Colorado, senza contributi diretti dai laboratori italiani. La cosmologia dell'idrogeno primordiale è finora rimasta appannaggio degli strumenti terrestri, dove l'Italia partecipa a SKA-Low in Australia. Sull'orbita lunare i posti sono ancora limitati e ogni missione è un consorzio ristretto attorno a un unico CubeSat sperimentale.
Dopo il salto di scala del catalogo Euclid dei quasar dell'alba cosmica, che ha portato lo studio dell'universo primordiale al centro dell'agenda europea, il vuoto italiano sulle missioni lunari radio si nota. Grant europei per la ricerca di base esistono anche nel Paese, come mostra il finanziamento da 650mila euro assegnato a una ricercatrice dell'Università di Padova per la biologia cellulare, ma sul lato nascosto della Luna nessun laboratorio nazionale figura ancora tra i proponenti dei consorzi internazionali.
Il primo segnale a 21 centimetri dell'era buia sarà probabilmente misurato da LuSEE-Night già nel corso del 2027, prima ancora del lancio britannico. Il satellite di Cambridge arriverà dopo, con l'ambizione di trasformare l'osservazione radio lunare dell'idrogeno primordiale da esperimento pilota a servizio scientifico continuativo, replicabile satellite dopo satellite grazie a una piattaforma SSTL-21 già collaudata a Terra nei test termovuoto di RAL Space nel 2025.
Domande frequenti
Qual è l'obiettivo principale della missione CosmoCube?
CosmoCube punta a captare il debolissimo segnale radio emesso dagli atomi di idrogeno primordiale, risalente a 150 milioni di anni dopo il Big Bang, per studiare le prime stelle e l'epoca chiamata Dark Ages o Alba Cosmica.
Perché il satellite orbiterà sul lato nascosto della Luna?
Il lato nascosto della Luna offre un ambiente radio silenzioso, schermando il satellite dalle interferenze radio terrestri come quelle delle FM, rendendo possibile l’osservazione di frequenze tra 10 e 100 megahertz impossibili da rilevare da Terra.
In cosa si differenzia CosmoCube dalle altre missioni simili come LuSEE-Night?
CosmoCube utilizza una piattaforma CubeSat in orbita lunare con una calibrazione particolarmente stabile e mira a essere replicabile in una costellazione di unità, mentre LuSEE-Night opera sulla superficie della Luna e osserva frequenze sotto i 50 megahertz.
Qual è il ruolo dell'Italia in queste missioni di radioastronomia lunare?
Attualmente nessun ente o università italiana partecipa direttamente alle missioni lunari come CosmoCube o LuSEE-Night; la ricerca nazionale è per ora concentrata su progetti terrestri come SKA-Low in Australia.
Quando è previsto il lancio di CosmoCube e quanto durerà la missione?
Il lancio di CosmoCube è previsto per il 2031 e la missione avrà una durata di due anni, con circa 1.000 ore utili di raccolta dati durante i passaggi sul lato nascosto della Luna.
Chi finanzia e realizza la missione CosmoCube?
CosmoCube è una missione dell'Università di Cambridge, realizzata in collaborazione con Surrey Satellite Technology e finanziata da UK Space Agency, Kavli Foundation e STFC, con un budget di 30 milioni di sterline.
