La missione di Juno: esplorare il satellite vulcanico di Giove, Io
La sonda spaziale Juno della NASA ha recentemente catturato immagini straordinarie della regione polare settentrionale di Io, una delle lune di Giove, durante un sorvolo avvenuto il 15 ottobre. Tre delle cime montuose visibili nella parte superiore dell’immagine, vicino alla linea di confine tra giorno e notte, sono state osservate per la prima volta dalla JunoCam della sonda. Questo sorvolo è solo uno dei 56 che la sonda ha effettuato attorno a Giove, documentando incontri ravvicinati con tre dei quattro maggiori satelliti del gigante gassoso.
Il prossimo 30 dicembre, Juno effettuerà il sorvolo più vicino di Io degli ultimi 20 anni, avvicinandosi a circa 1.500 chilometri dalla superficie del mondo più vulcanico del nostro sistema solare. Si prevede che questo passaggio permetterà agli strumenti di Juno di generare una grande quantità di dati.
Lo studio dei vulcani di Io
“Il team scientifico di Juno sta studiando come variano i vulcani di Io combinando i dati di questo sorvolo con le osservazioni precedenti”, ha dichiarato Scott Bolton, investigatore principale di Juno presso il Southwest Research Institute di San Antonio, in Texas. “Stiamo cercando di capire con quale frequenza eruttano, quanto sono luminosi e caldi, come cambia la forma del flusso di lava e come l’attività di Io è connessa al flusso di particelle cariche nella magnetosfera di Giove”.
Un secondo sorvolo ultra-ravvicinato di Io è previsto per il 3 febbraio 2024, durante il quale Juno si avvicinerà nuovamente a circa 1.500 chilometri dalla superficie.
Le osservazioni a distanza di Io
La sonda ha monitorato l’attività vulcanica di Io da distanze che vanno da circa 11.000 chilometri a oltre 100.000 chilometri, fornendo le prime immagini dei poli nord e sud del satellite. Juno ha anche effettuato sorvoli ravvicinati dei satelliti ghiacciati di Giove, Ganimede ed Europa.
La ricerca della sorgente dell’attività vulcanica di Io
“Con la coppia di sorvoli ravvicinati di dicembre e febbraio, Juno indagherà sulla sorgente dell’imponente attività vulcanica di Io, sull’esistenza di un oceano di magma sotto la sua crosta e sull’importanza delle forze di marea di Giove, che stanno continuamente stritolando questo tormentato satellite”, ha affermato Bolton.
La missione estesa di Juno
Attualmente nel terzo anno della sua missione estesa per indagare sull’origine di Giove, la sonda alimentata ad energia solare esplorerà anche il sistema di anelli dove risiedono alcune delle lune interne del gigante gassoso.
Le telecamere di Juno durante il sorvolo di Io
Durante il sorvolo di Io, saranno attive tutte e tre le telecamere a bordo di Juno. Il Jovian Infrared Auroral Mapper (JIRAM), che scatta immagini in infrarosso, raccoglierà le firme termiche emesse dai vulcani e dalle caldere che coprono la superficie del satellite. L’unità di riferimento stellare della missione (una telecamera stellare di navigazione che ha fornito anche dati scientifici preziosi) otterrà l’immagine ad alta risoluzione più dettagliata della superficie finora. E l’imager JunoCam scatterà immagini a colori in luce visibile.
La JunoCam è stata inclusa nella sonda per coinvolgere il pubblico ed è stata progettata per operare fino a otto sorvoli di Giove. Il prossimo sorvolo di Io sarà il 57° orbita di Juno attorno a Giove, dove la sonda e le telecamere hanno resistito a uno degli ambienti di radiazioni più duri del sistema solare.
La sfida della radiazione per JunoCam
“Gli effetti cumulativi di tutte quelle radiazioni hanno iniziato a mostrarsi sulla JunoCam negli ultimi sorvoli”, ha detto Ed Hirst, project manager di Juno presso il Jet Propulsion Laboratory (JPL) della NASA in California meridionale. “Le immagini dell’ultimo sorvolo mostrano una riduzione della gamma dinamica dell’imager e l’apparizione di rumore a ‘strisce’. Il nostro team di ingegneri sta lavorando a soluzioni per alleviare i danni da radiazione e per mantenere l’imager funzionante”.
Il futuro della missione di Juno
Dopo diversi mesi di studio e valutazione, il team di Juno ha aggiustato la traiettoria futura prevista della sonda per aggiungere sette nuovi sorvoli distanti di Io (per un totale di 18) al piano della missione estesa. Dopo il passaggio ravvicinato di Io del 3 febbraio, la sonda sorvolerà Io ogni due orbite, con ogni orbita che diventerà progressivamente più distante: la prima sarà a un’altitudine di circa 16.500 chilometri sopra Io, e l’ultima sarà a circa 115.000 chilometri.
La forza gravitazionale di Io su Juno durante il sorvolo del 30 dicembre ridurrà l’orbita della sonda attorno a Giove da 38 giorni a 35 giorni. L’orbita di Juno scenderà a 33 giorni dopo il sorvolo del 3 febbraio.
Dopo ciò, la nuova traiettoria di Juno comporterà che Giove blocchi il Sole dalla sonda per circa cinque minuti nel momento in cui l’orbiter sarà al più vicino al pianeta, un periodo chiamato perigeo. Sebbene questa sarà la prima volta che la sonda alimentata ad energia solare incontrerà l’oscurità dal suo sorvolo della Terra nell’ottobre 2013, la durata sarà troppo breve per influenzare il suo funzionamento complessivo. Ad eccezione del perigeo del 3 febbraio, la sonda incontrerà eclissi solari come questa durante ogni sorvolo ravvicinato di Giove da ora fino al termine della sua missione estesa, che si concluderà alla fine del 2025.
A partire dal aprile 2024, la sonda effettuerà una serie di esperimenti di occultazione che utilizzano l’esperimento di scienza gravitazionale di Juno per sondare la composizione dell’atmosfera superiore di Giove, fornendo informazioni chiave sulla forma e sulla struttura interna del pianeta.
Il JPL, una divisione del Caltech di Pasadena, in California, gestisce la missione Juno per l’investigatore principale, Scott J. Bolton, del Southwest Research Institute di San Antonio. Juno fa parte del New Frontiers Program della NASA, che è gestito presso il Marshall Space Flight Center della NASA a Huntsville, in Alabama, per la Science Mission Directorate dell’agenzia a Washington. Lockheed Martin Space di Denver ha costruito e gestisce la sonda.