La sonda spaziale Juno è nell’orbita di Giove

Nelle prime ore di oggi la sonda spaziale Juno della NASA è entrata nella sua orbita intorno al pianeta Giove, dopo un viaggio lungo miliardi di chilometri e iniziato cinque anni fa. Alle 5:53 del mattino, Juno ha inviato verso la Terra un segnale radio per confermare di avere eseguito la manovra di 35 minuti programmata per rallentare la sua corsa a 869 milioni di chilometri da noi e agganciare l’orbita gioviana. Stando ai primi dati, tutto è andato come previsto e nei prossimi mesi la sonda potrà iniziare a raccogliere dati su Giove, il pianeta più grande del Sistema solare, che potrà darci nuovi indizi sulle prime turbolente fasi di formazione del gruppo di pianeti, Terra compresa, che oggi orbitano pacifici intorno al Sole.

Alle 5:18, il motore principale della sonda spaziale Juno si è acceso per spingere la sonda in direzione contraria rispetto a quella in cui stava viaggiando, riducendo la sua velocità di circa 542 metri al secondo, un rallentamento sufficiente per subire l’influenza della gravità di Giove. Dopo 35 minuti, la sonda ha spento il motore e ha compiuto un’altra manovra per orientare i suoi grandi pannelli solari verso il Sole, in modo da iniziare ad accumulare energia elettrica per alimentare gli altri suoi sistemi di bordo. Rick Nybakken, responsabile del progetto Juno per il NASA Jet Propulsion Laboratory, il laboratorio che realizza buona parte delle sonde spaziali dell’ente statunitense, ha detto di essere molto soddisfatto: “Ha funzionato tutto perfettamente, che è sempre una cosa piacevole quando stai gestendo un veicolo che ha circa 2,8 miliardi sul contachilometri. L’inserimento nell’orbita di Giove era il passaggio più complesso della nostra missione, ma ce ne sono comunque altri che si devono verificare prima di poter avviare la missione scientifica vera e propria”.

La strada percorsa da Juno
Come accade spesso per le sonde spaziali, Juno ha seguito un percorso piuttosto tortuoso per raggiungere Giove, sfruttando le spinte orbitali di altri pianeti: nel complesso ha viaggiato per circa 2,8 miliardi di chilometri e ora si trova a una distanza di quasi 869 milioni di chilometri da noi. Un raggio di sole impiega 45 minuti per raggiungere i pannelli solari che alimentano la sonda (per raggiungere la Terra impiega circa 8 minuti). Ora si trova in un’ampia orbita intorno a Giove e per fare un giro completo intorno al pianeta impiegherà 53 giorni e mezzo circa. L’ampiezza dell’orbita sarà ridotta in un secondo momento in autunno: diventerà di 14 giorni, ideale per compiere le rilevazioni scientifiche intorno al pianeta.

La sonda spaziale Juno orbiterà per mesi intorno a Giove compiendo 560 milioni di chilometri e raccogliendo con i suoi strumenti dati che saranno inviati sulla Terra, poi nel 2018 compirà un’ultima orbita che la porterà ad avvicinarsi rapidamente agli strati più superficiali del pianeta. Il 20 febbraio di quell’anno, Juno entrerà nell’atmosfera gioviana e non essendo dotata di protezioni sufficienti andrà a fuoco, polverizzandosi tra i tempestosi venti che sferzano Giove. La scelta di questa fine traumatica è stata assunta per rispettare i principi di protezione dei pianeti imposti dalla NASA.

Cos’è Juno
La sonda Juno è partita verso Giove il 5 agosto del 2011 da Cape Canaveral, in Florida, con l’obiettivo di osservare il pianeta come non era mai stato fatto prima, guardando attraverso i suoi strati superficiali. In precedenza Giove era già stato visitato da altre sonde, come le Pioneer 10 e 11 negli anni Settanta che ne avevano fotografato la superficie, Ulysses che raccolse dati sul suo campo magnetico nel 1992, Galileo nel 1996 che inviò una sonda tra le dense nubi del pianeta e New Horizons nel 2007, di passaggio nel suo lungo viaggio verso Plutone. Juno ha il compito di compiere rilevazioni più approfondite, per studiare il gigantesco campo magnetico prodotto da Giove e le caratteristiche dei suoi strati più interni.

Il nome della sonda spaziale Juno deriva da quello della divinità Giunone dell’antica Roma: la moglie di Giove, che aveva la capacità di osservare attraverso le nuvole. Il costo complessivo della missione è intorno agli 1,13 miliardi di dollari e la sua durata prevista è di 78 mesi dal lancio. La sonda è una sorta di grande scatola a base esagonale di 3,5 metri per 3,5 metri. Da tre spigoli si sviluppano i suoi grandi pannelli solari, ognuno dei quali è lungo 9 metri e largo 2,7: servono per raccogliere la luca del Sole e trasformarla in energia elettrica. Juno è la prima sonda spaziale inviata verso Giove dalla Terra a utilizzare un’alimentazione a energia solare al posto di una batteria atomica, più che altro per motivi tecnici ed economici e non per scelte politiche, benché da anni sia dibattuta l’opportunità di utilizzare materiale radioattivo nelle sonde che inviamo nello Spazio.

