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Giove è molto inospitale

Tempesta Giove - Sputnik Italia, 1920, 22.02.2021
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Alla persona comune il pianeta Giove può essere visto di notte a occhio nudo.

Ma ad oggi diversi misteri riguardo questo gigante rosso e i suoi variegati satelliti non sono ancora stati svelati dalla scienza. Per capirne di più Sputnik ha intervistato Oleg Korablev, vicedirettore dell’Istituto di studi spaziali presso l’Accademia nazionale russa delle Scienze (RAN).

— Giove è il più grande pianeta del Sistema solare. Che cosa sa la scienza di questo pianeta?

— Giove viene studiato dall’uomo sin dall’antichità e in maniera estesa. Si tratta di un pianeta gassoso composto da idrogeno ed elio, ossia la sostanza originaria che era alla base della nebulosa protoplanetaria e che compone per la maggior parte il Sole.

Mentre i pianeti del gruppo terrestre (ossia Mercurio, Venere, Terra e Marte) si vennero a creare più vicini al Sole e comunque all’interno del “piano nivale” (dove condensavano composti relativamente “refrattari” tra cui minerali e metalli”), i pianeti giganti come Giove e Saturno si formarono oltre tale soglia, in uno spazio dove a condensare erano solo i ghiacci e i composti volatili. Pertanto, la composizione dei pianeti gassosi è più simile a quella del Sole e i loro satelliti contengono ghiaccio.

Giove non presenta una superficie solida. La sua atmosfera, sottoposta a continue compressioni provenienti dalle profondità del pianeta, è perlopiù fluida. Possiamo affermare con un buon grado di certezza che all’interno di Giove si trova un nucleo composto da idrogeno metallico. L’atmosfera gioviana contiene delle impurità che le conferiscono luce. Al suo interno si osservano correnti atmosferiche molto complesse, paragonabili a quelle che osserviamo sulla Terra.

Giove è molto inospitale - Sputnik Italia, 1920, 22.02.2021
Nuvole di Giove
Su Giove, però, non sono presenti in grandi quantità fenomeni di circolazione atmosferica. Proprio per questo il pianeta si presenta a strisce: infatti, ognuna delle correnti va in una diversa direzione e ai confini delle correnti si formano dei vortici simili ai cicloni e agli anticicloni terrestri. Il più famoso di questi fenomeni è la Grande Macchia Rossa che, a differenza dei cicloni della Terra, è presente sul pianeta rosso da centinaia di anni.

Grazie al nucleo metallico Giove presenta un potentissimo campo magnetico. Questo conferisce al pianeta rosso così come alla Terra delle fasce di radiazione piuttosto sviluppate. I viaggi delle sonde spaziali in prossimità di tali fasce sono molto pericolosi per via dell’elevata dose di radiazioni a cui sarebbero esposte.

— Il gigante presenta molti satelliti. Quali di essi risultano più interessanti a fini scientifici?

— Giove, in quanto corpo celeste massiccio, dopo la sua formazione ha attirato a sé molti satelliti di piccole dimensioni. Si ipotizza che dopo la loro formazione i pianeti giganti siano inizialmente migrati verso il Sole e che poi se ne siano allontanati. Durante questo percorso è possibile che diversi piccoli corpi celesti presenti nelle aree interne del Sistema solare siano finiti nella zona di influenza dei giganti.

Molto interessanti a livello scientifici sono i satelliti medicei (Io, Europa, Ganimede e Callisto), ossia i più grandi nel sistema Giove. Sul gigante e i suoi satelliti agiscono forze di marea come quelle esistenti tra Terra e Luna. Giove è 5 volte più lontano dal Sole rispetto alla Terra e l’energia che riceve dal Sole è conseguentemente più debole. Le forze gravitazionali garantiscono l’afflusso di energia ai satelliti.

Tra i medicei Io è il più vicino al gigante. Il satellite presenta una certa attività vulcanica e per questo motivo la sua superficie è così interessante dal punto di vista visivo: infatti, si osservano tracce di diverse sostanze che vengono espulse sulla superficie dai vulcani. Ma la vicinanza a Giove rende impossibile alle sonde spaziali di visitare Io.

Europa è interessante perché occupa una posizione intermedia tra i satelliti minerali e quelli ghiacciati. Si ritiene che questo satelliti presenti un significativo nucleo minerale circondato da un mantello di acqua. Una serie di dati sperimentali conferma l’ipotesi secondo cui al di sotto dello strato ghiacciato si trovi un oceano di acqua salata liquida.

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Questo alimenta chiaramente l’immaginazione. In condizioni similari, infatti, sulla Terra esistono forme di vita: a temperature molto basse e in assenza di luce e ossigeno fioriscono colonie di variegati microorganismi, basta soltanto che il calore interno penetri attraverso il fondale oceanico.

La superficie ghiacciata di Europa è ricoperta da numerose fratture formatesi in periodi diversi. Pertanto, è logico ipotizzare che in alcuni momenti l’acqua allo stato liquido raggiunga la superficie. Con l’aiuto del telescopio Hubble siamo riusciti anche a osservare “fontane” di acqua o, più precisamente, prodotti del suo decadimento.

Queste osservazioni hanno promosso l’avviamento del progetto statunitense Europa Clipper nell’ambito del quale nel 2024 sarà inviata una stazione automatica interplanetaria verso il satellite Europa. Si prevede che la sonda riuscirà ad avvicinarsi diverse volte ad Europa per studiare i fenomeni idrici da più vicino, se avremo fortuna. Potremmo persino sognare di atterrare sulla superficie di Europa e penetrare nell’oceano al di sotto dello strato ghiacciato dove, si spera, si potranno rilevare tracce di attività biologica.

