Sonda spaziale Juno

La sonda spaziale Juno della NASA è arrivata su Giove dopo un viaggio di cinque anni nello spazio iniziato con un lancio da Cape Canaveral nell’agosto del 2011. La navicella, che prende il nome dalla moglie di Giove e ha iniziato a svelare il misteri del pianeta più grande del nostro sistema solare.

Il gigante gassoso Giove

Juno, è il veicolo spaziale che vola il più vicino possibile a Giove di qualsiasi altro veicolo abbia mai fatto prima. Solo la sonda Galileo in realtà è andata molto più vicina, anzi, si è schiantata intenzionalmente sul pianeta per terminare la sua missione nel settembre del 2003. Utilizzando i dati delle primissime orbite di Juno attorno a Giove, due nuovi studi pubblicati rivelano che il pianeta è un luogo attivo e caotico, molto di più di quanto si pensasse in precedenza.

L’enorme campo magnetico di Giove è dieci volte la forza della Terra e ha grandi cicloni larghi molti chilometri ai poli che penetrano in profondità nell’atmosfera del gigante gassoso. La sonda è progettata per studiare la composizione, la gravità e il campo magnetico di Giove per aiutare i ricercatori a capire come si è formato l’enorme pianeta. Questa è una domanda fondamentale quando si studia la storia del nostro universo. Giove ha una massa 2,5 volte maggiore di tutti gli altri pianeti del sistema solare messi insieme e la sua formazione ha influenzato tutto ciò che orbita attorno al sole.

Se riusciamo a capire meglio questo gigante gassoso, allora possiamo capire meglio come si formano i sistemi planetari in generale. Questo, a sua volta, potrebbe aiutarci a trovarne di più, e in particolare di più che sono come il nostro sistema solare. Le nuove sorprese su Giove iniziano con i suoi sistemi meteorologici. I ricercatori ritengono che i cicloni individuati dalla navicella spaziale Juno siano il risultato dell’ammoniaca che sgorga dalle profondità del pianeta creando un clima turbolento anche molto al di sotto dell’atmosfera superiore.

La miscelazione attiva del materiale crea potenti trombe d’aria anche a una profondità in cui la pressione è superiore a 10 milioni di gradi pascal, ovvero circa cento volte la pressione atmosferica della Terra al livello del mare. La sonda spaziale Juno ha misurato il campo gravitazionale di Giove con un ordine di grandezza più preciso che mai. Come molte delle osservazioni, questa ha rivelato che il campo gravitazionale di Giove è molto diverso da quanto si pensasse in precedenza.

Studiando il campo gravitazionale del gigante gassoso, i ricercatori possono prevedere l’abbondanza di elementi pesanti all’interno di Giove, inclusa l’acqua, sperano di trovare prove di un nucleo solido come previsto dai modelli e di misurarne la massa e la velocità di rotazione. Il campo magnetico di Giove è l’oggetto più grande del sistema solare che si estende per milioni di chilometri in più direzioni. Giove, è ancora più grande di quanto pensassimo.

Per la prima volta, il campo magnetico di Giove è stato misurato bene all’interno dell’orbita della sua grande luna più vicina: Io. I ricercatori hanno scoperto che l’intensità del campo in questa regione è due volte più potente del previsto, circa dieci volte la forza del campo magnetico terrestre. Le rilevazioni della sonda spaziale Juno hanno offerto una visione del campo magnetico vicino a Giove che non si era mai visto prima.

Juno ha anche studiato la magnetosfera di Giove, che è la regione in cui il campo magnetico è abbastanza forte da dominare le particelle dei venti solari. La sonda è entrata nella magnetosfera il 24 giugno del 2016 e ha incontrato quello che è noto come una specie di onda d’urto stazionaria in cui il campo magnetico inizia a scacciare le particelle del vento solare.

A volte, si vedono aurore ai poli di Giove, simili all’aurora boreale e australe sulla Terra, tranne per un colore blu violaceo dovuto alle differenze nella composizione atmosferica dei due pianeti. Dal suo punto di osservazione unico sopra i poli, Juno ha rilevato potenti fasci di elettroni incanalati verso il basso nell’atmosfera superiore di Giove.

Potrebbero essere la causa delle aurore che possiamo vedere con il telescopio spaziale Hubble. Queste piogge di elettroni provenienti dal clima solare sono state distribuite in modo molto diverso da fenomeni simili sulla Terra suggerendo che le magnetosfere dei due pianeti sono radicalmente diverse nella struttura e nell’interazione con l’ambiente spaziale circostante.

