Intervista esclusiva: due missioni verso le lune di Giove

Giove è uno dei pianeti più misteriosi e interessanti del sistema solare. Attorno al gigante gassoso si articola un complesso sistema di oltre sessanta lune. Più volte abbiamo visto queste lune sbuffare fuori geyser di acqua ed eruttare lava, e gli scienziati ritengono che possano nasconderci vasti oceani di acqua liquida potenzialmente abitabili sotto la loro superficie. La missione Juno della NASA è già in viaggio verso Giove e le sue lune, con un arrivo previsto fra due anni. L'Europa si sta preparando a lanciare la missione JUICE, che studierà in dettaglio le lune del pianeta gigante e decollerà fra otto anni.
Queste due missioni scriveranno il futuro dell'esplorazione spaziale e potrebbero scoprire che la Terra non è l'unico posto abitabile del sistema solare.
Abbiamo deciso di porre qualche domanda a uno degli scienziati dietro queste due missioni. Randy Gladstone ha partecipato a decine di missioni della NASA verso Marte, Plutone e non solo. È inoltre a capo di due strumenti a bordo delle missioni Juno e JUICE, e proprio su queste due missioni abbiamo concentrato le nostre domande.

Risponde G. Randall Gladstone del Southwest Research Institute, principal investigator degli strumenti UVS a bordo delle missioni NASA Juno e ESA JUICE.

Intervista avvenuta per email a Febbraio 2014. Il materiale è protetto e in esclusiva per il nostro sito.