Ganimede e Callisto si trovano ancora più lontano da Giove. La percentuale di minerali è complessivamente minore rispetto a quella degli altri satelliti. L’età dello spesso strato ghiacciato di Ganimede è significativamente più elevata rispetto a quella di Europa. Probabilmente anche sotto lo strato di Ganimede si potrebbe trovare un oceano che varrebbe la pena studiare.

Nello specifico, di questo si occuperà la stazione automatica europea JUICE il cui lancio è previsto per il 2022. Callisto, invece, è totalmente ricoperto da crateri, il che dimostra l’età avanzata della sua superficie.

— È possibile considerare questi satelliti come un rifugio temporaneo per i terrestri?

— Non vorrei speculare su questo tema. Ma che rifugio sarebbe? Il sistema Giove è nel complesso un mondo del tutto inospitale.

— Quali progetti finalizzati allo studio del sistema Giove sono stati condotti? Quali sono attivi al momento?

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— I primi passi furono mossi alla metà degli anni ’80. Poi tra gli anni 2000 e 2010 fu lanciato il progetto congiunto russo-europeo-americano Europa Jupiter System Mission. Nell’ambito del progetto la parte russa si è dedicata alla stazione automatica Laplace finalizzata all’atterraggio su Europa.

Abbiamo lavorato molti anni su questo progetto, ma è emerso che la componentistica elettronica su cui potevamo contare non aveva alcune possibilità di sopravvivere alle radiazioni. Di conseguenza, il nostro lavoro non è proseguito, mentre la parte americana e quella europea si sono divise diventando rispettivamente i progetti Europa Clipper e JUICE.

Potrebbe tentare l’idea di riprendere il progetto oggi, ma, considerate tutte le restrizioni finanziarie del caso, abbiamo deciso di concentrarci su Venere.

— Non si è tentato di installare strumentazione russa su sonde straniere?

— Gli americani fanno tutto da soli. Sulla sonda Europa Clipper vengono installate strumentazioni corazzate che si utilizzano soltanto negli USA. In tal senso non c’è alcun programma di cooperazione.

© AP Photo / NASA, ESA, and A. Simon (GSFC) Il pianeta Giove
Giove è molto inospitale - Sputnik Italia, 1920, 22.02.2021
Il pianeta Giove

Noi non partecipiamo a JUICE. A un certo punto erano stati programmati un paio di programmi congiunti con i Paesi europei. Però, uno di questi se lo sono aggiudicati gli USA, mentre l’altro prevede una complessa struttura di cooperazione multilaterale che ha portato a escludere la Russia per la parte poco significativa di cui si sarebbe occupata. Di fatto avremmo semplicemente dovuto acquistare della componentistica da un produttore straniero.

— La Cina intende inviare due sonde in direzione di Giove verso la fine degli anni 2020. La Russia è stata invitata a collaborare?

— La Cina ha adottato un sistema molto rigido: le prime spedizioni le fanno sempre in autonomia, poi creano una seconda o una terza spedizione con la partecipazione di partner stranieri e comunque alle loro condizioni che spesso le altre agenzie spaziali non riescono a soddisfare.

Gli standard russi di qualità e affidabilità non consentono di concludere un progetto in un anno e mezzo o due anni. È impossibile. Se si seguono tutti i protocolli relativi alla creazione di materiale destinato allo spazio, il costo è elevato, le tempistiche lunghe. Nell’ambito del programma lunare con la Cina ci è capitato una volta di avere uno strumento selezionato e già pronto il quale però non poteva essere approvato perché non aveva superato tutti i test. Dunque non poteva essere mandato nello spazio per ragioni di natura formale.

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Al momento è stata selezionata della strumentazione russa da utilizzare in una missione cinese su un asteroide. In questo caso, i cinesi ci hanno dato la possibilità di prepararci per tempi. Insomma, la Cina è aperta a collaborare, ma non immediatamente.

— Di recente Roscosmos ha dichiarato l‘intenzione di inviare su Giove il traino nucleare Nuklon. Riusciranno gli scienziati a caricarvi degli strumenti scientifici?

— Sono convinto che ci riusciremo. Anzitutto, spero di riuscire a raccogliere e utilizzare i componenti resistenti alle radiazioni che già sono vengono impiegati in altri settori. Poi, nell’ambito del progetto Laplace abbiamo creato strumenti interessanti per la protezione dalle radiazioni: strati di metallo di diverso spessore e massa forniscono una protezione migliore rispetto a un semplice spesso strato di metallo.

— Cosa suscita l’interesse dei nostri scienziati nel sistema Giove?

— A noi interessa tutto. In primo luogo, dovremo concentrarci su Giove. Dopotutto, il lavoro della sonda americana Galileo risale agli anni 1990-2000. Oggi dovremo studiare il pianeta in modo diverso, per questo cerchiamo di perfezionare continuamente i nostri strumenti.

Potremmo lanciare una sonda in grado di operare finché non penetra in profondità nell’atmosfera di Giove. In secondo luogo, ci interessa lo studio di Europa.

Le misurazioni elementari del campo magnetico da effettuare nel sorvolo del satellite ci consentiranno di capire la quantità di acqua salata presente e lo spessore del ghiaccio. Proveremo anche ad atterrare su Europa anche se non potremo rimanere a lungo sulla sua superficie. In realtà, dal punto di vista tecnico, se omettiamo l’impatto della radiazione, l’atterraggio su Europa non è così complesso e anzi risulterebbe più semplice di quello sulla Luna.

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