Sonda spaziale Juno e stampa 3D

Juno è la prima navicella spaziale a utilizzare materiali stampati in 3D. Costruita da società che utilizzano regolarmente le stampanti 3D per prototipi e parti pronte per il volo. La sonda spaziale Juno è stata un ottimo candidato per le parti stampate in 3D poiché la tecnica riduce i costi, riduce i tempi di consegna e porta all’utilizzo di materiali più leggeri. Dotata di otto staffe in titanio con guide stampate in 3D, è stato possibile ridurre metà dei costi e metà del programma per queste parti che sono andate sulla sonda spaziale Juno.

Queste staffe, sono utilizzate per fissare la guida d’onda, un tubo rettangolare utilizzato per condurre segnali a radiofrequenza tra i componenti del veicolo spaziale. Durante il processo di stampa 3D, la polvere di titanio viene posta in una camera di Argon. Quindi, un raggio di elettroni che è come un laser, si muove attraverso il letto, creando lo schema desiderato. Alla fine, il raggio si sposta verso il basso mentre una lama spinge più polvere di titanio sulla superficie superiore.

Sebbene questi siano il primo esempio di oggetti stampati in 3D che viaggiano nella profondità dello spazio, il processo è attualmente in fase di test per lavori molto più sofisticati rispetto al semplice tenere insieme alcuni componenti. La NASA ha già testato un prototipo di motore composto principalmente da parti stampate in 3D e una turbopompa sempre stampata in 3D per fornire carburante a questo motore. Ovviamente, nessuno dei due è ancora andato nello spazio, tanto meno durante un viaggio su Giove.

Pericolosa entrata nell’orbita di Giove

4 Luglio 2016: La sonda spaziale Juno sta attualmente girando attorno a Giove a una velocità di circa a 250,000 Km/H. Juno è stata costruita con lo scopo principale di sopravvivere a Giove, il pianeta più pericoloso del sistema solare. Deve affrontare una sfida decisiva che potrebbe essere la sua più grande; finalmente avvicinarsi a Giove, rallentare e stabilirsi in orbita, senza rimbalzare nello spazio profondo.

Entrare in orbita attorno a un altro pianeta è una cosa davvero difficile da fare. È una danza delicata che usa gravità e inerzia, e tutto avviene a velocità vertiginosa. Juno deve completare una manovra di inserimento in orbita usando i propulsori come una serie di freni spaziali e Giove, è uno dei posti più difficili per fare queste manovre. Il 4 Luglio del 2016, Juno ha acceso il suo propulsore principale per 35 minuti per rallentare mentre si avvicinava a Giove.

La gravità del gigante gassoso la aggancerà. Nei prossimi tre mesi, il pianeta avvicinerà la sonda sempre più vicino in quella che viene chiamata orbita di cattura. La preoccupazione della NASA era che se la sonda spaziale Juno si avvicinava troppo, la gravità di Giove avrebbe potuto trascinarla giù nelle cime delle nuvole dove si sarebbe distrutta.

Il giorno 4 Luglio del 2016 è stata una notte molto preoccupante per gli scienziati della NASA ma questo grande piano ha funzionato. Pochi minuti prima di avviare il suo motore, la sonda spaziale Juno si era girata leggermente, puntando la sua antenna direttamente verso la Terra.

A quel punto aveva iniziato a inviare una serie di segnali acustici di dieci secondi che funzionano un po’ come il codice Morse per far sapere agli ingegneri della NASA che è viva e funzionante.

Suoni di Giove ascoltati dalla sonda spaziale Juno

4 Luglio 2016: La navicella spaziale Juno era entrata nell’orbita di Giove per il suo primo passaggio attorno al gigante gassoso, ma ciò non ha significato che si potevano aspettare tre giorni per un po’ di scienza. Nelle ultime settimane, Juno aveva varcato due soglie che segnavano i confini ufficiali dello spazio di Giove. Il 24 giugno 2016, Juno aveva attraversato l’arco d’urto di Giove e il giorno successivo ha attraversato la magnetopausa.

Poiché la sonda spaziale Juno ha una suite di sensori a bordo, aveva registrato il suono di queste transizioni e le aveva rispedite sulla Terra dove la NASA le aveva utilmente inserite in un video per la visione. La magnetosfera di Giove è gigantesca. Si tratta della struttura più grande del sistema solare, circa quindici volte più grande del Sole.

Ufficialmente in orbita attorno a Giove

5 Luglio 2016: Juno aveva iniziato la sua collocazione in un’orbita polare attorno a Giove dove diventerà il secondo velivolo ad orbitare attorno al pianeta. È stato sicuramente un viaggio molto pericoloso. Da qui, il velivolo dovrà eseguire un’altra manovra correttiva in alcune orbite per avvicinarlo al pianeta stabilendosi infine in una serie di orbite di quattordici giorni.

