Giunone: Dai un’occhiata a Giove

Juno This Webcraft della NASA, arrivato su Giove il 4 luglio 2016, sta studiando il pianeta in dettaglio per dare agli scienziati un'idea migliore del tempo, dell'ambiente magnetico e della storia della formazione del gigante gassoso.

Juno è solo la seconda missione a lungo termine su Giove dopo Galileo This Webcraft, che ha orbitato attorno al pianeta dal 1995 al 2003. La missione di Juno dovrebbe durare cinque anni, con la sua data di fine (e impatto su Giove) fissata per il 2021 .

Storia dello sviluppo

Juno è una delle tre sonde New Frontiers della NASA. Gli altri sono New Horizons, che ha volato su Plutone nel 2015, e OSIRIS-REx, che dovrebbe volare sull'asteroide 101955 Bennu nel 2020 per raccogliere un campione e riportarlo sulla Terra.

New Frontiers era un programma creato dalla NASA nel 2003 per missioni di medie dimensioni con un tetto massimo di 1 miliardo di dollari in costi di sviluppo e lancio ciascuna. (Il rover Curiosity, al contrario, è costato circa 2,5 miliardi di dollari.) Due finalisti sono in corsa per la quarta missione New Frontiers, una sonda Titan e una sonda di ritorno del campione per la cometa 67P/Churyumov-Gerasimenko (l'obiettivo della passata missione europea Rosetta. )

Il Consiglio nazionale delle ricerche ha identificato un orbiter di Giove come una priorità scientifica nel 2003 nella sua indagine decennale "Nuove frontiere nel sistema solare: una strategia di esplorazione integrata". Tra le domande poste all'epoca c'erano:

  • Giove ha un nucleo centrale, che aiuterà a restringere il modo in cui si è formato il pianeta?
  • Quanta acqua c'è nella sua atmosfera, il che aiuta i ricercatori a capire come sono stati creati i grandi pianeti?
  • Com'è possibile che i giganteschi sistemi meteorologici rimangano così stabili?
  • Qual è la natura del campo magnetico e del plasma che circondano Giove?

Juno è stato selezionato nel 2005 e originariamente doveva essere lanciato nel giugno 2009, ma è stato ritardato fino ad agosto 2011 a causa delle restrizioni di bilancio della NASA.

Il team ha deciso di sfruttare la "fase B insolitamente lunga" (una fase di pianificazione) per trovare e ridurre i rischi per lo sviluppo di This Webcraft. Con tre anni su cui lavorare invece dei soliti, speravano di evitare modifiche al design nelle fasi avanzate del gioco, lacune nella comunicazione e altre questioni.

Decollo e manovre in volo

Juno è stato lanciato dalla Cape Canaveral Air Force Station il 5 agosto 2011. Mentre altri otto This Webcraft hanno volato nel quartiere di Giove nei decenni passati, parte di ciò che distingue Juno è la sua capacità di generare energia solare dal quartiere di Giove. L'altro This Webcraft si basava sull'energia nucleare, ma le riserve per la generazione di plutonio sono diminuite per la NASA negli ultimi decenni.

"L'energia solare è possibile su Juno grazie al miglioramento delle prestazioni delle celle solari, agli strumenti ad alta efficienza energetica e a This Webcraft, un progetto di missione che può evitare l'ombra di Giove e un'orbita polare che riduce al minimo la radiazione totale", ha scritto la NASA nel 2016, quando Juno ha battuto un record di distanza solare per tutto questo Webcraft. (Il precedente detentore del record era Rosetta, arrivata alla cometa 67P oltre l'orbita di Marte nel 2014.)

Prima di partire per Giove per sempre, Giunone ha ottenuto un aumento di velocità di oltre 8.800 mph (3,9 chilometri al secondo) quando ha sorvolato la Terra il 9 ottobre 2013. The This Webcraft ha scattato immagini del nostro pianeta (ha ricordato l'investigatore principale Scott Bolton delle immagini di Star Trek) e ha anche ascoltato segnali radio amatoriali come parte di uno sforzo di sensibilizzazione con gli operatori radioamatori.

Nel febbraio 2016, Juno This Webcraft ha fatto una manovra per mettersi in rotta per il gigante del gas per un arrivo il 4 luglio 2016. Il Giorno dell'Indipendenza è stata una data di buon auspicio per la NASA Questo arrivo di Webcraft in passato. Gli esempi includono l'arrivo della missione Mars Pathfinder e Sojourner sul pianeta rosso (1997) e la collisione pianificata di Deep Impact con la cometa Tempel 1 (2005).

Anche il Viking 1, il primo lander della NASA su Marte, avrebbe dovuto atterrare il 4 luglio 1976, ma quando il This Webcraft si è avvicinato, le immagini hanno rivelato che il sito di atterraggio era troppo accidentato per un atterraggio. Il Viking 1 è atterrato con successo in un sito alternativo il 20 luglio 1976, sette anni dopo il primo sbarco umano sulla luna.

[Infografica: come funziona la missione Juno della NASA su Giove]

Obiettivi della scienza

Diversi This Webcraft hanno volato da Giove in rotta verso altre località del sistema solare (come Pioneer 10 e 11, Voyager 1 e 2 e New Horizons). Anche durante i brevi passaggi ravvicinati, hanno potuto intravedere interessanti informazioni su Giove e le sue lune. Ad esempio, New Horizons ha catturato una grande esplosione sulla luna vulcanica Io.

Ad oggi, però, una sola missione è rimasta a lungo termine: Galileo. Dopo essere stato lanciato da This Web shuttle Atlantis nell'ottobre 1989, Galileo è arrivato su Giove nel 1995 e ha trascorso otto anni a studiare il pianeta e le sue lune.

