Juno, il terzo “perigiove” è senza Jiram

Si chiama perigiove ed è il punto di minima distanza di un’orbita dal gigante del Sistema solare. E per quanto riguarda l’orbita attuale della sonda NASA Juno, il perigiove è stato raggiunto ieri, domenica 11 dicembre, alle 18:04 ora italiana. In quell’istante, stando alla tabella di marcia della missione, la sonda NASA stava sorvolando ad appena 4150 km di distanza le dense nubi di Giove, il tachimetro segnava una folle velocità di 57.8 km al secondo (oltre 200mila km/h) e sette degli otto strumenti scientifici di bordo erano intenti a raccogliere quanti più dati scientifici possibile. «Sarà la prima volta che avremo occasione di sfruttare appieno le capacità di Juno di indagare la struttura interna di Giove attraverso il suo campo di gravità», ha spiegato poche ore prima del flyby il principal investigator della missione Scott Bolton, del Southwest Research Institute di San Antonio, in Texas. «Non vediamo l’ora di conoscere ciò che la gravità di Giove saprà rivelarci sul passato e sul futuro del gigante gassoso». Sette strumenti su otto, dicevamo. E l’ottavo è purtroppo JIRAM, lo strumento italiano (finanziato dall’ASI e realizzato da Finmeccanica sotto la responsabilità scientifica dell’INAF IAPS di Roma) progettato per studiare la dinamica e la chimica delle aurore gioviane. Il nostro Jovian InfraRed Auroral Mapper, questo il significato dell’acronimo, è dovuto rimanere spento – a seguito di una decisione dei responsabili della missione – non per problemi allo strumento stesso bensì per un aggiornamento che si è reso necessario al software di bordo della sonda, come ha spiegato a Media INAF il responsabile di JIRAM, Albero Adriani dell’INAF IAPS di Roma, che abbiamo raggiunto in California, dove si trova in queste ore. «L’aggiornamento del software in oggetto non è di JIRAM ma della sonda», sottolinea Adriani. «Il software della sonda, che doveva gestire il trasferimento dei dati di JIRAM da una sua memoria temporanea dove JIRAM mette i dati durante le osservazioni a quella più grande da cui poi i dati accumulati durante il flyby vengono prelevati per essere spediti a terra, aveva un difetto. Durante il flyby 2 il suddetto software è andato in errore per una combinazione di anomalie (di fatto già previste singolarmente come eventi possibili) nei dati di JIRAM, ma non trattata opportunamente dal software. Questo ha innescato il SAFE dell’orbita 2. Questo evento, particolarmente raro, non si era mai verificato prima durante le innumerevoli attività di JIRAM quindi non è stato possibile correggere il software prima di arrivare a Giove». Ed è proprio per il timore che un evento simile potesse riaccadere durante questo terzo flyby che i responsabili della missione hanno deciso di tenere spendo JIRAM. «L’aggiornamento del software lo stanno scrivendo alla Lockheed Martin, che è responsabile della sonda», aggiunge Adriani. «Ci stanno lavorando da una decina di giorni, per farci operare in sicurezza già dal prossimo flyby». Appuntamento dunque al prossimo flyby, in calendario per il 2 febbraio 2017.
di Marco Malaspina (INAF)

