Giove non è solo il pianeta più grande e massiccio del nostro sistema solare. È un detentore del record sotto molti aspetti. Pertanto, Giove ha il campo magnetico più potente tra i pianeti, emette nella gamma di raggi X e ha un'atmosfera estremamente complessa. I planetologi stanno mostrando grande interesse per questo pianeta, dal momento che è difficile sopravvalutare il ruolo di Giove nella storia del sistema solare, così come nel suo presente e futuro.
La navicella spaziale Juno, che ha raggiunto il pianeta gigante nel 2016 ed è attualmente impegnata in un programma di ricerca in orbita attorno a Giove, è destinata ad aiutare gli scienziati a risolvere molti dei suoi misteri.
Inizio missione
La preparazione per la spedizione di questa sonda automatica su Giove è stata effettuata dalla NASA nell'ambito del programma New Frontiers, incentrato sullo studio completo di diversi oggetti del sistema solare di particolare interesse. "Juno" è diventata la seconda missione nell'ambito di questo progetto. Ha iniziato 5Agosto 2011 e, dopo aver trascorso quasi cinque anni sulla strada, è entrata con successo in orbita attorno a Giove il 5 luglio 2016.
Il nome della stazione che andava al pianeta che porta il nome della divinità suprema della mitologia romana è stato scelto non solo in onore della moglie del "re degli dei": ha una certa connotazione. Secondo uno dei miti, solo Giunone poteva guardare attraverso il velo di nuvole con cui Giove avvolgeva le sue azioni sconvenienti. Assegnando il nome di Juno alla navicella spaziale, gli sviluppatori hanno così individuato uno degli obiettivi principali della missione.
Attività di indagine
I planetologi hanno molte domande su Giove e le risposte dipendono dall'adempimento dei compiti scientifici assegnati alla stazione automatica. A seconda dell'oggetto di studio, questi compiti possono essere combinati in tre complessi principali:
- Studio dell'atmosfera di Giove. La raffinata composizione, struttura, caratteristiche della temperatura, dinamica dei flussi di gas negli strati profondi dell'atmosfera situati sotto le nuvole visibili: tutto ciò è di grande interesse per gli scienziati, gli autori del programma scientifico Juno. Il veicolo spaziale, giustificando il nome che le è stato dato, con i suoi strumenti guarda più lontano di quanto sia stato possibile finora.
- Studio del campo magnetico e della magnetosfera del gigante. A una profondità di oltre 20 mila km, a pressioni e temperature colossali, enormi masse di idrogeno si trovano allo stato di metallo liquido. Le correnti al suo interno generano un potente campo magnetico e la conoscenza delle sue caratteristiche è importante per chiarire la struttura del pianeta e la storia della sua formazione.
- Lo studio dei dettagli della struttura del campo gravitazionale è necessario anche per gli scienziati planetari per costruire un modello più accurato della struttura di Giove. Ci consentirà di giudicare con maggiore sicurezza la massa e le dimensioni degli strati più profondi del pianeta, compreso il suo solido nucleo interno.
Attrezzature scientifiche Juno
Il design del veicolo spaziale prevede il trasporto di una serie di strumenti progettati per risolvere i problemi di cui sopra. Questi includono:
- Complesso magnetometrico MAG, composto da due magnetometri e uno star tracker.
- Segmento spaziale di apparecchiature per misurazioni gravitazionali Gravity Science. Il secondo segmento si trova sulla Terra, le misurazioni stesse vengono effettuate utilizzando l'effetto Doppler.
- Radiometro a microonde MWR per lo studio dell'atmosfera a grandi profondità.
- Spettrografo ultravioletto UVS per studiare la struttura delle aurore di Giove.
- Strumento GIADA per fissare la distribuzione di particelle cariche a bassa energia nelle aurore.
- Rivelatore di distribuzione di ioni ed elettroni ad alta energia JEDI.
- Rivelatore di plasma e onde radio nella magnetosfera del pianeta Waves.
- Telecamera a infrarossi JIRAM.
- La fotocamera a gamma ottica JunoCam posizionata su Juno principalmente per scopi dimostrativi e didattici per il grande pubblico. Questa fotocamera non ha compiti speciali di natura scientifica.
