Come accennato in apertura anche l'Agenzia Spaziale Europea sta sviluppando una missione per l'esplorazione di Europa. Si chiama JUICE, acronimo di JUpiter ICy moons Explorer ed è la prima delle grandi missioni previste dal programma Cosmic Vision 2015–25.
Il lancio è pianificato per il 2022, e la missione di fatto inizierà nel 2030. JUICE non ha in previsione atterraggi sulla superficie di Europa. La sonda sarà destinata ad affrontare una missione di tre anni e mezzo, durante i quali sfrutterà i sofisticati strumenti di bordo per studiare l'atmosfera e la magnetosfera di Giove e le sue lune: oltre ad Europa, Ganimede e Callisto. Ricordiamo che su tutti e tre si ipotizza la presenza di oceani interni.
Come per la missione NASA, JUICE avrà il compito di raccogliere tutti i dati possibili per aiutarci a capire quali sono le condizioni per la formazione dei pianeti e la nascita della vita, e anche valutare la presenza di mondi abitabili intorno ai cosiddetti giganti gassosi. Perché Giove? Come spiega ESA sulla pagina ufficiale "Giove è l'archetipo dei pianeti giganti del Sistema Solare, e i suoi satelliti galileiani sono fondamentali per comprendere l'abitabilità dei mondi ghiacciati".
Capire il sistema di Giove e svelare la sua storia, dalla sua origine al possibile emergere di ambienti abitabili, ci darà una migliore comprensione di come si sono formati ed evoluti i giganti gassosi e i loro satelliti. I dati inoltre potrebbero mettere in luce informazioni sulla potenziale nascita della vita nei pianeti extrasolari simili a Giove.
Ganimede è stata scelta per un'indagine approfondita in quanto gli esperti reputano che fornisca un laboratorio naturale per l'analisi della natura, dell'evoluzione e del potenziale di abitabilità di mondi ghiacciati in generale, ma anche per il ruolo che svolge all'interno del sistema di satelliti galileiani, e le sue interazioni magnetiche uniche con l'ambiente circostante. La missione attorno a Ganimede durerà otto mesi.
I principali obiettivi scientifici per Ganimede e, in misura minore, per Callisto, sono i seguenti: la caratterizzazione degli strati oceanici e la rilevazione di riserve idriche sotterranee; la mappatura topografica, geologica e compositiva della superficie; lo studio delle proprietà fisiche delle croste ghiacciate; la caratterizzazione, la dinamica e l'evoluzione del nucleo interno. Ci saranno poi indagini sull'esosfera, lo studio approfondito del campo magnetico di Ganimede e delle sue interazioni con la magnetosfera di Giove.
Per quanto concerne Europa il focus sarà sulla chimica essenziale per la vita, compresa la ricerca di molecole organiche, la composizione della superficie e informazioni relative al sottosuolo. Inoltre JIUCE dovrebbe fornire i dati sullo spessore minimo della crosta di ghiaccio nelle regioni che sono state attive più di recente.
Il sistema di Giove è importante perché si stima che le sue particolarità possano avere fornito - su scale temporali geologiche - i presupposti per la nascita e l'esistenza dei satelliti di cui abbiamo parlato.
Gli studi dell'atmosfera gioviana si focalizzeranno sulla sua struttura, la dinamica e la composizione. Le correnti, la meteorologia, la chimica e la struttura di Giove saranno studiate per un periodo di tempo sufficientemente lungo da poter valutare l'evoluzione dei sistemi meteorologici e dei meccanismi di trasporto dell'energia.
Per quanto riguarda Giove, verranno condotte indagini sui processi che avvengono all'interno della magnetosfera, della ionosfera e della termosfera.
La sonda spaziale
La sonda è stata progettata tenendo conto della grande distanza di Giove dal Sole e della presenza di forti radiazioni. Inoltre l'inserimento nell'orbita fra Giove e Ganimede richiederà molti flyby che consumeranno molto carburante. Per questo la sonda dovrà avere a bordo circa 3000 kg di propellente chimico.
Le trasmissioni richiederanno quasi due ore (1 ora e 46 minuti) per raggiungere la Terra e vice versa, e avverranno anche grazie a un'antenna che dovrebbe garantire almeno 1.4 Gb downlink al giorno.