Juno accarezza Giove

Il 27 agosto scorso la sonda NASA Juno che, dopo aver portato a termine un viaggio avventura di cinque anni ed essersi posizionata in orbita attorno al suo obiettivo,ha completato il suo primo giro attorno a Giove che fortuna vuole coincida anche con il transito più vicino della missione. Juno ha sfiorato il fitto mantello di nubi che proteggono il gigante gassoso alla quota di 4.200 chilometri e alla folle velocità di 200mila chilometri orari. È vero, ci aspettano altri 35 stretti flyby di Giove prima che il programma di missione possa dirsi completato (febbraio 2018) ma l’attesa è grande per i primi dati raccolti dall’intera suite di strumenti scientifici, tutti operativi per l’occasione. Gli otto strumenti a bordo sono infatti stati spenti durante l’inserimento in orbita, per semplificare le operazioni di una manovra considerata critica. È arrivato il momento di rimetterli tutti in funzione ed eseguire un test prima che la missione inizi la raccolta dei dati per cui è stata concepita. Tra questi ci piace ricordare l’italianissimo JIRAM, lo Jupiter InfraRed Auroral Mapper per lo studio delle aurore e dell’atmosfera gioviana fornito dall’ASI e sviluppato con il supporto scientifico dell’INAF IAPS e diAlberto Adriani, principal investigator dello strumento. Del quale cercheremo di mostrarvi a breve, speriamo già la prossima settimana, qui su Media INAF, i dati e le immagini che avrà raccolto. Juno sonderà la struttura profonda di Giove, la circolazione atmosferica e la fisica delle alte energie del suo ambiente magnetico e potrà così rivelare importanti indizi sulla formazione e l’evoluzione del gigante del Sistema solare, che potranno aiutarci ad avere una maggiore comprensione della nascita del nostro sistema planetario.
di Davide Coero Borga (INAF)

JUNO, alla scoperta dei segreti di Giove

Lanciata nell’agosto del 2011 dalla base militare di Cape Canaveral, in Florida, la sonda Juno è arrivata in vista della sua meta: Giove, il pianeta più grande del nostro sistema solare, di cui ci aiuterà a capire origine ed evoluzione. La missione si inserisce nel Programma New Frontiers della NASA, costituito da una serie di missioni spaziali altamente specializzate e a medio costo, non superiore a 700 milioni di dollari. Juno, grazie alla sequenza programmata di accensione dei razzi, andrà a inserirsi in un’orbita polare, con un periodo di 11 giorni, rispetto al pianeta gigante. È la sonda alimentata a energia solare ad essersi spinta più lontano dalla nostra stella madre, anzi è la prima sonda a energia solare specificamente progettata per operare a queste distanze grazie a grandi pannelli solari: ognuno lungo 9 metri e con ben 18.698 celle solari.
Le osservazioni andranno dalla magnetosfera all’interno del pianeta stesso. Proprio da questo il nome della  missione: la mitica Giunone (Juno, appunto), moglie di Giove, fu infatti in grado di scoprire i segreti del marito riuscendo a dissipare la fitta coltre di nubi in cui si celava. La missione prevede il completamento di oltre trenta orbite attorno a Giove prima della sua conclusione, prevista per il 2017. L’inserimento nell’orbita polare è in calendario per il prossimo 4 luglio. E anche attorno a Giove l’Italia c’è.
Juno ci offrirà una visione dettagliata del pianeta e dell’ambiente a esso circostante. E questo grazie al suo straordinario equipaggiamento, composto da ben 10 strumenti scientifici. Il nostro paese è protagonista con due degli strumenti a bordo: JIRAM (Jupiter InfraRed Auroral Mapper) per le studio delle aurore e dell’atmosfera e un transponder in banda Ka per studi gravitazionali. JIRAM è stato fornito dall’Agenzia spaziale Italianasviluppato con il supporto scientifico dell’INAFprincipal investigator dello strumento è Alberto Adrianidell’Istituto di Astrofisica e Planetologia Spaziali dell’INAF di Roma. JIRAM appartiene a una famiglia di strumenti che stanno attualmente volando a bordo di diverse missioni spaziali: VIRTIS su Rosetta e Venus Express, VIR a bordo di Dawn della NASA e VIMS, il primogenito della famiglia, sulla missione Cassini NASA-ESA-ASI, in orbita attorno a Saturno. Tutti strumenti ideati dal gruppo di ricerca guidato dalla compianta Angioletta Coradini, planetologa INAF scomparsa cinque anni fa.
JIRAM, che è in grado di produrre sia spettri sia immagini, ha lo scopo primario di esaminare gli strati più esterni dell’atmosfera gioviana nell’infrarosso (nella banda tra 2 e 5 μm), spingendosi fino a livelli di profondità di circa mille chilometri. KaT (Ka-Band Translator), realizzato da Thales Alenia Space Italia con il supporto del team scientifico dell’Università di Roma “La Sapienza”, sarà invece dedicato allo studio della composizione interna del pianeta e sul suo campo gravitazionale.
Determinare, ad esempio, quanta acqua sia presente nell’atmosfera gioviana ci permetterà di capire quale sia la teoria più corretta riguardo la formazione del pianeta fra quelle ad oggi ancora dibattute, o se sia piuttosto necessario formularne di nuove. Comprendere i segreti di Giove ci aiuterà a fare chiarezza sulle origini del nostro Sistema solare. Juno cercherà di determinare la struttura interna del pianeta per comprendere se sia presente una componente solida, esplorerà la magnetosfera polare e ricercherà l’origine del campo magnetico, misurerà l’abbondanza di acqua, caratterizzerà i venti nella bassa atmosfera e le abbondanze relative di ossigeno e azoto, oltre le variazioni dovute a fenomeni atmosferici. Insomma dovrà aiutarci a capire davvero chi è Giove. Un altro obiettivo della missione sarà studiarne le aurore boreali, già osservate dalla Terra, comprendendone i meccanismi, al fine di studiare il campo magnetico del pianeta e la sua interazione con l’atmosfera.
La sonda porta con sé anche una placca dedicata a Galileo Galilei, fornita dall’Agenzia Spaziale Italiana: una copia in alluminio dell’originale manoscritto in cui Galileo ha descritto per la prima volta le 4 lune di Giove, note infatti come lune galileiane. A bordo anche 3 figurine LEGO, che rappresentano Galileo, Giove e sua moglie Giunone.
Appuntamento per il 4 luglio quindi, e speriamo che Juno, al pari dell’eroeMicromega – filosofo proveniente dalla stella Sirio protagonista dell’omonima opera di Voltaire, che per un anno si fermò su Giove – alla fine della missione abbia «imparato alcuni segreti veramente degni di nota», per poter accrescere la nostra comprensione dei misteri del cosmo.
di Francesca Aloisio (INAF)