Quali sono gli obiettivi di JUICE?
JUICE studierà Ganimede, Europa e Callisto in dettaglio per comprendere meglio la loro natura e accertarsi della loro abitabilità. JUICE studierà anche Giove e l'ambiente circostante come archetipo della classe dei giganti gassosi. Lo strumento UVS a bordo di JUICE studierà la composizione e la distribuzione delle sottili atmosfere dei satelliti medicei. Studierà inoltre l'atmosfera superiore di Giove e le sue aurore, concentrandosi sulle emissioni più deboli che saranno difficili da osservare con l'altro strumento UVS a bordo di Juno. Speriamo anche di studiare il toro di plasma di Io, cioè l'anello di ossigeno e ioni solfuro che circonda Giove alla distanza dell'orbita di Io. Nella parte finale della missione di JUICE, quando la sonda sarà in orbita attorno a Ganimede, mapperemo la riflettanza ultravioletta della sua superficie, sperando di imparare qualcosa sulla sua composizione.
Perché Europa è così interessante?
Europa è stata la prima luna ghiacciata che credevamo nascondesse un oceano di acqua liquida non troppo in profondità sotto la sua crosta ghiacciata. Molti scienziati, e non solo loro, sono interessati a capire se vi sono altri posti nel sistema solare oltre alla Terra dove la vita possa esistere. I posti con i giusti ingredienti per sostenere il nostro tipo di vita sono molto pochi. È difficile immaginare quali risorse altri tipi di vita possano usare, quindi siamo abituati a cercare cose di cui abbiamo una minima comprensione. Gli ingredienti principali sono: una sorgente di energia (come la luce solare, o un gradiente di calore, ad esempio); i giusti elementi chimici (idrogeno, carbonio, azoto, ossigeno, zolfo, fosforo e molti altri elementi); e l'acqua liquida. Uno dei problemi con Europa è che l'acqua liquida potrebbe essere a 10-20 chilometri di profondità, il che la rende difficile da studiare. Encelado, una luna di Saturno, potrebbe avere un oceano molto più vicino alla superficie. La recente scoperta di geyser di acqua su Europa simili a quelli di Encelado rendono più facile studiare l'oceano sottostante, purché vi sia un collegamento tra i geyser e il liquido in profondità. JUICE sorvolerà Europa solamente due volte durante la sua missione. Con lo strumento UVS speriamo di studiare i geyser, alla ricerca di interessanti composti chimici. Lo strumento radar RIME ci aiuterà a determinare la profondità dell'oceano in vari punti. 
Come faranno JUICE e Juno a sopravvivere alle radiazioni di Giove?
Il campo magnetico di Giove è molto più intenso di quello della Terra, il che permette a Giove di avere delle fasce di Van Allen (le regioni dove gli elettroni e i protoni più energetici restano intrappolati) molto più forti. La radiazione è composta proprio da queste particelle ad alta energia. Sono abbastanza energetiche da attraversare molti materiali senza problema, e quando colpiscono in profondità possono fare molto male. Queste radiazioni possono essere usate per molte cose positive, come curare i tumori dei pazienti sulla Terra, ma attorno a Giove sono molto fastidiose, dato che danneggiano le parti elettroniche e rovinano i dati che raccoglieremo con UVS. Lo strumento, infatti, rileva nello stesso modo sia i fotoni ultravioletti che le particelle energetiche. Proteggeremo i sistemi elettronici schermandoli con dense lastre di metallo. UVS sarà protetto dal tantalio, che ha una densità di circa 17 grammi per centimetro cubo, circa 6 volte la densità della comune roccia. Questa protezione tiene lontana la maggior parte delle particelle, ma non può fermare le più energetiche, che porteranno la sonda al fallimento, ma dichiareremo concluse le missioni Juno e JUICE prima che ciò accada.
Che informazioni raccoglierà Juno?
L'orbita di Juno sarà polare e molto ellittica, e si avvicinerà molto a Giove. Ciò permetterà a Juno di mappare in dettaglio il campo gravitazionale di Giove, misurando molto accuratamente la distanza della sonda e la velocità dei segnali radio. Questi dati ci aiuteranno a misurare le dimensioni del nucleo roccioso di Giove, sempre che esista, e ciò a sua volta sfoltirà i possibili scenari sulla formazione di Giove. Abbiamo in programma anche di misurare la quantità di ossigeno usando le microonde, che possono penetrare al di sotto delle nubi di ammoniaca che vediamo nella luce visibile, e di esplorare la magnetosfera polare di Giove usando lo strumento UVS.
Come vi state preparando al lancio di JUICE?
La missione JUICE è appena iniziata. Siamo nella fase in cui scriviamo molti documenti che descrivono i requisiti della missione. Ci sono davvero molti requisiti a cui pensare, soprattutto quando coinvolgono altre parti della sonda o altri strumenti. Ad esempio, se decidiamo che un'osservazione che vogliamo fare con UVS richiede che la sonda sia perfettamente immobile per qualche minuto, i costruttori devono sapere esattamente quanto immobile e come riuscire a farlo. Ci sono migliaia di simili requisiti, e i primi due anni di missione consistono di solito nell'organizzare e raggiungere tutti questi requisiti, prima che vengano finalizzati i piani per la costruzione della sonda e degli strumenti. Solo dopo che tutto ciò è stato fatto e controllato varie volte, possiamo iniziare a costruire!
Perché la nostra Luna non è attiva come Europa, Ganimede e Callisto?
Si pensa che la Luna abbia avuto un'origine spettacolare, con la collisione di un grande oggetto contro la giovane Terra, ma ha avuto molto tempo da allora per tranquillizzarsi. È troppo piccola per trattenere un'atmosfera complessa e avrebbe perciò perso gran parte dell'acqua che potrebbe aver avuto in passato. Nel sistema solare esterno, anche se non è ancora chiaro come i satelliti medicei si siano formati, c'era una grande abbondanza di acqua ghiacciata, quindi non deve sorprenderci il fatto che l'acqua occupi gran parte delle lune e dei pianeti giganti, ma anche degli oggetti della fascia di Kuiper. Si pensa che nelle regioni interne del sistema solare facesse troppo caldo perché l'acqua si condensasse. Ciò spiega perché i pianeti terrestri abbiano poca acqua, fatta eccezione della Terra, la cui acqua potrebbe essere stata depositata dalle comete dopo la sua formazione. Dato che all'interno delle lune ghiacciate la pressione aumenta, il ghiaccio può trasformarsi in liquido. Mi sono chiesto più volte perché il satellite Io non presenti acqua. L'unica spiegazione è che la sua forte interazione elettromagnetica con Giove lo abbia spogliato dei materiali volatili. 
Pensando al futuro, quale potrebbe essere il prossimo passo nella ricerca di mondi abitabili nel sistema solare?
Sono più interessato alle molecole organiche che all'acqua liquida, quindi spero di vedere un'altra missione verso la superficie di Titano!
Ringraziamo infinitamente Randy per la sua disponibilità, e gli auguriamo grandi scoperte per gli anni a venire.
Intervista esclusiva: due missioni verso le lune di Giove Intervista esclusiva: due missioni verso le lune di Giove Reviewed by Pietro Capuozzo on 15.6.14 Rating: 5
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