L’Italia e i LEGO intorno a Giove
Juno utilizza 10 strumenti principali per la raccolta di dati di vario tipo, con l’obiettivo di comprendere meglio le caratteristiche strutturali di Giove, misurare la composizione dell’atmosfera e la velocità dei suoi venti, studiare in modo più completo la struttura della magnetosfera prodotta dal pianeta. Uno degli strumenti principali e un componente secondario a bordo di Juno sono stati forniti dall’Italia:

• JIRAM (Jovian InfraRed Auroral Mapper), serve per studiare gli strati superiori dell’atmosfera gioviana utilizzando uno spettrometro e una fotocamera, ed è stato costruito dall’Istituto Nazionale di Astrofisica con Sele-Galileo Avionica;

• KaT (Ka-Band Translator), fa parte dello strumento principale GSE (Gravity Science Experiment) per studiare la struttura interna di Giove sulla base delle variazioni della gravità del nucleo di Giove.

La sonda spaziale Juno trasporta anche tre omini LEGO, che per cinque anni hanno viaggiato nelle profondità dello Spazio. Sono stati realizzati in alluminio, non in plastica per motivi pratici, e rappresentano Galileo Galilei con il suo inseparabile telescopio, Giunone con una lente d’ingrandimento per rappresentare le sue capacità indagatrici e infine il marito Giove con tanto di saette in mano. L’iniziativa è il frutto di una collaborazione tra NASA e LEGO Group per avvicinare i bambini alle scienze, alla matematica e alla tecnologia. Sono gli omini LEGO che hanno viaggiato di più in tutta la storia dell’umanità.

Giove
Giove è il pianeta più grande e ingombrante del Sistema solare: ci vorrebbero 11 pianeti come il nostro messi in fila per coprire il diametro di Giove, e ne servirebbero 300 per ottenere una massa pari alla sua. Giove non è però roccioso come la Terra: è una gigantesca palla di gas formata per lo più da idrogeno ed elio. Le sue dimensioni suggeriscono che fu il primo pianeta a formarsi nel Sistema solare, quando inglobò gli avanzi dei gas che avevano costituito il Sole, in un certo senso il pianeta è una stella mancata (di molto, naturalmente). Giove impiega 12 anni per compiere un giro intero intorno al Sole e gira velocissimo su se stesso: un giorno lassù dura appena 10 ore.

Giove appare come una palla formata da diversi strati orizzontali: sono le spesse formazioni nuvolose che avvolgono l’atmosfera superficiale del pianeta, formate da ammoniaca e idrogeno solfidrico. Nascondono più all’interno nubi formate da vapori d’acqua, che a volte diventano visibili quando gli strati più esterni delle nuvole si diradano. Le strisce che separano abbastanza nettamente gli strati sono formate dai forti venti che sferzano Giove, in direzione est-ovest. In questa porzione più superficiale si sviluppano colossali tempeste, come quella della Grande Macchia Rossa: fu osservata per la prima volta dall’italiano Giovanni Domenico Cassini nella seconda metà del Seicento, dura da almeno tre secoli ed è la più grande di tutto il Sistema solare (è talmente ampia da potere contenere quasi tre pianeti delle dimensioni della Terra).

Giove ha un campo magnetico molto potente, che secondo gli astronomi si origina in profondità nel pianeta, a circa un terzo del raggio, dove la pressione e così alta da rendere liquido l’idrogeno, che si comporta come un metallo diventando un grande conduttore di elettricità. È in questo enorme oceano di idrogeno liquido che si produce il campo magnetico, complice la veloce rotazione del pianeta: è 20mila volte più intenso di quello della Terra e occupa un’ampia porzione di Spazio (magnetosfera), che si estende fino a 3 milioni di chilometri, con una coda che si prolunga per quasi un miliardo di chilometri: per le strumentazioni di una sonda, come Juno, può essere un inferno, per questo alcune sono state schermate con spessi involucri in titanio.

Juno e Galileo
Grazie alle sue dimensioni e al fatto di essere luminoso a sufficienza, Giove è visibile a occhio nudo nel cielo notturno terrestre, e per questo è stato osservato da sempre dall’uomo. Ci sono testimonianze sui suoi movimenti fin dai tempi della civiltà assiro-babilonese (quasi quattro millenni fa), ma tra le osservazioni più rilevanti e rigorose ci furono quelle dell’italiano Galileo Galilei nel 1610: notò per la prima volta i movimenti delle quattro lune principali del pianeta, dati che lo aiutarono ad affinare la sua teoria che metteva in dubbio l’assunto per cui fosse la Terra al centro dell’Universo.

Sulla sonda spaziale Juno, ora in orbita intorno a Giove, c’è una targa dedicata a Galileo Galilei, per ricordare le sue osservazioni delle 4 lune principali gioviane nel Seicento. La placca sulla sonda riporta questo estratto da un suo manoscritto:

Nell’undicesimo, era in questa formazione, e la stella più vicina a Giove era metà della dimensione dell’altra e molto vicina all’altra così che, durante le precedenti notti, tutte e tre le stelle osservate erano della stessa dimensione e distanti ugualmente; così appare evidente che intorno a Giove ci siano tre stelle che si muovono, invisibili a tutti fino ad ora.