La missione Juno della NASA: dopo 5 anni, 1,8 miliardi di miglia di volo, un segnale acustico di 3 secondi

Questo è ciò che gli scienziati della NASA ascolteranno alle 23:53 ET del 4 luglio - 9:23 IST del 5 luglio - quando il segnale radio che segna l'ingresso della navicella spaziale Juno nell'orbita di Giove raggiunge la Terra. Si prevede che i prossimi 20 mesi che Giunone trascorrerà nella morsa di Giove rivoluzioneranno la conoscenza del pianeta

Quanto è grande il nucleo di Giove? È roccioso? Qual è la struttura atmosferica? Ruota come un corpo solido o il suo interno si muove a una velocità diversa? Giunone può fornire risposte.

Immagina un pianeta con più di 60 lune, con un oceano sotterraneo di idrogeno metallico profondo 25.000 chilometri, senza superficie solida su cui camminare, con nuvole fatte di ammoniaca, con tempeste massicce che durano diverse centinaia di anni e con velocità del vento di 400 mph, e con un campo magnetico 20.000 volte più potente della Terra. Benvenuti su Giove, la nuova frontiera dell'esplorazione umana del Sistema Solare.

Gli ultimi due decenni hanno visto una flottiglia di missioni su Marte, ma con Giunone la NASA inizia un nuovo viaggio nei misteri del sistema gioviano. Marte e la Terra sono simili in molti aspetti. Appartengono alla famiglia di quattro pianeti da Mercurio a Marte che sono chiamati Pianeti Terrestri, quindi Marte e la Terra sono fatti di roccia silicatica e hanno processi superficiali, interni e atmosferici sostanzialmente simili. Quindi, l'erosione del vento, i processi vulcanici, i processi geochimici e la geofisica dell'interno planetario sulla Terra e su Marte hanno molte somiglianze. In effetti, prima che Marte perdesse la sua atmosfera e la sua acqua, Marte e la Terra erano ancora più simili, con l'acqua che scorreva da fiumi, torrenti e inondazioni catastrofiche e le successive morfologie prodotte dall'erosione dell'acqua.

Con Giove, stiamo uscendo dal nostro ambiente familiare di Pianeti Terrestri verso l'ambiente relativamente nuovo dei Giganti Gassosi. Giove e Saturno sono giganti gassosi, formati oltre la linea del gelo, dove l'acqua e i gas volatili possono condensarsi in grani solidi e diventare parte dei pianeti.

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Nel primo sistema solare, i pianeti si stavano formando dalla nebulosa gassosa che circondava il Sole: i pianeti che si erano formati all'interno della linea del gelo erano in larga misura composti da roccia. I pianeti come Giove che si sono formati verso l'esterno rispetto alla linea del gelo incorporavano principalmente gas e sostanze volatili. Giove è formato principalmente da idrogeno ed elio e, a differenza della Terra e di Marte, non ha una superficie rocciosa. Il pianeta è costituito da gas idrogeno che diventa denso man mano che avanziamo verso l'interno del pianeta.

Un enorme oceano di idrogeno metallico occupa la regione sopra il nucleo di Giove. Giove è circa 300 volte più massiccio della Terra. Ha quattro grandi lune e più di 60 lune più piccole. Ganimede, il satellite più grande di Giove, è anche la luna più grande del Sistema Solare. È interessante notare che Ganimede è anche di dimensioni maggiori del pianeta Mercurio e, quindi, avrebbe potuto essere facilmente classificato come un pianeta se avesse orbitato intorno al Sole piuttosto che a Giove!

