Il 14 aprile 2023 alle ore 14.14 (ora italiana), è partita dalla base europea di Kourou, nella Guyana francese, la sonda spaziale Juice (Jupiter Icy Moons Explorer), una missione dell’Agenzia spaziale europea (ESA) che ha come obiettivo lo studio di Giove, “il gigante gassoso” e delle sue tre lune più grandi: Europa, Ganimede e Callisto.

Juice è un esploratore robotico a energia solare che impiegherà otto anni per raggiungere la sua destinazione, grazie all’assistenza gravitazionale di Terra e Venere.

La sua missione scientifica inizierà nel 2031, quando entrerà in orbita attorno a Giove e alle sue oltre 90 lune, che lo rendono un mini sistema solare a sé stante. Juice cercherà le prove di abitabilità delle lune ghiacciate, che potrebbero nascondere oceani o accumuli di acqua sotto strati di superficie ghiacciata e dove potrebbe esserci vita extraterrestre. Juice sarà la prima missione in cui un veicolo orbiterà attorno alla luna di un altro pianeta che non sia la Terra.

“Metteremo Ganimede sulla mappa”, afferma lo scienziato capo del progetto Olivier Witasse.

“Abbiamo buone ragioni per credere che sotto la crosta lunare ci sia molta acqua liquida. Quello è un posto dove la vita potrebbe iniziare, ed è affascinante. Siamo fieri dei nostri ricercatori e delle nostre ricercatici, autentico patrimonio scientifico nazionale. È anche grazie a loro se questa nuova incredibile avventura parla italiano”, ha dichiarato il ministro dell’Università e Ricerca Anna Maria Bernini.

Juice non si limiterà a orbitare attorno a Giove, ma effettuerà anche 35 sorvoli ravvicinati delle sue tre lune ghiacciate: Europa, Ganimede e Callisto. Queste lune sono considerate mondi oceanici, cioè luoghi con acqua sotterranea che potrebbe essere abitabile per forme di vita aliene.

Una delle osservate speciali di Juice sarà Ganimede, la più grande luna di Giove e del sistema solare. Ganimede ha dimensioni maggiori di Mercurio e di Plutone, ed è poco più piccola di Marte. Se orbitasse attorno al Sole invece che a Giove potrebbe essere classificata come pianeta. Ganimede è composta principalmente da silicati e ghiaccio d’acqua, ed è totalmente differenziata con un nucleo di ferro fuso. Si ritiene che un oceano di acqua salata esista a circa 200 km di profondità dalla superficie, compreso tra due strati di ghiaccio. Questo la rende un luogo potenziale per la vita extraterrestre. Ganimede è l’unica luna del sistema solare ad avere un campo magnetico proprio, probabilmente sostenuto dai movimenti convettivi all’interno del nucleo di ferro fuso. La magnetosfera di Ganimede è interamente incorporata all’interno della magnetosfera di Giove, cui è collegata da linee di campo aperte. Il satellite presenta una tenue atmosfera di ossigeno, presente nella forma atomica (O), molecolare (O2) e forse come ozono (O3). L’idrogeno atomico è un costituente minore dell’atmosfera. Ancora non è noto con certezza se il satellite sia dotato anche di una ionosfera.

Juice si avvarrà degli strumenti scientifici più avanzati per sondare le lune ghiacciate di Giove, tutte ritenute mondi oceanici:

• RIME: un radar che penetra nel ghiaccio del veicolo spaziale e che sarà in grado di individuare sacche di acqua sotterranea fino a una profondità di circa 10 chilometri. RIME potrebbe rilevare l’acqua sotto la superficie di Europa e Ganimede.

• 3GM: una sonda gravitazionale che potrebbe fornire informazioni sull’oceano interno di Ganimede e potrebbe determinare in modo definitivo se Callisto ha un oceano più profondo sotto terra.

Numerosi di questi strumenti scientifici, sono sviluppati con il contributo dell’Italia. Tra questi ci sono:

• JANUS: una fotocamera ottica ad alta risoluzione che fornirà le immagini delle superfici dei pianeti con un dettaglio molto spinto. Janus è stata realizzata sotto la guida dell’INAF (Istituto Nazionale di Astrofisica) in collaborazione con Leonardo e altre agenzie spaziali europee.

• MAJIS: uno spettrometro ad altissima risoluzione che farà un’analisi chimico-fisica di quello che viene osservato, che siano atmosfere o superfici di pianeti o lune. Majis è stato realizzato sotto la guida dell’INAF in collaborazione con Leonardo e altre agenzie spaziali europee e israeliane.

