La sonda Juno in missione su Giove vai allo speciale

10 cose da sapere sulla sonda spaziale Juno

Gli obiettivi scientifici, i misteri da indagare, i pericoli noti, la fine già scritta: le cose da sapere sulla sonda spaziale Juno e i punti principali della più importante missione in esplorazione del gigante gassoso che domina il Sistema Solare. 

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Juno e Giove, in un fotomontaggio.|JPL/Nasa

Lunedì 4 luglio 2016, dopo un viaggio di 5 anni e 2,8 miliardi di chilometri, la sonda della Nasa Juno celebrerà la Festa dell'Indipendenza americana facendosi catturare dall'orbita di Giove.

 

Edit: aggiornamento del 5 luglio,  ore 7.30, l'inserimento in orbita è avvenuto con successo

 

Da lì e per circa un anno e mezzo, finché saprà resistere alle radiazioni, studierà la struttura del pianeta, cercando di farci capire come si è evoluto, quale sia la sua composizione, come funziona il suo campo magnetico e, soprattutto, quanta acqua ospita.

 

1. Come è fatta. Juno è una sonda di 3,6 tonnellate di peso che fa parte del programma New Frontiers (lo stesso di New Horizons) ed è la prima navicella ad addentrarsi nello Spazio profondo alimentata solo da energia solare (e non da plutonio). Grazie a 3 pannelli ad alta efficienza, lunghi circa 9 metri, riesce a funzionare anche in una zona del Sistema Solare che riceve solamente il 3-4% dei raggi e del calore che investono la Terra.

 

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I pannelli solari della sonda durante i controlli prima del lancio. Nell'arco della missione attorno a Giove, i tre pannelli - che montano complessivamente 18.698 celle solari - dovranno fornire i circa 500 watt necessari a mantenere la temperatura richiesta all'interno della sonda e a fare funzionare strumenti e comunicazioni. | JPL/Nasa

 

Juno ospita 9 strumenti scientifici: tra questi, ben sei sono dedicati allo studio della magnetosfera gioviana, la più grande di tutto il Sistema Solare, e del campo magnetico di Giove, 14 volte più intenso di quello terrestre. Ma quello destinato a far più parlare di sé è la JunoCam, una telecamera che invierà a flusso continuo immagini del pianeta finché le radiazioni gioviane non la metteranno ko.

 

Il disco rigido della sonda non è molto diverso da quello di un normale computer portatile. Juno ha una memoria flash di 256 megabyte e una DRAM (un tipo di memoria RAM) di 128 megabyte: strumenti agili e veloci che le permettono di funzionare in un ambiente ostile e pieno di radiazioni.

 

L'elettronica di base è simile a quella del Mars Reconnaissance Orbiter (la sonda della Nasa che da 10 anni orbita attorno a Marte), anche se in una diversa configurazione. Qui sotto, una semplice infografica per capire le dimensione e gli strumenti della sonda.

Clicca sull'immagine per ingrandirla.

2. Il contributo italiano. L'Italia ha fornito a Juno lo spettrometro a infrarosso JIRAM (di cui era responsabile Angioletta Coradini, astrofisica italiana scomparsa nel 2011) e lo strumento radio KaT. Serviranno per gli studi sulla gravità e del nucleo più interno del pianeta, nel quale si pensa ci sia idrogeno sotto forma di metallo liquido, a causa della pressione a cui è sottoposto.

 

Italiana è anche la placca dedicata a Galileo Galilei a bordo della sonda: fornita dall'Agenzia spaziale italiana (Asi), riporta la trascrizione del manoscritto in cui l'astronomo descrisse per la prima volta i 4 satelliti medicei.

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La sonda Juno trasporta anche tre statuine di LEGO che rappresentano Galileo, Giove e sua moglie Giunone (Juno, appunto). Per sopravvivere al viaggio sono state rivestite in alluminio. | Nasa

 

3. avvicinamento graduale. Il 4 luglio Juno accenderà i motori per circa 35 minuti fino ad agganciare l'orbita gioviana. Dapprima compirà 2 lunghe orbite attorno al pianeta, della durata di circa due mesi ciascuna. Poi comincierà ad accorciare le distanze, arrivando a compiere una rivoluzione attorno a Giove ogni 14 giorni.

 

In tutto dovrebbe compiere 37 orbite ellittiche nell'arco di 20 mesi, raggiungendo i 206 mila km orari e arrivando alla distanza minima di 5.000 km dalle nubi di Giove. Ma si pensa che le radiazioni la renderanno inservibile entro 32 orbite. Il percorso ellittico e molto allungato è stato studiato per ridurre al minimo l'esposizione alle radiazioni magnetiche gioviane ma anche per massimizzare l'esposizione alla luce dei pannelli solari.