Riccioli d’ammoniaca sotto le nubi di Giove

Utilizzando la schiera di parabole che compone il Very Large Array in Nuovo Messico, un gruppo di astronomi ha prodotto la più dettagliata mappa radio dell’atmosfera di Giove, rivelando l’imponente flusso di gas di ammoniaca che scorre al di sotto dello spesso strato di colorate e vorticosi nubi superficiali. Nella loro ricerca, pubblicata sull’ultimo numero di Science, i ricercatori hanno misurato le emissioni radio dell’atmosfera di Giove a specifiche lunghezze d’onda, alle quali le nuvole risultano trasparenti, riuscendo a determinare la quantità di ammoniaca presente fino a una profondità di circa 100 chilometri al di sotto dello strato superiore. Si tratta di una fascia in gran parte inesplorata, ma particolarmente interessante perché è quella in cui le nuvole si formano. Studiando queste regioni dell’atmosfera del pianeta, gli astronomi contano infatti di riuscire a descrivere come la circolazione globale e la formazione delle nubi siano guidate dalla potente fonte di calore interno di Giove. Un modello da applicare in maniera simile anche agli altri pianeti giganti nel nostro Sistema solare, ma anche ai pianeti extrasolari giganti recentemente scoperti intorno a stelle lontane. «Abbiamo in sostanza creato un’immagine tridimensionale del gas di ammoniaca presente nell’atmosfera di Giove», spiegaImke de Pater, professoressa di astronomia alla Università della California a Berkeley e prima autrice dello studio. «Un’immagine da cui si possono ricostruire i movimenti verso l’alto e verso il basso all’interno della turbolenta atmosfera». Secondo la ricercatrice, questa nuova mappa reca una sorprendente somiglianza con le immagini in luce visibile. La nuova mappa radio evidenzia infatti le nubi superficiali, ricche in ammoniaca, che determinano l’aspetto del pianeta e sono il principale elemento visibile dall’esterno. Si tratta di uno strato di idrosolfuro di ammonio, a una temperatura attorno ai 200° Kelvin (-73° C), e di uno strato di ghiaccio di ammoniaca fluttuante nell’aria fredda a circa 160 Kelvin (-113° C). Inoltre, la nuova analisi mostra come i cosiddetti hotspot – punti “caldi” dell’atmosfera che appaiono luminosi sia in radio che nelle termografie ad infrarossi – siano regioni povere in ammoniaca, che circondano il pianeta come una cintura appena a nord dell’equatore. Fra gli hotspot sono localizzate delle “risorgive” che trasportano ammoniaca in superficie dagli strati più profondi dell’atmosfera planetaria. «Grazie alle osservazioni radio possiamo scrutare attraverso le nuvole e vedere che quei punti caldi sono intercalati da pennacchi di ammoniaca in risalita dalle profondità del pianeta, configurando le ondulazioni verticali di un sistema di onde equatoriali», dice l’astronomo della UC Berkeley Michael Wong. Queste osservazioni vengono rese note quando manca ormai meno di un mese prima dell’arrivo a Giove della sonda Juno della NASA, previsto per il prossimo 4 luglio 2016. La missione prevede, tra l’altro, di misurare la quantità di acqua presente nelle parte più profonda dell’atmosfera, là dove il radiotelescopio Very Large Array ha misurato i valori per l’ammoniaca. «Mappe come la nostra possono aiutare a inquadrare i dati ottenuti da Juno nel più ampio sistema dei movimenti atmosferici di Giove», commenta de Pater, notando in conclusione come il suo team di ricerca continuerà a osservare Giove in radio con il VLA in contemporanea alle osservazioni in microonde compiute da Juno alla ricerca dell’acqua.
di Stefano Parisini (INAF)

