In volo con JUICE

Salvo rarissime eccezioni, sulla Terra dove c’è acqua liquida ci sono anche degli esseri viventi. È per questo che gli astrobiologi, cioè i ricercatori che cercano di capire se siamo soli nell’universo, considerano estremamente promettenti tutti i mondi dove la si può trovare.

Nel Sistema Solare sappiamo che un tempo era abbondante su Marte e che il Pianeta Rosso ne ospita ancora in piccole quantità, soprattutto in laghi estremamente salati sotto le calotte polari. Gli scienziati ritengono poi che ce ne sia molta sotto la superficie ghiacciata di alcune lune, come il satellite di Saturno Encelado e i satelliti di Giove Callisto, Europa e Ganimede: sotto strati di ghiaccio spessi anche decine di chilometri potrebbero nascondere dei veri e propri oceani e forse anche degli habitat adatti allo sviluppo di microorganismi.

Allo studio di Giove e in particolare delle sue tre lune ghiacciate è dedicata una delle più importanti missioni scientifiche mai progettate dall’Agenzia Spaziale Europea: la sonda JUICE, sigla che sta per “Jupiter ICy moons Explorer”, cioè “esploratrice delle lune ghiacciate di Giove”. Si tratta di un progetto da 1,6 miliardi di euro e della prima missione a guida europea a raggiungere il pianeta più grande del Sistema Solare, che abbiamo visto da vicino per la prima volta grazie al sorvolo ravvicinato della sonda Pioneer 10 della NASA nel 1973.

Il viaggio

JUICE è partita il 14 aprile con un razzo Ariane 5 dallo spazioporto europeo di Kourou, in Guyana Francese. Ora è impegnata in un lungo e tortuoso viaggio che durerà otto anni. Passerà una volta vicino a Venere e due volte vicino alla Terra. In questo modo otterrà le spinte gravitazionali necessarie a raggiungere Giove nel 2031, dopo aver percorso 6,6 miliardi di chilometri.

Un gioiello tecnologico

Pesante quasi 6 tonnellate, JUICE è un vero gioiello tecnologico. Vi hanno contribuito anche la NASA, l’agenzia spaziale giapponese JAXA e l’agenzia spaziale israeliana ISA. Fra i paesi che hanno dato il maggiore contributo c’è l’Italia, con il coordinamento dell’Agenzia Spaziale Italiana, l’INAF, il CNR, numerose università e industrie specializzate del settore. La sonda dispone di dieci strumenti scientifici, fra i quali i più potenti dispositivi di telerilevamento, geofisici e per misure in situ, mai utilizzati nel Sistema Solare esterno. Non si limiterà a scattare foto: effettuerà misurazioni, cercherà di capire cosa si cela sotto la superficie delle lune, studierà la composizione chimica di ciò che osserverà e i complessi campi magnetici del sistema gioviano.

La missione

Una volta arrivata a destinazione JUICE opererà per quattro anni, effettuando prima una serie di sorvoli di Callisto, Europa e Ganimede e poi posizionandosi nell’orbita di quest’ultimo. Ognuna di queste lune ha delle particolarità che le rendono estremamente interessanti per gli scienziati.

Callisto, ad esempio, ha una superficie ricoperta di crateri e inattiva. Si ritiene che sia la superficie più antica dell’intero Sistema Solare. Oltre a cercare conferme della presenza di un oceano sotterraneo salato, la sonda la studierà per raccogliere informazioni su come era l’ambiente intorno a Giove nelle prime fasi della sua formazione.

Al contrario di Callisto, Europa è un mondo estremamente dinamico. Ha una superficie giovane e attiva, dalla quale fuoriescono pennacchi e geyser: si tratta di acqua che dal sottosuolo raggiunge la superficie sfruttando delle fessure nella calotta ghiacciata e poi si disperde nello spazio.

