Spazio

Tutto pronto per la missione Juice verso Giove

Siamo andati a vedere dove è stata costruita Juice, la sonda dell’Esa che sta per partire verso Giove per andare a scoprire quanta acqua c’è nelle sue lune. A bordo tanta tecnologia italiana.

Il conto alla rovescia per Juice, la missione dell'Agenzia Spaziale Europea (Esa) volta a esplorare il pianeta Giove e le sue lune ghiacciate Europa, Ganimede e Callisto sta per partire. Salvo imprevisti dell'ultimo momento, infatti, la sonda verrà lanciata il 13 aprile prossimo dal centro spaziale di Kourou, nella Guyana francese, a bordo di un razzo vettore Ariane 5 (per inciso, sarà l'ultimo lancio con questo razzo, che verrà poi sostituito dal modello successivo, Ariane 6, il cui primo lancio è previsto entro la fine di quest'anno).

Lancio Juice
Il momento cruciale nella fase di partenza di Juice sarà il dispiegamento dei pannelli solari progettati per alimentare la sonda nell'oscurità del sistema solare esterno. Sono i più grandi e potenti mai montati su una sonda spaziale. Costruiti in Italia da Leonardo, per il lancio sono stati ripiegati come un complesso origami. Dovranno dispiegarsi correttamente e con la giusta angolazione, altrimenti la navicella potrebbe surriscaldarsi. © Esa

Acronimo dell'espressione "JUpiter ICy moons Explorer", esploratore delle lune ghiacciate di Giove, Juice è frutto di circa quindici anni di studio, progettazione e realizzazione, dopo una serie di ipotesi, fra cui una missione congiunta con la Nasa, l'Agenzia spaziale statunitense, poi abbandonata, e una serie di ritardi, compreso quello causato dalla pandemia.

Ma adesso è davvero tutto pronto, e non resta che attendere l'apertura della finestra di lancio, che va dal 13 aprile, appunto, fino alla fine del mese.

Gli obiettivi della missione Juice

La missione fa parte del programma dell'Esa per il decennio 2015-2025 denominato "Cosmic Vision", ed è particolarmente ambiziosa: un primo obiettivo è studiare il pianeta Giove e il turbolento ambiente circostante, in particolare l'intenso campo magnetico e le sue interazioni con l'atmosfera gioviana e con i satelliti più vicini, come Io, caratterizzato da un'intensa attività vulcanica. 

Il secondo obiettivo è osservare le tre lune Europa, Ganimede e Callisto, sotto le cui superfici ghiacciate i planetologi ipotizzano che possano trovarsi ampi oceani di acqua allo stato liquido.

Le osservazioni di Juice serviranno pertanto a confermare l'esistenza di questi oceani sotterranei e a caratterizzarne la profondità e la densità, per poi risalire al grado di salinità: «tutti aspetti fondamentali per comprendere sia la struttura di queste lune, sia a valutare se e come questi ambienti sottomarini siano o meno propizi allo sviluppo di forme di vita», spiega a Focus Barbara Negri, responsabile del Volo Umano e Sperimentazione Scientifica dell'Agenzia Spaziale Italiana (ASI). «Un ragionamento fatto in analogia a quanto si ipotizza che sia accaduto sul nostro pianeta, dove si pensa che la vita abbia avuto origine nelle sorgenti idrotermali che si trovano nelle profondità oceaniche».

Il viaggio della missione Juice

Ma prima di riuscire a compiere queste osservazioni, Juice dovrà affrontare un viaggio lungo e tortuoso, che la farà arrivare a Giove fra otto anni, nel 2031.

La spinta ricevuta al lancio non è infatti sufficiente a permettere alla sonda di puntare direttamente verso Giove, distante diverse centinaia di milioni di chilometri. La sonda si avvarrà pertanto di ben quattro "assist gravitazionali", tre da parte del nostro pianeta e uno da parte di Venere. In pratica, la sonda passerà vicino ai due pianeti per sfruttarne la spinta gravitazionale e in questo modo accelerare e prendere la traiettoria interplanetaria che la porterà infine in prossimità di Giove, attorno a cui, con una delicata manovra, verrà introdotta in orbita. 