• GALA: un altimetro laser che misurerà la deformazione mareale di Ganimede dall’attrazione gravitazionale di Giove. GALA è stato realizzato sotto la guida dell’ASI (Agenzia Spaziale Italiana) in collaborazione con Leonardo e altre agenzie spaziali europee e americane.

• SWI: uno strumento a onde submillimetriche che studierà le relazioni tra l’atmosfera e la magnetosfera di Giove e delle sue lune. SWI è stato realizzato sotto la guida dell’ASI in collaborazione con Leonardo e altre agenzie spaziali europee.

• J-Mag: un magnetometro che studierà l’interazione dei campi magnetici di Giove e Ganimede. J-Mag è stato realizzato sotto la guida dell’ASI in collaborazione con Leonardo e altre agenzie spaziali europee.

“La suite completa di strumenti all’avanguardia della navicella rende Juice il passo successivo nella scienza”, afferma Alessandro Atzei, ingegnere del sistema di carico utile del progetto. “Ci aspettiamo molte nuove scoperte, tra cui la composizione del campo magnetico, il materiale delle lune e una comprensione dell’atmosfera di Giove”.

Juice non sarà la prima sonda spaziale a visitare il sistema di Giove, ma si baserà sulle scoperte e sull’eredità delle missioni precedenti:

• Pioneer 10: la prima sonda spaziale a sorvolare Giove nel 1973, inviando le prime immagini ravvicinate del pianeta e delle sue lune.
• Voyager 1 e 2: due sonde spaziali che hanno sorvolato Giove nel 1979, rivelando i dettagli delle sue nuvole, dei suoi anelli e delle sue lune, tra cui le eruzioni vulcaniche su Io e le fratture ghiacciate su Europa.
• Galileo: la prima sonda spaziale a orbitare attorno a Giove dal 1995 al 2003, effettuando 35 sorvoli delle sue lune e scoprendo il campo magnetico di Ganimede.
• Juno: la sonda spaziale della NASA che orbita attorno a Giove dal 2016, studiando la sua atmosfera, la sua magnetosfera, i suoi cicloni polari e le sue aurore. Juno ha rivelato viste drammatiche delle misteriose aurore di Giove e dei vorticosi cicloni polari, e ha mappato una strana zona del campo magnetico del pianeta soprannominata la Grande Macchia Blu. (È diverso dall’iconica tempesta rossa delle dimensioni della Terra). Juno potrebbe continuare a operare fino al 2025, quando Juice arriverà nel sistema gioviano. “Il nostro radiometro ha visto per la prima volta attraverso il ghiaccio su Europa e Ganimede, e il loro strumento radar è progettato per farlo in un modo diverso”, afferma Scott Bolton, ricercatore principale di Juno e astronomo presso il Southwest Research Institute. “Il loro set di dati ci informerà in modo che possiamo guardare indietro e reinterpretare i dati di Juno”.
• Europa Clipper: la sonda spaziale della NASA che dovrebbe essere lanciata nel 2024 e arrivare nel 2030, con l’obiettivo di esplorare Europa, una delle lune ghiacciate di Giove. Europa Clipper entrerà in orbita attorno a Giove e effettuerà circa 45 sorvoli ravvicinati di Europa, studiando la sua superficie, il suo oceano sotterraneo e la sua potenziale abitabilità. Europa Clipper potrà collaborare con Juice per confrontare le osservazioni delle lune ghiacciate e scambiare informazioni sulle condizioni del sistema gioviano.

Juice seguirà il destino delle precedenti sonde spaziali che hanno visitato il sistema di Giove, come Pioneer 10, Voyager 1 e 2 e Galileo. Al termine della sua missione, previsto per il 2035 o qualche anno dopo, Juice si tufferà su Ganimede ed entrerà nella sua atmosfera, bruciando come una meteora. Questo eviterà il rischio di contaminare le lune ghiacciate con spazzatura spaziale.

Il sistema di Giove è stato sempre oggetto di curiosità e grande fascino da quando Galileo Galilei scoprì Ganimede e le sue lune sorelle nel 1610 e fece delle osservazioni telescopiche dello stesso Giove. Ancora oggi, le persone scansionano il cielo notturno alla ricerca del pianeta accompagnato da Venere. Ora le agenzie spaziali stanno dando al sistema gioviano il suo aspetto più ravvicinato.

“Penso che Giove stia diventando un obiettivo della campagna, come lo è stato Marte per un po’”, afferma il capo progetto Olivier Witasse. “Questo è un pianeta che ci ha incuriosito per molto tempo, ma non è facile da raggiungere. Sarebbe fantastico avere più veicoli spaziali lì contemporaneamente”.