Gli strumenti di bordo
Il 21 luglio 2015 l'ESA ha pubblicato il dettaglio dei cosiddetti payload, ossia delle strumentazioni di bordo, che sono state definite e assegnate. Il primo dato da sapere è che la sonda JUICE avrà a bordo il più potente sistema di telerilevamento mai volato prima nel Sistema Solare esterno.
In tutto ci saranno 10 strumenti più un esperimento PRIDE - Planetary Radio Interferometer & Doppler Experiment - che sfrutterà il sistema di telecomunicazioni di JUICE per effettuare misurazioni precise della posizione della sonda e della velocità a cui si muove.
La dotazione nel suo complesso sarà in grado di soddisfare tutti gli obiettivi scientifici della missione, dalle misurazioni dell'atmosfera, del plasma e dell'ambiente di Giove, fino alle osservazioni a distanza della superficie e dell'interno delle tre lune ghiacciate.
Ecco qualche dettaglio per ciascuno.
Il pacchetto per il telerilevamento comprende la telecamera ottica JANUS che servirà per lo studio morfologico di Giove e delle tre lune e per mappare le nubi dei gigante gassoso. Ci regalerà immagini di Ganimede con una risoluzione di 2,4 metri e di Giove a circa 10 km. Ci saranno poi spettrometri (MAJIS, UVS, SWI) con capacità di imaging spettrale dalla luce ultravioletta alle lunghezze d'onda sub-millimetriche.
MAJIS (Moons and Jupiter Imaging Spectrometer) avrà il compito di studiare le nubi e la composizione delle superficie ghiacciate delle lune. UVS (UV imaging Spectrograph) studierà l'atmosfera superiore di Giove e l'esosfera delle lune. SWI (Sub-millimeter Wave Instrument) raccoglierà dati sulla temperatura e la composizione della stratosfera e troposfera di Giove.
Il pacchetto di geofisica comprende invece l'altimetro laser GALA (GAnymede Laser Altimeter) che servirà per studiare la morfologia e la topografia delle lune ghiacciate, il sensore radar RIME (Radar for Icy Moons Exploration) capace di penetrare la crosta ghiacciata e studiare il sottosuolo delle lune fino a una profondità massima di 9 km. C'è poi l'esperimento di radio scienza 3GM che dovrà sondare le atmosfere di Giove e dei suoi satelliti ed effettuare misurazioni dei campi gravitazionali.
Il pacchetto "in situ" annovera invece il PEP (Particle Environment Package) per studiare le particelle presenti nell'ambiente gioviano (ioni positivi e negativi, elettroni, gas e altro), il Radio & Plasma Wave Investigation (RPWI) per studiare le emissioni radio e il plasma gioviani.
Trovate tutti i dettagli degli strumenti sulla pagina ufficiale. Mi preme solo sottolineare la partecipazione italiana a questa missione d'avanguardia. All'Agenzia Spaziale Italiana fanno capo infatti JANUS (il cui Principal Investigator è il professore P. Palumbo dell'Università degli Studi di Napoli; RIME (Principal Investigator: professore L. Bruzzone dell'Università degli Studi di Trento) e 3GM (Principal Investigator: professore L. Iess dell'Università di Roma "La Sapienza").
JUICE: il lancio
La sonda JIUCE sarà lanciata nel 2022 mediante un razzo Ariane 5 e sfrutterà la fionda gravitazionale di Venere per arrivare fino a Giove in 7,6 anni. Dopo l'inserimento in orbita, nel gennaio 2030, il veicolo spaziale si muoverà per 2,5 anni nel sistema di Giove facendo continue osservazioni dell'atmosfera e della magnetosfera.
Sono previsti due flyby su Europa per indagare sulla sua composizione sia esterna sia interna, inoltre ci saranno frequenti passaggi ravvicinati su Callisto che consentiranno osservazioni uniche a distanza. La missione si concluderà con otto mesi attorno a Ganimede durante i quali la sonda condurrà un'indagine dettagliata della luna e del suo ambiente. Anche su questo dettaglio se volete saperne di più il materiale abbonda. Torneremo a parlare di questa missione, contateci!