Alla scoperta di Giove!

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Alla scoperta di Giove!
Giove, il quinto pianeta in ordine di distanza dal Sole, è certamente il gigante del Sistema solare, talmente grande che
potrebbe contenere la Terra al suo interno 1.300 volte. Anche la massa di Giove è notevole, pari a 318 volte la massa
della Terra e se sommassimo la massa di tutti gli altri corpi del Sistema solare, escluso il Sole, otterremmo un valore che
supera solo del 30% la massa di Giove! Non è un caso che questo pianeta abbia preso addirittura il nome del dio
dell'Olimpo.
Scopriamo insieme le principali missioni lanciate alla scoperta del gigante gassoso!
Le Missioni Pioneer
Nel 1969 la NASA approvava il programma per la costruzione delle due sonde Pioneer 10 e 11, da collocare su orbite
diverse in modo che la Pioneer 11 potesse poi continuare il suo viaggio verso Saturno. L’avventura di queste due sonde
interplanetarie inizia il 2 Marzo 1972 dalla base di Cape Canaveral, in Florida, quando la Pioneer 10 venne lanciata
verso Giove, raggiunto il 4 dicembre del 1973, passando ad una distanza minima dal pianeta di circa 130.000 chilometri.
Identicamente equipaggiata, la Pioneer 11 fu lanciata un mese dopo, il 5 Aprile 1973, alla volta di Saturno, che raggiunse
nel settembre 1979 sfruttando l'attrazione gravitazionale di Giove.
Immagini di Giove inviate dalla Pioneer 10. Crediti: NASA
La Pioneer 10 sorvolò Giove nel dicembre del 1973, seguita dalla Pioneer 11 a distanza di un anno esatto. La Pioneer
10 fu la prima sonda spaziale ad attraversare la fascia degli asteroidi, a compiere l'osservazione diretta del pianeta
Giove e a utilizzare come combustibile la forza gravitazionale di questa grande massa planetaria, che come una
gigantesca fionda la lanciò verso le estreme regioni del sistema solare, facendole raggiungere una velocità di fuga tale
da sottrarsi per sempre all'attrazione del Sole. Originariamente progettata per una missione di 21 mesi, la sonda è
risultata attiva per più di 30 anni. E' infatti del Gennaio 2003 l'ultimo ricevimento di un suo debolissimo segnale
proveniente dal Toro (a circa 2 milioni di anni luce dalla stella più vicina di questa costellazione, Aldebaran), da una
distanza pari ad oltre due volte quella fra il Sole e Plutone, circa 82 U.A..
La Pioneer 11 inviò a Terra immagini significative della Grande Macchia Rossa, le prime osservazioni delle regioni polari
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del pianeta e dati sufficienti a determinare la massa di Callisto. L’ultima comunicazione con la Terra della Pioneer 11
risale al settembre del 1995, quando vennero ricevuti gli ultimi segnali radio, prima che essa si perdesse per sempre
nell'immensità dello spazio. Esaurite infatti le scorte di energia, il generatore elettrico smise di funzionare, e quindi di
fornire alimentazione alla strumentazione di bordo, rendendo la navicella incontrollabile.
Una curiosità: entrambe le sonde portavano un messaggio verso ipotetiche civiltà extraterrestri. Sono state infatti dotate
di una piastrina metallica raffigurante il sistema solare, le orbite planetarie, il Sole, il nostro pianeta, le navicelle stesse, le
figure dell'uomo e della donna e di riferimenti alla posizione del sistema solare basati su quelli di 14 stelle pulsar.
Le Missioni Voyager
Le sonde spaziali Voyager 1 e Voyager 2 sono state le prime sonde mandate in esplorazione del sistema solare esterno
(oltre la fascia degli asteroidi) ancora oggi in piena attività. L’osservazione e lo studio di Giove, quindi, non era l’unico
obiettivo della missione.
Le due sonde furono lanciate dalla base di Cape Canaveral (Florida) nel 1977. Più precisamente Voyager 1 iniziò il suo
viaggio il 5 settembre 1977, raggiunse Giove il 5 marzo 1979 e quindi Saturno il 13 novembre 1980, mentre Voyager 2,
lanciata il 20 agosto 1977 (prima del Voyager 1), raggiunse Giove il 7 agosto 1979, Saturno il 26 agosto 1981, Urano il
24 gennaio 1986 e Nettuno l'8 agosto 1989. Il Voyager 2 si avvantaggiò di un raro allineamento planetario, che si verifica
ogni 189 anni, per fiondarsi da un pianeta all'altro. Grazie a queste due sonde, la nostra conoscenza di Giove e degli altri
tre pianeti giganti, Saturno, Urano e Nettuno, dei loro satelliti e dei loro anelli, è diventata immensa. Le sonde hanno
raccolto immagini del pianeta e dei satelliti galileiani ad una risoluzione nettamente maggiore rispetto a quanto fatto della
sonde Pioneer che le avevano precedute. Furono così rivelate le prime informazioni sui processi fisici, atmosferici e
geologici che avvengono sul pianeta, sui suoi satelliti principali e che interessano la magnetosfera gioviana. Furono
scoperti tre nuovi satelliti. Due delle sorprese più grandi furono la scoperta degli anelli di Giove ha degli anelli e l’intenso
vulcanismo di Io, tale da influenzare la magnetosfera di Giove.
Attualmente la Voyager 1 e la Voyager 2 sono le sonde più longeve e avranno vita finché la batteria RTG (generatore
termoelettrico a radioisotopi) non si esaurirà, evento previsto nel 2025.