L’obiettivo principale di JUICE però è Ganimede, la luna più grande dell’intero Sistema Solare. Con un diametro di oltre 5200 km ha dimensioni maggiori persino del pianeta Mercurio (4879 km di diametro). Non solo: Ganimede è l’unica luna del Sistema Solare a generare un proprio campo magnetico. Come sia possibile è ancora materia di discussione fra gli scienziati. È lì che la sonda dell’ESA concluderà la propria missione, abbassandosi gradualmente di quota per osservare la superficie sempre più da vicino.

Ambiente estremo

JUICE è attesa da una vera e propria prova di resistenza: l’ambiente che dovrà affrontare è estremo e gli ingegneri hanno dovuto ideare nuove soluzioni tecnologiche per garantire il suo funzionamento fino al 2035.

Il primo problema sarà fornirle energia a sufficienza. Giove si trova a circa 780 milioni di chilometri dal Sole, dove la luce solare è 25 volte più debole che sulla Terra. Per questo motivo sono stati progettati dei leggerissimi pannelli solari con una superficie di 85 metri quadrati, più o meno quella di un appartamento. Li ha realizzati Leonardo nel suo stabilimento di Nerviano, vicino a Milano.

Il secondo ostacolo sarà costituito dalle radiazioni, che nel sistema gioviano sono particolarmente intense e possono danneggiare le componenti elettroniche. Per proteggerle sono state sviluppate delle particolari schermature.

Sarà invece una coperta con un nuovo isolamento multistrato a riparare JUICE da sbalzi termici che sfioreranno i 500°C: se intorno a Giove la temperatura sarà infatti intorno a –230°C, nel passaggio ravvicinato con Venere necessario per arrivare a destinazione si raggiungeranno i +250°C. Infine, la sonda dovrà comunicare stabilmente con la Terra nonostante la grande distanza: l’invio dei dati sarà possibile grazie a un’enorme antenna da 2,5 metri di diametro.

Un trio di missioni

Anche se è dotata di una strumentazione avanzatissima, JUICE non sarà in grado di dirci con certezza se lassù ci siano forme di vita. Non è questo il suo compito: l’obiettivo è permetterci di conoscere più a fondo quei mondi lontani, di darci un’idea di quanta acqua liquida si trovi sotto la loro superficie ghiacciata e di consentirci di capire se davvero ospitino degli habitat adatti allo sviluppo di microorganismi. Potrebbe forse individuare la presenza di molecole potenzialmente prodotte da esseri viventi, ma toccherà comunque ad altri approfondire le ricerche nei prossimi decenni, arrivando forse a ottenere risposte definitive.

I dati raccolti dalla sonda europea si sommeranno a quelli forniti da due missioni della NASA. La prima è JUNO, che è in orbita intorno a Giove dal 2016. La seconda è Europa Clipper, che sarà lanciata nell’ottobre 2024 e che, come suggerisce il nome, sarà dedicata allo studio di Europa e contribuirà anche a selezionare un sito di atterraggio per una futura missione sulla sua superficie.

Staffetta fra generazioni di scienziati

Una quindicina di anni di progettazione e preparazione, otto di viaggio, un quadriennio di osservazioni: complessivamente la missione JUICE si svilupperà nell’arco di tre decenni. Molte delle persone che studieranno i suoi dati probabilmente in questo momento frequentano ancora le scuole superiori e l’università. Quando toccherà a loro, i primi progettisti saranno invece già andati in pensione. Sono i lunghissimi tempi delle missioni spaziali e della scienza. Del resto, questa staffetta fra generazioni di astronomi idealmente è iniziata nei primi anni del Seicento, quando Galileo Galilei puntò il suo cannocchiale verso il cielo e scoprì le lune di Giove. Non a caso, in onore dello scienziato pisano, sulla sonda c’è una placca che riproduce alcune pagine del “Sidereus Nuncius”, il trattato con cui annunciò la loro scoperta.

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