In viaggio verso Giove e le sue lune ghiacciate la sonda Juice (Jupiter Icy Moons Explorer) dell’Agenzia spaziale europea (Esa) si avvicinerà di nuovo alla Terra e alla Luna il 19 e 20 agosto prossimi, stabilendo ben due record: il primo flyby del sistema Luna-Terra, chiamato Lega (Lunar-Earth Gravity Assist), e il primo aiuto gravitazionale doppio. Questa manovra, mai realizzata in precedenza, permetterà di cambiare la velocità e la direzione di Juice, preparando la sonda al successivo sorvolo ravvicinato di Venere nell’agosto del 2025. Si tratta di un’impresa audace: il più piccolo errore potrebbe deviare Juice in modo irreversibile.
Infografica del complesso piano di volo di Juice attraverso il sistema solare. In basso è riportata una timeline con le tappe fondamentali della missione. Il flyby Luna-Terra dell’agosto 2024 è cerchiato in rosso. Crediti: Esa
Dopo il lancio della missione nell’aprile del 2023, il Lega del mese prossimo è il primo passo di Juice nella danza verso il sistema di lune gioviano, che dista in media “solo” 800 milioni di km dalla Terra. Senza la sequenza di flyby previsti, il viaggio di Juice verso Giove richiederebbe un’impossibile quantità di propellente a bordo, circa 60mila kg. Quindi la sonda spaziale ha preso la “strada panoramica”, utilizzando la gravità di altri pianeti per regolare con cura la sua traiettoria attraverso lo spazio e assicurarsi di arrivare a Giove con la giusta velocità e direzione. Questo percorso incredibilmente complesso e in continuo mutamento è stato pianificato con cura dal team dedicato all’analisi della missione di Juice negli ultimi 20 anni. In modo controintuitivo, utilizzare la fionda gravitazionale Luna-Terra per rallentare Juice in questo punto del suo viaggio è effettivamente più efficiente che usarlo per accelerarlo. Se si fosse utilizzato questo sorvolo ravvicinato per dare una spinta a Juice verso Marte, avremmo dovuto aspettare a lungo per il successivo flyby planetario. Questa prima manovra di “frenata” è un modo per prendere una scorciatoia attraverso l’attuale Sistema solare interno.
Simulazione del doppio flyby Luna-Terra in programma ad agosto, Crediti: Esa/Lightcurve Films/R. Andres
Gli operatori della missione hanno già modificato il percorso di Juice per assicurarsi che arrivi il 19 agosto prima alla Luna, e un giorno dopo alla Terra, esattamente al momento giusto, con la velocità e direzione corrette. Sono fiduciosi del successo, ma si tratta di una sfida rischiosa che nessun’altra missione spaziale ha mai affrontato prima. Juice passerà estremamente vicino sia alla Luna che alla Terra, il che significa che è richiesta un’accuratezza millimetrica in tempo reale in tutte le manovre di navigazione. Dal 17 al 22 agosto Juice sarà in continuo contatto con le stazioni terrestri in tutto il mondo. Ogni secondo del tragitto, giorno e notte, gli operatori terranno sotto controllo i dati trasmessi da Juice, apportando eventuali piccoli aggiustamenti necessari per mantenere l’astronave nel giusto percorso.
Come se tutto ciò non fosse abbastanza, durante il Lega l’Esa attiverà anche i dieci strumenti scientifici a bordo della sonda. Infatti questa manovra fornisce un ambiente di test ideale per i team degli strumenti che analizzeranno per la prima volta i dati raccolti dallo spazio. «Ogni strumento viene calibrato in laboratorio prima del lancio, ma le condizioni nello spazio non sono completamente riproducibili sulla Terra», spiega Pasquale Palumbo, ricercatore all’Inaf di Roma e principal investigator dello strumento Janus a bordo di Juice. «Per questo, la possibilità di verificare e affinare le calibrazioni in volo è una opportunità unica: la Luna è un calibratore ideale, dal momento che ne conosciamo la superficie con grande dettaglio e in diversi colori (o bande spettrali, nel visibile e vicino infrarosso). La Terra, per la sua variabilità, pone maggiori problemi, ma può fornire misure complementari a quelle derivate osservando la Luna. Per questo sono state programmate alcune complesse operazioni anche della fotocamera multibanda Janus. Simuleremo una tipica operazione di flyby come quelle previste fra qualche anno sui satelliti galileiani di Giove, con la differenza che osserveremo un oggetto noto: potremo confrontare cosi i nostri dati con l’ampio database di dati lunari e terrestri per prepararci al meglio alle operazioni nel sistema di Giove».
Gli strumenti scientifici a bordo di Juice. Crediti: Esa
Verrà attivato anche lo strumento Majis, che acquisirà immagini in combinazione con lo strumento orbitale Prisma dell’Agenzia spaziale italiana (Asi). «Essendo Majis uno spettrometro a immagini, acquisiremo sia immagini che spettri ma di una zona molto ristretta vista la breve distanza dai target», dice il principal investigator dello strumento, Giuseppe Piccioni, ricercatore all’Inaf di Roma. «Oltre all’opportunità della calibrazione, avremo comunque modo di fare interessanti studi scientifici per entrambi i target. Una novità assoluta riguarda la combinazione delle osservazioni di Majis e Janus con Prisma, lo strumento orbitale terrestre gestito dall’Asi. Aggiungerà un plus importante sia per la calibrazione degli strumenti che per la scienza della Terra».
Quindi, dita incrociate per questo evento unico. Juice potrebbe essere visibile con un binocolo potente o con un piccolo telescopio, ma purtroppo volerà sopra il sudest asiatico e l’Oceano Pacifico, e non sarà dunque visibile dall’Italia. Ma non disperiamo: l’Esa condividerà sui social media le foto scattate da Juice durante tutto il flyby non appena saranno ricevute sulla Terra.