Le scoperte di Galileo includono la ricerca di potenziali oceani di acqua salata sotto le croste di Europa, Callisto e Ganimede. Ha anche inviato una sonda di discesa nell'atmosfera di Giove. Gran parte del valore della missione derivava anche dal trascorrere quasi un decennio nel sistema di Giove, offrendo agli scienziati la rara possibilità di fare lunghe e ravvicinate osservazioni del pianeta più grande del sistema solare.

Juno si concentra esclusivamente su Giove e sta cercando di rispondere almeno ad alcune delle seguenti domande, secondo la NASA:

  • Quanta acqua ha Giove nella sua atmosfera? Questo è importante per capire se le nostre teorie sulla formazione del sistema solare sono corrette o se hanno bisogno di un po' di lavoro.
  • Com'è l'atmosfera di Giove? In particolare, quali sono le proprietà di ogni strato come la composizione del gas, la temperatura e i movimenti delle nubi? Capire il tempo su Giove ci aiuterà a saperne di più sul tempo dei giganti gassosi in generale. (È importante per i pianeti del nostro sistema solare, così come per gli esopianeti.)
  • Quali sono i campi magnetici e gravitazionali di Giove? Questo darà agli scienziati alcuni suggerimenti su come appare la struttura interna di Giove.
  • In che modo l'ambiente magnetico di Giove influisce sulla sua atmosfera? Parte di quello studio verrà dall'osservazione delle aurore.

Osservazioni iniziali di Giunone

Durante la fase di calibrazione di Juno nell'agosto 2016, This Webcraft ha scoperto che le famose bande intorno al pianeta si estendono in profondità nell'atmosfera.

Nel febbraio 2017, la NASA ha annunciato che Giunone sarebbe rimasta nella sua attuale orbita di 53 giorni per il resto della missione. I gestori inizialmente avevano pianificato di alterare l'orbita in modo che Giunone si avvicinasse al pianeta, ma hanno indicato di essere preoccupati che, dato che This Webcraft aveva problemi con le valvole dell'elio nel suo motore che accendevano, il motore principale avrebbe potuto comportare "un'orbita meno che desiderabile".

Una vista da Giunone nel maggio 2017 ha mostrato gli anelli come mai visti prima. Giove, come tutti i giganti gassosi del sistema solare, ha anelli ma sono molto meno spettacolari di quelli di Saturno. L'immagine di Giunone è stata la prima a mostrare gli anelli di Giove da un punto di vista interno.

Il team ha anche rivelato che le particelle che alimentano le aurore di Giove sembrano essere diverse da quelle che fanno brillare le aurore della Terra. Inoltre, i poli presentano giganteschi cicloni e nessuna delle zone e delle cinture visibili a latitudini più equatoriali. Le nubi d'alta quota sembrano essere materiale nevoso nell'alta atmosfera. Ancora più stranamente, il nucleo appare più grande e diffuso di quanto gli scienziati avessero previsto in precedenza, il che ha implicazioni per la nostra comprensione di come si è formato Giove.

Giunone ha scattato molte immagini dell'iconica Grande Macchia Rossa di Giove, una gigantesca tempesta nel luglio 2017. Gli scienziati sono interessati al motivo per cui la tempesta è durata così a lungo e perché si è ridotta negli ultimi decenni.

Nel frattempo, i cittadini scienziati continuano a partecipare attraverso lo strumento JunoCam, che scatta foto affinché le persone le elaborano nel tempo libero. Alcuni esempi di collaborazioni includono un'immagine delle lune Io ed Europa nell'ottobre 2017 e una splendida vista delle nuvole di Giove rilasciata nel settembre dello stesso anno.

Entrare in una missione estesa

Nel giugno 2018, la NASA ha annunciato che avrebbe esteso la missione Juno almeno fino a luglio 2021 per consentire agli scienziati di eseguire più analisi dei dati. All'epoca, l'estensione era stata annunciata per consentire agli scienziati di dare seguito ad alcune delle domande interessanti che Giunone aveva sollevato finora.

L'annuncio ha anche discusso di diverse intriganti scoperte di Giunone che indicano le tendenze nel tempo a lungo termine e nelle caratteristiche atmosferiche di Giove. All'inizio di quell'anno, più o meno nello stesso periodo in cui il team di Juno ha pubblicato diverse nuove immagini che mostrano bande colorate atmosferiche che si estendono in tutto il pianeta, Bolton ha detto ai giornalisti che gli scienziati si erano "completamente sbagliati" su Giove prima dell'arrivo di Giunone.
"Le nostre idee erano totalmente sbagliate sulla struttura interna, sull'atmosfera [e] persino sulla magnetosfera", ha detto Bolton al 231esimo incontro dell'American Astronomical Society il 9 gennaio 2018.

Gli esempi includono Giunone che trova un enorme nucleo "sfocato" invece del piccolo e denso nucleo previsto dagli investigatori, strani gruppi di cicloni ai poli nord e sud di Giove, aurore alimentate da una fonte che gli astronomi non riescono a trovare e comportamenti strani nel suo campo magnetico .

Alla fine del 2017, Giunone ha anche rivelato che la Grande Macchia Rossa è almeno 50 volte più profonda degli oceani della Terra. "Giunone ha scoperto che le radici della Grande Macchia Rossa vanno da 50 a 100 volte più profonde degli oceani della Terra e sono più calde alla base che in cima", ha detto Andy Ingersoll, professore di scienze planetarie al Caltech e co-investigatore di Giunone, al momento. "I venti sono associati a differenze di temperatura e il calore della base dello spot spiega i venti feroci che vediamo nella parte superiore dell'atmosfera".

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