Juice, la sonda spaziale che andrà a caccia della vita sui satelliti di Giove. E porterà Galileo tra le "sue" lune

Lo chiamano "una stella mancata", Giove il colosso, gigante gassoso che, assieme alle sue lune forma un sistema solare in miniatura. Basta un binocolo per rendersi conto che è un posto speciale: la sua luce e quella dei suoi satelliti entrò, 413 anni fa, nel cannocchiale costruito da Galileo e la conoscenza del cosmo ne venne rivoluzionata. Lo scienziato pisano riconobbe che c'era qualcosa di peculiare. Quelle luci più piccole giravano attorno al pianeta, erano lune come la nostra: una mannaia sul geocentrismo, la Terra non era il centro di tutto. Aveva ragione Copernico, ogni pianeta era il centro di qualcosa. E ora torna a essere al centro della ricerca di nuovo capitolo scientifico: trovare la vita fuori da qui.

La missione dell'Agenzia spaziale europea Juice decollerà ad aprile (la finestra di lancio si apre il 13) in testa a un razzo Ariane 5, per andare a indagare se sotto la crosta gelida di quei piccoli mondi, Europa, Ganimede e Callisto, tre dei quattro satelliti "medicei" che Galileo dedicò a Cosimo II De' Medici, esistano le condizioni per la vita. Si chiamava proprio Galileo la sonda spaziale che, ormai quasi 30 anni fa, ci ha dato gli unici indizi che fanno sognare, nascosti sotto la loro superficie. Ora è tempo di tornare: "Ci sono mondi oceanici sotterranei - ha spiegato Barbara Negri, responsabile del Volo umano e Sperimentazione scientifica dell'Agenzia spaziale italiana (Asi), durante un incontro con la stampa negli stabilimenti di Leonardo a Campi Bisenzio, vicino a Firenze, dedicato all'importante contributo italiano alla missione - e questo è molto importante per l'astrobiologia, la ricerca di vita fuori dalla Terra. Non dimentichiamo che qui è nata proprio in fondo al mare, in prossimità di camini idrotermali, poi è emersa ed è arrivata fino alla nostra specie".

Cercare risposte a centinaia di milioni di chilometri di distanza significa dunque capire meglio come sia sorta anche su nostro Pianeta blu. Juice porta a bordo dieci strumenti di analisi scientifica, quattro dei quali sono un contributo italiano (un investimento di 50-55 milioni di euro, specifica Negri), possibile grazie all'Asi e allo sforzo di collaborazione della comunità scientifica e dell'industria. Più i pannelli solari costruiti da Leonardo: 85 metri quadri, i più grandi ad aver mai volato, come un appartamento di media grandezza. Servono per raccogliere ogni stilla di energia dalla nostra stella, lì dove la radiazione è 25 volte meno intensa rispetto alla Terra. Fa freddo, siamo nel Sistema solare esterno, ma sotto la superficie di Europa e Ganimede potrebbe essere diverso. Giove non scalda come il Sole ma la sua attrazione gravitazionale dà vita a forze mareali che 'stiracchiano', deformano, i suoi satelliti e nelle loro viscere innescano movimenti tettonici, acqua e calore, due elementi indispensabili. Ed ecco che si accende così la speranza che lì, nel buio profondo di un nuovo mondo, ci sia qualcosa che vive.

Scienza e tecnologia italiane

Juice danzerà tra Europa, Ganimede e Callisto guidata dai pendii gravitazionali per sorvolarli uno ad uno con la sua strumentazione. Dagli stabilimenti di Leonardo arriva la camera multispettrale Janus per fotografare 13 filtri differenti "la superficie delle lune e le atmosfere con una risoluzione di pochi chilometri. È un piccolo telescopio con un sistema ottico molto stabile, i suoi elementi non devono muoversi più di un decimo dello spessore di un capello" racconta Enrico Suetta responsabile ricerca e sviluppo spazio e optronica di Leonardo. Ma getterà uno sguardo anche su Giove. "Potremo studiare il sottile disco di anelli che lo circonda, la sua atmosfera e così anche l'atmosfera delle lune galileiane e le lune minori" osserva Cecilia Tubiana di Inaf, operations manager di Janus.

Sempre in Leonardo ha preso forma la camera iperspettrale Majis, per analizzare la composizione chimica attraverso l'analisi dello spettro di emissione della luce che arriva dai ghiacci e dalle rocce di questi corpi celesti. In grado di restituire, con un unico scatto, più di mille immagini: "Majis acquisisce 1016 colori diversi, che ci permettono di analizzare la firma chimica della superficie dei satelliti che è come la loro pelle - sottolinea Giuseppe Piccioni di Inaf, co-principal investigator dello strumento - può far traspirare quello che c'è sotto. Cerchiamo molecole che possono essere importanti, sali o sostanze organiche, indicative dell'abitabilità di questi mondi". Su Europa, in particolare, sono stati osservati getti di acqua espulsi fino a oltre 100 chilometri di altezza. Juice proverà ad analizzarli con Majis: "Bisognerà trovarsi nel posto giusto al momento giusto - puntualizza Piccioni - ma potremo farlo. L'ideale sarà trovare molecole complesse, organiche, come gli amminoacidi, un forte indicatore di un ambiente in cui può nascere la vita".