Anche le lune di Giove hanno la loro parte di eccitanti possibilità. Europa e Ganimede, ad esempio, sembrano avere enormi oceani sotterranei di acqua salata sotto uno strato superficiale di ghiaccio. Gli oceani di Europa e Ganimede possono ospitare la vita? Entrambi questi oceani sono sotterranei, quindi presumibilmente non hanno mai visto la luce del sole. La vita sopravvivrebbe in un ambiente del genere? Contrariamente alla concezione popolare, gli oceani sulla Terra sono immersi nell'oscurità, ad eccezione dei primi 1000 metri di profondità. Eppure, nella zona afotica degli oceani della Terra, dove la luce non penetra, troviamo una straordinaria varietà di forme di vita. Quindi non è del tutto inconcepibile ipotizzare che possa esistere vita negli oceani sotterranei di queste lune gioviane.

Finora ci sono state 7 missioni di sorvolo di Giove: Pioneer 10 (1973), Pioneer 11 (1974), Voyager 1 e 2 (1979), Ulysses (1992), Cassini (2000) e New Horizons (2007). Un solo veicolo spaziale, Galileo, è entrato in orbita attorno a Giove (dal 1995 al 2003). Sebbene più missioni abbiano studiato Giove, le domande fondamentali relative alla sua evoluzione rimangono senza risposta. Non sappiamo, ad esempio, quale sia la dimensione del nucleo di Giove. Il nucleo è roccioso? Qual è la struttura atmosferica? Giove ruota sul suo asse ogni 10 ore nonostante le sue enormi dimensioni: ruota come un corpo solido o l'interno di Giove si muove a una velocità diversa?

Juno, la seconda navicella spaziale in orbita attorno a Giove, fornirà una definizione più ampia alle molte domande senza risposta. Giunone, in un contesto più ampio, ci aiuterà a capire come si è formato Giove e, per estensione, come si è formato il Sistema Solare.

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Sebbene Giunone affronterà questioni legate alla scienza, la missione è una vetrina di tecnologia futuristica. Il veicolo spaziale opererà in un ambiente di radiazioni senza precedenti. Di conseguenza, l'elettronica dovrebbe essere protetta in un alloggiamento in titanio delle dimensioni di un grande armadio. A differenza della maggior parte dei veicoli spaziali che viaggiano verso il Sistema Solare esterno, Giunone non è alimentata dall'energia nucleare, ma dall'energia solare. Operare in modalità di energia solare non è un risultato da poco a una distanza di 5 volte la distanza Terra-Sole, il che significa che il Sole è molto più piccolo nel cielo di Giove di quanto non lo sia dalla Terra. Di conseguenza, per generare energia adeguata, i pannelli solari su Juno devono essere relativamente grandi. Quindi, ciascuno dei tre pannelli solari è alto quanto un edificio di tre piani. Anche con pannelli solari molto grandi, la potenza è di appena 500 watt, ovvero la potenza spesa per accendere cinque lampadine da 100 W.

La velocità di Giunone quando entrerà nell'orbita di Giove il 4 luglio sarà circa 275 volte quella di un Boeing 747. Giunone ha avuto una traiettoria unica per raggiungere Giove: dopo il lancio, ha sorvolato l'orbita di Marte, è tornato per un sorvolo della Terra , prima di dirigersi verso Giove. A causa di questo approccio indiretto, Giunone percorrerà 1,8 miliardi di miglia, ovvero 15 volte la distanza più vicina tra la Terra e Giove. In effetti, il viaggio verso Giove sarebbe durato 343 anni, se la velocità del veicolo spaziale fosse stata uguale alla velocità di un aereo di linea commerciale.

Si spera che Giunone aprirà una nuova frontiera nella nostra esplorazione del Sistema Solare. Sia l'Amministrazione nazionale dell'aeronautica e dello spazio che l'Agenzia spaziale europea hanno già programmato missioni di follow-up per il sistema gioviano. L'ESA lancerà il Jupiter Icy Moon Explorer (JUICE) nel 2022 e la NASA ha il mandato per una missione sulla luna di Giove Europa negli anni '20. La missione Europa Clipper della NASA includerà un orbiter e un lander, che segneranno il primo ambizioso tentativo di far atterrare un veicolo spaziale nel sistema solare esterno.

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