 

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Lo schema orbitale di Juno in una grafica del New York Times. | New York Times

 

4. Alla ricerca d'acqua. Stabilire quanta acqua ci sia su Giove, sotto forma di vapore o di ghiaccio sospeso nell'alta atmosfera, è tra gli obiettivi primari della missione. Dalla quantità d'acqua si otterranno indizi per capire se Giove si sia formato all'interno della nube protoplanetaria che diede origine al Sistema Solare, all'incirca nella posizione in cui si trova ora, o se sia nato all'esterno del Sistema per poi scivolare verso l'interno, provocando sconvolgimenti nell'originale disposizione dei pianeti.

 

Se questa seconda ipotesi fosse valida, Giove potrebbe aver provocato lo scambio di posizione tra Urano e Nettuno. Le analisi della quantità d'acqua su Giove compiute finora hanno fornito risultati confusi e contrastanti.

 

Qui sotto, un bel video con la storia della missione realizzato dal New York Times (il filmato è in inglese). 

 

 

5. indagini "profonde". Un altro compito di Juno sarà capire se all'interno del pianeta gassoso ci sia un nucleo solido (come si sospetta) e se questo sia roccioso o metallico. Lo si capirà dalle piccole fluttuazioni nell'attrazione gravitazionale del pianeta, misurabili dalle perturbazioni nella frequenza dei segnali radio della navicella. Altre analisi riveleranno poi se è un oceano di idrogeno metallico allo stato liquido a generare il potente campo magnetico di Giove.

 

6. L'atmosfera. Attraverso le onde radio, Juno spierà che cosa accade sotto alle fitte nubi di Giove, indagando fino a una profondità dove la pressione è 100 volte maggiore di quella terrestre. Per quanto si estende la Grande Macchia Rossa, visibile da secoli sul pianeta? Che cosa c'è sotto di essa? Perché l'alternanza di bande più scure e zone più chiare nell'atmosfera gioviana?

 

7. Le aurore. Grazie all'orbita polare, che condurrà la sonda sopra ai poli di Giove ogni 14 giorni, Juno potrà studiare le aurore polari del pianeta, molto più violente di quelle terrestri, e osservare come le particelle solari interagiscono con la magnetosfera del gigante gassoso.

 

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La magnetosfera di Giove è la più grande di tutto il Sistema Solare. | Jaxa/chandra.harvard.edu

 

8. Come le Pioneer. Per mantenersi stabile, Juno girerà su se stessa, con una strategia analoga a quella adottata per le sonde Pioneer, partite per Giove nel 1973 e attualmente disperse nel Sistema Solare. Con i motori accesi, la sonda compirà 5 rivoluzioni al minuto. A velocità di crociera, una rivoluzione al minuto; durante le analisi scientifiche, 2 rivoluzioni al minuto. In un viaggio da polo a polo, in questo modo, il suo campo visivo su Giove ruoterà 400 volte.

 

9. 48 minuti. È il tempo che impiegheranno i segnali radio a viaggiare da Giove alla Terra. Quando gli ingegneri della Nasa riceveranno il segnale di avvenuta accensione del motore principale, il 4 luglio, la sonda dovrebbe già averlo spento ed essersi agganciata all'orbita di Giove. Se qualcosa dovesse andare storto, nessuno potrà intervenire.

 

Durante l'approccio al pianeta, quel giorno, non saranno scattate immagini, perché gli strumenti di Juno sono stati spenti 5 giorni prima dell'arrivo e saranno riavviati a 2 giorni dall'aggancio. La Nasa presenterà un video sulla missione il 4 luglio, ma quello che i tecnici riceveranno sarà una semplice serie di segnali radio che confermeranno che tutto procede come previsto.

 

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Una foto ottenuta da Juno il 21 giugno da una distanza di 10,9 milioni di km da Giove: si vedono il pianeta gassoso e i suoi satelliti Io, Europa, Ganimede e Callisto. | Nasa

 

10. Morte annunciata. Nonostante sia rinchiusa in un contenitore dalle spesse pareti in titanio, Juno assorbirà una tale quantità di radiazioni letali che difficilmente sopravviverà oltre un anno e mezzo. Alla fine della sua missione, nei primi mesi del 2018, con una manovra kamikaze di 5 giorni e mezzo, si tufferà nell'atmosfera di Giove, dove infine brucerà: una fine programmata, per sfruttare l'operatività residua della sonda per studiare da vicino l'atmosfera del pianeta gassoso.

 

Nel settembre 2017 anche Cassini finirà la sua missione con un tuffo su Saturno. A quel punto, e per la prima volta in due decenni, la Nasa non avrà più sonde attorno a pianeti esterni. La prossima missione gioviana andrà alla scoperta di Europa, ma se ne riparlerà tra una decina di anni.

 

Intanto che aspettiamo le prossime novità, ecco il trailer cinematografico della missione:

 

 

05 Luglio 2016 | Elisabetta Intini