 

Il viaggio di Juice durerà circa otto anni e prevede diversi passaggi ravvicinati ad altri pianeti per poter accelerare la corsa della sonda verso Giove. Nell'agosto 2024 Juice tornerà verso casa, sfiorando il sistema Luna-Terra; esattamente un anno dopo si avvicinerà a Venere; a settembre 2026 e gennaio 2027 effettuerà due ulteriori voli radenti sulla Terra per spiccare il grande salto verso Giove, dove arriverà nel luglio 2031 dopo circa 6 miliardi di km di strada. Juice inizierà già a fare osservazioni scientifiche sei mesi prima di entrare in orbita attorno a Giove.

A quel punto inizierà la vera missione di Juice: fra luglio 2031 e novembre 2034 sono previsti ben 35 sorvoli delle tre lune, e, infine, nel dicembre 2034, l'immissione in orbita attorno a Ganimede, obiettivo principale di studio. Sarà la prima volta che una sonda entrerà in orbita attorno a una luna che non è la nostra.

Gli strumenti di Juice

La sonda monta a bordo ben dieci strumenti, sia per il telerilevamento, come fotocamere, spettrometri, radar e altimetri, sia per misure sul posto come magnetometri e rivelatori di particelle e polveri. Alla realizzazione di questi strumenti ha dato un fondamentale contributo la comunità scientifica e tecnologica italiana.

Grazie al finanziamento e al coordinamento dell'Agenzia Spaziale Italiana (Asi) e alla collaborazione scientifica dell'Istituto Nazionale di Astrofisica (Inaf) e di alcune università (Parthenope di Napoli, La Sapienza di Roma, Trento), il nostro Paese ha realizzato alcuni degli strumenti a bordo di Juice.

Juice - strumenti scientifici
Juice ha a bordo 10 strumenti molto sofisticati (vedi illustrazione sopra), alimentati da 85 mq di pannelli solari. La sonda è un cubotto di circa 3,5 metri di spigolo. Al suo interno c'è anche il combustibile per alimentare i motori che serviranno a frenarne la sua corsa, una volta arrivata a destinazione, e ad agganciare l'orbita gioviana. Un'antenna ad alto guadagno di 2,45 m di diametro permetterà di inviare a Terra 1,4 Gb di dati al giorno (dati che impiegheranno circa 6 ore per raggiungere il centro di controllo di Esa). Completano le dotazioni della sonda una serie di scudi per proteggere strumenti ed elettronica dalle radiazioni emesse da Giove e dalle temperatura (dai + 250 °C raggiunti durante il flyby di Venere ai - 230 °C intorno a Giove). © Esa

Per esempio, la camera ad alta risoluzione JANUS (con la capacità di osservare in tredici diverse bande spettrali) è stata interamente realizzata da Leonardo che ha anche collaborato nella costruzione dello spettrometro MAJIS,  capace di osservare dal visibile al vicino e medio infrarosso e in grado di analizzare la luce in oltre mille "colori", dal visibile al vicino infrarosso. Thales Alenia Space, "joint venture" tra la francese Thales (al 67%) e l'italiana Leonardo (al 33%), ha invece realizzato lo strumento RIME, un radar capace di studiare la struttura interna delle lune ghiacciate fino a 9 chilometri di profondità, e appunto di rilevare la presenza di acqua salata allo stato liquido. Sempre Thales Alenia Space ha realizzato parte del gravimetro 3GM, che sarà impegnato nello studio delle anomalie gravitazionali delle lune di Giove. 

Ancora Leonardo ha realizzato i pannelli solari che alimenteranno la sonda: 85 metri quadrati di superficie, capaci di erogare circa 700-800 watt di potenza alla distanza di Giove, quando un raggio solare impiega circa 45 minuti a raggiungere i pannelli (alla distanza della Terra produrrebbero addirittura 30 chilowatt, sufficienti al fabbisogno di 10 appartamenti).

Ma la presenza dell'Italia su Juice non termina qui. A bordo della sonda si trovano anche le copie del frontespizio e di due pagine del "Sidereus Nuncius", il trattato con cui Galileo Galilei, nel 1610, annunciò proprio la scoperta di Io, Europa, Ganimede e Callisto, in orbita attorno a Giove, rivoluzionando per sempre la nostra concezione dell'universo.

14 marzo 2023 Emiliano Ricci
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