Caratteristiche del design e specifiche di "Juno"
Il veicolo spaziale aveva una massa di lancio di 3625 kg. Di questi, solo circa 1600 kg cadono sulla quota della stazione stessa, il resto della massa - carburante e comburente - viene consumato durante la missione. Oltre al motore di propulsione, il dispositivo è dotato di quattro moduli motore di orientamento. La sonda è alimentata da tre pannelli solari da 9 metri. Il diametro dell'apparecchio, esclusa la loro lunghezza, è di 3,5 metri.
La potenza totale dei pannelli solari in orbita attorno a Giove entro la fine della missione dovrebbe essere di almeno 420 watt. Inoltre, Juno è dotato di due batterie agli ioni di litio per alimentarlo mentre la stazione è all'ombra di Giove.
Gli sviluppatori hanno tenuto conto delle condizioni speciali in cui Juno dovrà lavorare. Le caratteristiche del veicolo spaziale sono adattate alle condizioni di una lunga permanenza all'interno delle potenti cinture di radiazioni di un pianeta gigante. L'elettronica vulnerabile della maggior parte degli strumenti è collocata in uno speciale scomparto cubico in titanio, protetto dalle radiazioni. Lo spessore delle sue pareti è di 1 cm.
Passeggeri insoliti
La stazione trasporta tre figure di uomini in alluminio in stile Lego raffiguranti gli antichi dei romani Giove e Giunone, oltre allo scopritore dei satelliti del pianeta, Galileo Galilei. Questi "passeggeri", come spiega lo staff della missione, sono andati su Giove per attirare l'attenzione delle giovani generazioni sulla scienza e la tecnologia, per interessare i bambini all'esplorazione spaziale.
Il Grande Galileo è a bordo e in un ritratto su un'apposita targa fornita dall'Agenzia Spaziale Italiana. Contiene anche un frammento di una lettera scritta dallo scienziato all'inizio del 1610, dove menziona per la prima volta l'osservazione dei satelliti del pianeta.
Ritratti di Giove
La JunoCam, sebbene non abbia un carico scientifico, è stata in grado di glorificare veramente la navicella spaziale Juno al mondo intero. Le foto del pianeta gigante, scattate con una risoluzione fino a 25 km per pixel, sono incredibili. Mai prima d'ora la gente aveva visto la magnifica e minacciosa bellezza delle nubi di Giove in modo così dettagliato.
Cinture nuvolose latitudinali, uragani e trombe d'aria della potente atmosfera gioviana, il gigantesco anticiclone della Grande Macchia Rossa - tutto questo è stato catturato dalla camera ottica di Giunone. Le immagini di Giove dalla navicella spaziale hanno permesso di vedere le regioni polari del pianeta, che sono inaccessibili per le osservazioni telescopiche dalla Terra e dall'orbita vicino alla Terra.
Alcuni risultati scientifici
La missione ha fatto progressi scientifici impressionanti. Eccone solo alcuni:
- È stata stabilita l'asimmetria del campo gravitazionale di Giove, causata dalle peculiarità della distribuzione dei flussi atmosferici. Si è scoperto che la profondità a cui si estendono queste bande, visibili sul disco di Giove, raggiunge i 3000 km.
- Scoperta la complessa struttura dell'atmosfera delle regioni polari, caratterizzata da processi turbolenti attivi.
- Sono state effettuate misurazioni del campo magnetico. Si è rivelato essere un ordine di grandezza superiore al più forte terrestrecampi magnetici di origine naturale.
- È stata costruita una mappa tridimensionale del campo magnetico di Giove.
- Immagini dettagliate delle aurore scattate.
- Sono stati ricevuti nuovi dati sulla composizione e la dinamica della Grande Macchia Rossa.
Questi non sono tutti i risultati di Giunone, ma gli scienziati sperano di ottenere ancora più informazioni con esso, perché la missione è ancora in corso.
Futuro di Giunone
La missione doveva originariamente durare fino a febbraio 2018. Quindi la NASA ha deciso di prolungare la permanenza della stazione vicino a Giove fino a luglio 2021. Durante questo periodo, continuerà a raccogliere e inviare nuovi dati sulla Terra e continuerà a fotografare Giove.
Alla fine della missione, la stazione verrà inviata nell'atmosfera del pianeta, dove brucerà. Tale conclusione è prevista per evitare in futuro una caduta su uno qualsiasi dei grandi satelliti e la possibile contaminazione della sua superficie da parte di microrganismi terrestri della Giunone. La navicella spaziale ha ancora molta strada da fare e gli scienziati contano su un ricco "raccolto" scientifico che Giunone porterà loro.