Orbite durante le quali il velivolo fu colpito da radiazioni infernali e alcuni dei suoi strumenti potevano non sopravvivere all’intero viaggio. Tutto questo lavoro ha consentito di poter studiare in profondità i campi magnetici e di radiazione di Giove, nonché di sondare l’atmosfera con una serie di strumenti di bordo. Arriveremo a comprendere la struttura interna di Giove meglio e scopriremo come si è formato il nostro sistema solare.

La sonda spaziale Juno ha avuto alcune battute d’arresto

17 Ottobre 2016: La navicella spaziale Juno, arrivata su Giove, ha avuto un malfunzionamento. Le due valvole del motore non si sono aperte alla velocità corretta e il motore avrebbe accelerato la navicella spaziale per ridurre il tempo necessario per orbitare attorno a Giove. Mentre si avvicinava a Giove per fare un passaggio ravvicinato del pianeta, il veicolo spaziale è entrato automaticamente in modalità provvisoria, spegnendo tutti gli strumenti scientifici.

Sfortunatamente, questo significa che non sono stati presi dati mentre la sonda spaziale Juno era più vicina a Giove come originariamente previsto quando l’accelerazione è stata ritardata. Il veicolo spaziale sembra funzionare correttamente, anche se il motivo dell’anomalia rilevata che l’ha spinta ad entrare in modalità provvisoria non è ancora chiara.

Il veicolo spaziale ha raccolto alcuni dati preziosi con più strumenti prima di entrare in modalità provvisoria. Gli scienziati hanno rilevato immagini straordinarie utilizzando i dati dello strumento JunoCam che scatta foto nello spettro visibile. Queste immagini possono aiutare i ricercatori a conoscere l’atmosfera turbolenta di Giove, dove infuriano cicloni più grandi della Terra.

Lo strumento del radiometro a microonde (MWR) di Juno è stato utilizzato anche per scrutare attraverso le nubi superficiali di Giove per vedere per la prima volta le condizioni atmosferiche sottostanti. Questo strumento può vedere a centinaia di chilometri al di sotto delle nubi superiori di Giove.

I primi risultati della missione Juno

5 Maggio 2017: La navicella spaziale Juno della NASA è in orbita attorno a Giove da quasi un anno e finalmente stiamo dando una prima occhiata ad alcune delle scoperte che la sonda ha fatto. I primi dati della sonda spaziale Juno sono stati presentati alla conferenza annuale dell’Unione Europea delle Geoscienze. Le nuove scoperte stanno già mettendo in discussione la nostra comprensione del pianeta più grande del sistema solare.

Precedenti osservazioni di Giove dalla navicella Galileo suggerivano che Giove fosse costituito principalmente da un interno uniforme con un nucleo solido di idrogeno metallico. I nuovi dati gravitazionali di Giove lo mettono in discussione. Ora, sembra che gli strati interni di Giove non siano affatto uniformi, ma si mescolino insieme regolarmente. Un’altra importante scoperta è che il campo magnetico di Giove è in realtà molto più potente di quanto si credesse in precedenza.

Il campo magnetico di Giove era già noto come la struttura più grande del sistema solare estendendosi per oltre sei milioni di chilometri in più direzioni. Si pensava che fosse da dieci a venti volte più potente del campo magnetico terrestre ma le misurazioni della sonda spaziale Juno sembrano indicare che il campo magnetico di Giove è ancora più forte.

I risultati del veicolo spaziale suggeriscono che il campo potrebbe essere quasi il doppio di quanto si credeva in precedenza. Inoltre, il campo sembra essere irregolare in alcuni punti, il che significa che a differenza della Terra, il campo magnetico di Giove viene generato più vicino alla superficie piuttosto che in profondità vicino al nucleo. Tutte queste nuove informazioni provengono solo dalle prime cinque orbite di Giove.

Immagini della superficie di Europa

Settembre 2022: Nei primi giorni di Settembre 2022, la sonda spaziale Juno ha inviato sulla Terra delle spettacolari immagini del satellite di Giove Europa. In realtà, si tratta di una sola fotografia della superficie di Europa ma ad alta risoluzione. La prima foto che sia mai stata catturata a bassa quota dalla sonda spaziale Juno.

La sonda Juno ha permesso di fotografare con altissimi dettagli la superficie completamente ghiacciata di Europa che, come si è scoperto di recente, nasconde un grande oceano di acqua salata. Questo oceano, oltre ad essere molto profondo, potrebbe ospitare qualche forma di vita anche se soltanto in via teorica. Nella foto, si possono notare dei solchi e delle increspature formate dai ghiacci di Europa.

Nota: Tutte le notizie e le curiosità sulla sonda spaziale Juno che ci arriveranno verranno aggiunte aggiornando questo articolo.