AGI - Inquilino più ingombrante del sistema solare, Giove non è un semplice pianeta. Questo gigante di gas è una vera e propria “stella che non ce l’ha fatta” e studiare le sue lune ghiacciate consentirà di gettare nuova luce anche sull’origine della vita sul nostro pianeta e sulle dinamiche che intercorrono tra il Sole e i corpi celesti che vi ruotano intorno. Questo l’obiettivo dell’indagine della sonda Juice, che sarà lanciata dallo Spazioporto europeo di Kurou, nella Guyana francese, il prossimo 13 aprile, con un razzo di produzione francese Ariane 5.
La missione dell’Agenzia Spaziale Europea (Esa) vede in prima linea l’Italia, con l’Asi, Agenzia Spaziale Italiana, e Leonardo tra gli attori protagonisti di un’operazione che poggia su una piattaforma tecnologica ancora più avanzata di Juno, la navicella della Nasa entrata nell’orbita di Giove nel 2016. Ganimede, Europa e Callisto le tre lune di Giove che nascondono un oceano sotto la spessa calotta di ghiaccio che le ammanta, sono la destinazione di Juice, che cercherà di comprendere come si sia sviluppato il complesso ambiente del colossale pianeta e se ci siano mai state condizioni adatte a ospitare la vita su un sistema che pone infiniti interrogativi alla comunità scientifica. Particolarmente dettagliato sarà lo studio di Ganimede, che vedrà Juice prima sonda spaziale di sempre a orbitare attorno a una luna del sistema solare esterno.
Il viaggio del vettore durerà circa otto anni, durante i quali Juice effettuerà fly-by con Venere, la Terra e il sistema Terra-Luna, una manovra pioneristica, autentica novità mondiale, che consentirà di risparmiare una gran quantità di propellente, rendendo possibile un viaggio così lungo. “Il satellite ha un peso di sei tonnellate e il razzo non ha forza sufficiente per il lancio”, spiega Enrico Suetta, responsabile ricerca e sviluppo spazio e optronica di Leonardo, “le sponde gravitazionali consentono di scambiare energia e rendere l’orbita sempre più larga sino a intersecare quella di Giove”.
Raggiunto Giove nel luglio 2023, Juice trascorrerà molti mesi in orbita intorno al pianeta, completando il fly-bys co Europa, Ganimede e Callisto e, infine, effettuando un tour orbitale intorno a Ganimede, indagandone le peculiari interazioni con l’ambiente gioviano e il ruolo unico che svolge nel sistema delle grandi lune ghiacciate. Una missione frutto di “un momento storico irripetibile” propiziato da una “convergenza di interessi istituzionali, commerciali e militari”, sottolinea in conferenza stampa Francesco Rizzi, responsabile del business Spazio & Optotronica di Leonardo, secondo il quale la missione non solo “spinge più in là la conoscenza umana” ma è in grado di “far innamorare dello spazio e attrarre i giovani” necessari a garantire il futuro di una filiera di rilevanza strategica per l’Italia e l’Europa.
A bordo di Juice il più potente carico di telerilevamento, geofisico e in situ mai volato verso il sistema solare esterno, con dieci strumenti all’avanguardia. Nello stabilimento Leonardo di Campi Bisenzio, sede della conferenza stampa di presentazione, sono stati realizzate Janus, in collaborazione con l’Istituto Nazionale di Astrofisica (Inaf), camera ad alta risoluzione per il monitoraggio dell’atmosfera di Giove e lo studio approfondito delle sue lune ghiacciate, e Majis, strumento di responsabilità francese ma realizzato con un accordo bilaterale tra Asi e Cnes, la cui testa ottica iperspettrale consentirà di osservare e caratterizzare nubi, ghiaccio e minerali sulle superfici delle tre lune.
Janus, di cui Leonardo è responsabile industriale, ha una risoluzione tale da consentire di osservare una pallina da tennis a un chilometro di distanza e i colori dei suoi tredici filtri permetteranno di rilevare concentrazioni di elementi chimici differenti: il rosso potrà individuare il metano, il giallo il sodio, e così via. Per mantenere le ottiche immobili e garantire la qualità delle immagini nonostante le sollecitazioni del lancio e gli sbalzi termici, il design meccanico e termico di Janus è stato sviluppato in modo tale da limitare le deformazioni con valori inferiori a un decimo dello spessore di un capello.
Delle dimensioni di un comodino, Majis è invece una sorta di laboratorio volante per analisi chimico-fisiche da qualche migliaio di chilometri di distanza. È costituito da due strumenti in uno che coprono il range dal visibile al medio infrarosso ed equivale a 1.016 macchine fotografiche, ognuna delle quali cattura l’immagine in un singolo colore. Combinando queste immagini nel modo opportuno, è possibile identificare i minerali che compongono la superficie dei corpi solidi e i gas presenti nelle loro atmosfere, misurandone inoltre la densità, la temperatura e i movimenti. Per poter osservare nell’infrarosso, Majis è raffreddato fino a -180 gradi centigradi da una speciale coppia di radiatori che permette di catturare il freddo dello spazio profondo senza alcun consumo energetico, in virtù dell’isolamento termico del resto della sonda, molto più calda.
Nello stabilimento Leonardo di Nerviano, nel Milanese, sono poi nati i pannelli fotovoltaici di Juice, i più grandi mai realizzati per una missione interplanetaria, con una superficie di 85 metri quadrati e un totale di circa 24 mila celle per fornire la potenza elettrica necessaria a una distanza di oltre 750 milioni di chilometri dal Sole. Se orbitassero intorno alla Terra, questi pannelli potrebbero alimentare un intero condominio. Su Giove produrranno invece circa 900 watt, ovvero l’energia di un elettrodomestico. Infatti l’intensità della luce solare intorno alle orbite di Giove è pari a solo un venticinquesimo di quella ricevuta sulla Terra.
Thales Alenia Space (joint venture tra Thales al 67% e Leonardo al 33%) è poi responsabile dello sviluppo, realizzazione e test di RIME (Radar Sounder for Icy Moons Exploration), strumento fondamentale per il successo della missione grazie alla sua capacità di rilevare direttamente la struttura interna degli strati ghiacciati.
Rime funziona a una frequenza di 9 MHz e utilizza un’antenna di 16 metri, realizzata da Space Tech GmbH per conto di Airbus Defence and Space. Il Radar Sounder è in grado di penetrare fino a 9 chilometri sotto la superfice ghiacciata con una risoluzione verticale fino a 30 metri e sarà così in grado di esplorare la struttura interna di Ganimede, Callisto ed Europa. Responsabile degli aspetti scientifici e interfaccia verso Esa è l’Università di Trento, tramite il Principal Investigator Lorenzo Bruzzone.
Altro elemento cruciale della missione è infine il 3GM (Gravity and Geophysics of Jupiter and the Galilean Moons), che comprende un transponder in banda Ka e un oscillatore ultrastabile realizzato in collaborazione con l’Isa, agenzia spaziale israeliana. 3GM sarà utilizzato per studiare il campo di gravità fino alla decima armonica di Ganimede e l’estensione degli oceani interni sulle lune ghiacciate.
Giove e le sue lune costituiscono un vero e proprio “sistema solare in scala”, commenta il professor Bruzzone. Disvelarne i misteri, indagare l’abitabilità delle sue lune potrebbe portare aiutarci a comprendere anche come sia nata la vita sulla Terra. Appuntamento al 2031.