JIRAM scalda i motori

La sonda JUNO della NASA si prepara all’arrivo al suo obiettivo, ovvero Giove: l’appuntamento per il suo inserimento nell’orbita del più grande tra i pianeti del Sistema solare è fissato al 4 luglio prossimo. Tra le numerose attività di preparazione a questo momento, il team scientifico responsabile dello strumento italiano JIRAM (Jovian InfraRed Auroral Mapper), uno dei dieci che compone l’equipaggiamento scientifico della missione, è stato acceso per due volte, il 25 gennaio ed il 9 febbraio scorsi, per effettuare alcuni test sulla fotocamera. Sebbene mancassero alcuni mesi e oltre 80 milioni di km all’inserimento in orbita, lo strumento, che è stato finanziato dall’Agenzia Spaziale Italiana, realizzato da Finmeccanica s.p.a. e operato sotto la responsabilità scientifica dell’Istituto di Astrofisica e Planetologia Spaziali (IAPS) dell’INAF è riuscito ad acquisire varie immagini di Giove e del suo satellite più prossimo, Io. «Le riprese, anche se ottenute da una distanza così elevata, dimostrano già l’ottimo funzionamento di JIRAM, nella prospettiva dell’inizio della missione osservativa vera e propria» commenta Alberto Adriani, dell’INAF-IAPS, principal investigator dello strumento. «JIRAM è stato fatto funzionare anche in assenza delle informazioni sul puntamento che invece saranno a sua disposizione durante la missione e subito dopo l’inserimento in orbita». Lo strumento è equipaggiato con uno spettrometro e una fotocamera nell’infrarosso in grado di lavorare nell’intervallo spettrale 2-5 µm (milionesimi di metro). La fotocamera possiede due filtri cromatici ottimizzati per osservare sia le emissioni aurorali che quelle termiche del pianeta. Le immagini sono state acquisite durante il primo test del 25 gennaio scorso e confermano l’ottimo funzionamento della fotocamera infrarossa. Una mostra l’aurora settentrionale del pianeta e, sulla destra, il satellite Io. La seconda identifica l’emissione termica del pianeta e, in particolare, quella delle zone equatoriali che presentano temperature superiori rispetto al resto del pianeta. Durante la seconda sequenza di accensione, il 9 febbraio, JIRAM ha poi acquisito molte altre immagini. In particolare, in questo momento, si sta esaminando il contenuto scientifico di quelle riguardanti il satellite Io per valutare già la possibilità di una pubblicazione sui risultati dell’analisi che sarà fatta proprio grazie a queste nuove immagini.
di Marco Galliani (INAF)