Ma quegli sbuffi espulsi dall'abisso, Juice proverà anche ad 'annusarli'. Tra gli strumenti a sua disposizione ci sono infatti anche dispositivi per catturare e analizzare in situ la materia. Il plasma, in particolare, nuclei di atomi ed elettroni che rendono l'ambiente gioviano piuttosto ostico anche per un robot. Ma in quella pioggia radioattiva, potendo attraversare i geyser planetari di Europa, la sonda avrà, si spera, l'occasione per assaggiare quell'acqua aliena.

Indagare nel profondo

Per sapere bene cosa si nasconde là sotto, però, serve un'ecografia. Un radar, Rime, realizzato da Thales Alenia space, arriverà a indagare fino a nove chilometri di profondità, come un doppler ascoltando l'eco di rimbalzo, sperando di trovare l'acqua: "Con il radar saremo in grado di riconoscere se ci sono effettivamente oceani sotterranei, l'acqua ha un suo segnale particolare - spiega Lorenzo Bruzzone, dell'Università di Trento, principal investigator di Rime - e ci restituirà l'immagine che rappresenta il profilo sottosuperficiale, e ci permetterà di capire molte cose di quello che avviene sotto la superficie. Quello gioviano è un Sistema solare in scala, capire Europa, Ganimede e Callisto significa capire meglio cos'è accaduto al Sistema solare".

Per scendere ancora di più, fino al nucleo dei tre satelliti, si misurano invece le anomalie gravitazionali. L'Italia, che in questo settore ha pochi rivali al mondo, ha fornito 3GM sempre di Thales, uno strumento radio che monta un transponder. Il segnale arriva fino alla Terra, a oltre mezzo miliardo di chilometri: "La gravità è l'unica forza che non può essere bloccata da nulla - esordisce Luciano Iess, della Sapienza, principal investigator di 3GM - Un segnale che viene dall'anomalia gravitazionale e indica una concentrazione di massa, che perturba leggermente il moto della sonda. Se noi da terra stabiliamo un contatto radio con l'antenna di Juice, riusciamo a misurare la distanza con una precisione straordinaria, 2-4 cm, e la velocità di 7 millesimi di millimetro al secondo. Così riusciamo a vedere con grande precisione e finezza la distribuzione interna delle masse".

Il lungo viaggio

Ganimede è il principale obiettivo di Juice (una missione di classe L, il cui costo è di circa 1,6 miliardi, secondo l'Esa), che però, prima di arrivarci, nella seconda parte della sua missione, dovrà affrontare un lunghissimo viaggio. La fase di crociera durerà otto anni circa. Per ricevere l'energia necessaria a raggiungere Giove, nel 'quartiere' esterno del Sistema solare, dovrà effettuare tre flyby: due passaggi ravvicinati sulla Terra e uno su Venere. Questi assist gravitazionali e le correzioni di orbita le permetteranno di puntare il suo obiettivo, che raggiungerà nel 2031: "Juice brucerà una tonnellata di propellente per la manovra critica che le permetterà di entrare in orbita attorno a Giove - chiarisce Giulio Pinzan, space operator di Juice, che guida la sonda dal centro Esoc dell'Esa a Darmstadt - la parte operativa, dal 2031 al 2034, l'abbiamo chiamata 'tour delle lune', Juice si muoverà tra Europa, Ganimede e Callisto con 35 assist gravitazionali per stringere l'orbita attorno a Giove e prepararci per la seconda fase, quando faremo 'cadere' Juice in orbita attorno a Ganimede. Sarà il primo satellite artificiale a entrare in orbita attorno a una luna di un altro pianeta del Sistema solare".

Il capitolo finale racconterà di un mondo curioso. Ganimede è il satellite gioviano più grande, ha dimensioni maggiori di Plutone e del pianeta Mercurio. Fatto ancora più peculiare: è l'unica luna a possedere un proprio campo magnetico. Per questo sarà analizzato così accuratamente: "Ne misureremo lo spessore della crosta, lo strato liquido, la densità e la salinità dell'acqua - conclude Iess - indagheremo la sua struttura interna più profonda dove c'è il ghiaccio ad alta pressione. Juice possiede anche un magnetometro, e un laser altimetrico per caratterizzare la superficie. Vogliamo fare una tomografia di Ganimede, quando entreremo in orbita, per creare un paradigma di confronto con altri satelliti ghiacciati del Sistema solare".

Galileo tra le sue lune

Juice monta una placca con incise tre pagine del Sidereus Nuncius, il trattato pubblicato nel 1610 in cui descrive le sue osservazioni: "Subito dopo averli scoperti, Galileo inventò un micrometro per determinare le distanze rispetto al corpo principale e interpretare matematicamente questa danza - racconta Giangiacomo Gandolfi, dell'Inaf, curatore della biblioteca e archivio storico all'Osservatorio di Roma ha costruito il giovilabio per riprodurre le posizioni dei satelliti, sua è stata l'idea di usare la loro posizione come un orologio per determinare la longitudine durante la navigazione. E aveva inventato una specie di elmo da indossare, dotato di telescopio per osservarli. Un fisico, ingegnere, sognatore visionario. Lo scrittore di fantascienza Kim Stanley Robinson, nel 2009, immaginò Galileo in viaggio tra le lune ghiacciate che aveva scoperto". E con questo omaggio, a bordo di Juno, attorno a quella stella mancata c'è anche Galileo, in viaggio tra le sue lune.