Una curiosità: entrambe le sonde portano con sè il Voyager Golden Record, un disco d’oro dove sono registrati dei suoni
della Terra e le coordinate su come raggiungerla nel caso qualcuno lo trovasse. All’interno vi è anche un messaggio
audio del presidente degli USA dell’epoca, Jimmy Carter, che recita: “Questo è un regalo di un piccolo e distante
pianeta, un frammento dei nostri suoni, della nostra scienza, delle nostre immagini, della nostra musica, dei nostri
pensieri e sentimenti. Stiamo cercando di sopravvivere ai nostri tempi, così da poter vivere fino ai vostri.”
Altri avvicinamenti di Giove
Dopo le missioni Voyager, Giove è stato sorvolato anche dalle sonde Ulysses (8 febbraio 1992), Cassini-Huygens (30
dicembre 2000) e New Horizons (28 febbraio 2007), che ne hanno sfruttato la gravità per raggiungere il loro obiettivo
principale, rispettivamente l’orbita polare solare, Saturno e Plutone.
Nel febbraio del 1992 la sonda Ulysses passò a 409.000 km da Giove. La manovra, necessaria per spostare la sonda su
un'orbita polare intorno al Sole, le permise di studiare la magnetosfera gioviana a latitudini che non erano state percorse
dalle sonde precedenti.
Nel 2000 la Cassini-Huygens, in viaggio verso Saturno, si avvicinò a Giove fornendoci alcune delle immagini a più alta
risoluzione del pianeta. Furono raccolte 26.000 immagini del pianeta che hanno permesso di realizzare l’immagine più
dettagliata mai ottenuta di Giove. New Horizons (28 febbraio 2007) che ne hanno sfruttato la gravità per raggiungere il
loro obiettivo principale, rispettivamente l’orbita polare solare, Saturno e Plutone.
La Sonda Galileo
La Sonda Galileo della NASA venne lanciata nello spazio il 18 ottobre 1989 dallo Space Shuttle Atlantis, presso il
Kennedy Space Center. L’obiettivo della missione, dedicata a Galileo Galilei, che scoprì nel 1610 l’esistenza dei quattro
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maggiori satelliti di Giove, da lui battezzati "astri medicei" (Io, Europa, Callisto e Ganimede, noti oggi come satelliti
galileiani), in onore di Cosimo II de’ Medici, Granduca di Toscana, era studiare il pianeta, i suoi satelliti e la sua
magnetosfera.
Per sfruttare l’effetto di ‘fionda gravitazionale’ offerto dalle masse dei pianeti e risparmiare prezioso carburante, la sonda
Galileo puntò prima su Venere, poi nuovamente verso la Terra e, dopo aver attraversato la fascia degli asteroidi
inviandoci la prima immagine in assoluto di due di essi (951 Gaspra e 243 Ida), tornò verso la Terra per l'ultima spinta
diretta finalmente verso Giove, su cui giunse il 7 dicembre 1995, dopo un viaggio di 6 anni.
La traiettoria che ha seguito la sonda Galileo è stata denominata "V.E.E.G.A." - Venus - Earth - Earth Gravity Assist.
Crediti immagine: NASA-JPL
Cinque mesi prima dell’arrivo, nel luglio 1995, Galileo rilasciò la sonda atmosferica che entrò nell'atmosfera gioviana
senza l'ausilio di sistemi di aerofrenaggio. Questo tipo di ingresso atmosferico fu il più difficile mai compiuto: la sonda
effettuò l'ingresso ad una velocità di 47,8 km/s e venne rallentata dall'intenso attrito con l'atmosfera. Nella caduta, durata
58minuti, attraverso gli strati sempre più densi dell’atmosfera gioviana, la sonda ha trasmesso dati su irraggiamento
solare, flusso di calore, pressione, temperatura, venti e composizione atmosferica. Le misure mostrano che Giove è
battuto da tempeste assai più estese di quelle terrestri, risultanti da una circolazione verticale di acqua negli strati alti
dell’atmosfera.
In otto anni di missione portò a casa notevoli risultati scientifici. Nel 1994 si trovò in una posizione favorevole che
permise l’osservazione e l’invio di immagini uniche di una collisione di frammenti della cometa Shoemaker-Levy 9 su
Giove, mentre i telescopi dovettero attendere che i siti di impatto fossero rivolti verso la Terra. Galileo diede la prova
dell’esistenza di un oceano di acqua salata sotto la superficie ghiacciata di Europa, uno dei satelliti di Giove; poi
confermò un’estesa attività vulcanica su un altro satellite, Io, circa 100 volte maggiore a quella presente sulla Terra, e
probabilmente molto simili a quelle esistenti sul nostro pianeta durante la sua era primordiale e scoprì che Ganimede
aveva un proprio campo magnetico. Scoprì inoltre che il sistema di anelli di Giove è costituito da piccoli granelli di
polvere provenienti dallo scontro di meteoriti con la superficie di quattro satelliti più interni di Giove.
Il 21 settembre 2003, dopo aver trascorso 14 anni nello spazio e 8 anni di servizio nel sistema gioviano, la missione
venne terminata inviando la navicella nell'atmosfera di Giove ad una velocità di circa 50 km/s per evitare un impatto
indesiderato con Europa e ogni possibilità di contaminazione con dei batteri provenienti dalla Terra.
A cura di Benedetta Palazzo