Occhio a Europa

Alzi la mano chi, vedendo per la prima volta questa immagine, ha pensato di trovarsi davanti alla foto di un bulbo oculare. In realtà, l’immagine raffigura tutt’altro, ovvero una porzione della superficie di Europa, il quarto satellite naturale per dimensioni di Giove. A inviarcela, la sonda Galileo, che ha esplorato il pianeta gigante e le sue lune tra il 1995 e il 2003. E’ anche grazie ai dati raccolti da questa missione che ha preso corpo la teoria secondo la quale Europa ospita un oceano liquido sotterraneo. Galileo ha anche rivelato la presenza di minerali argillosi nella crosta ghiacciata della luna e ha trovato prove di una tenue atmosfera che avvolge Europa, così come Ganimede e Callisto, altri due satelliti di Giove. Nonostante il loro aspetto effettivamente un po’ inquietante, le striature rossastre che si incrociano su Europa non hanno assolutamente alcunché di biologico. In realtà sono crepe e creste, alcune lunghe migliaia di chilometri, che segnano le fratture della crosta ghiacciata della luna. A produrle è l’interazione gravitazionale con Giove, che esercita intensi fenomeni mareali su Europa, deformandola. Il colore di queste striature, che è stato accentuato in fase di elaborazione, è invece prodotto da minerali emersi dal sottosuolo, probabilmente sali disciolti nel mare sotterraneo.
di Marco Galliani (INAF)

Europa: sapore di sale

I sedimenti scuri che rivestono alcune delle strutture geologiche di Europa,  e che sono ben visibili sulla superficie della luna gioviana, non sarebbero nient’altro che semplice sale da cucina. Residui scoloriti di cloruro di sodio, segni esterni di un oceano sotterraneo che interagisce (e ha interagito) con un fondale roccioso. A sostenere questa ipotesi è uno studio appena pubblicato su Geophysical Research Letters: se confermato potrebbe avere importanti implicazioni nel determinare condizioni favorevoli alla vita sul satellite ghiacciato di Giove. «Abbiamo molti quesiti aperti su Europa e il più importante di essi è: possiamo trovare vita lassù? Se la luna ghiacciata presenta condizioni favorevoli alla vita allora possiamo chiederci se mai ne troveremo traccia nell’oceano che si nasconde sotto il suo spesso guscio di ghiaccio», spiega Curt Niebur, ricercatore NASA presso il quartier generale di Washington DC. Per più di un decennio gli scienziati si sono interrogati circa la composizione dei residui scuri che ricoprono le lunghe fratture lineari che si stagliano sulla superficie di Europa. «Se si trattasse di sale marino, avremmo una soluzione semplice ed elegante a una delle questioni che più ci interessa», spiega Kevin Hand, ricercatore del Jet Propulsion Laboratory NASA a Pasadena, California. Certo è che Europa si trova immersa in un flusso di radiazioni emesse dal potente campo magnetico di Giove. Condizioni particolari, uniche, che il JPL ha cercato di replicare in laboratorio testando diversi materiali e raccogliendone gli spettri luminosi. Una Europa in barattolo, con temperatura, pressione ed esposizione a radiazioni concentrate. In seguito a poche decine di ore di esposizione a queste condizioni estreme, pari a quelle subite dal satellite di Giove in un periodo di circa un secolo, il sale marino da una iniziale colorazione bianca ha virato in una tonalità di marrone simile a quella osservata sulla luna ghiacciata. Al momento nessun telescopio qui sulla Terra o nello spazio ha una risoluzione tale da poter permettere una conferma dei dati, ma qualche conferma potrebbe arrivare a breve grazie alle missioni in cantiere.
di Davide Coero Borga (INAF)

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