Lo scorso 28 settembre la missione Juice dell’Esa ha superato un’altra importante tappa nel suo viaggio verso Giove: la sua penultima manovra di fionda gravitazionale, realizzata attraverso un flyby della Terra. Sorvolo che non è stato solo un passaggio essenziale sulla rotta della sonda verso Giove, ma anche un’opportunità per mettere alla prova le osservazioni e le operazioni che caratterizzeranno l’esplorazione del sistema gioviano da parte di Juice.

Fin dal suo lancio, avvenuto il 14 aprile 2023, Juice si sta dirigendo verso Giove e le sue lune ghiacciate, dove arriverà nel 2031. Arrivarci è però tutt’altro che semplice. «Per andare direttamente su Giove, occorre raggiungere una certa velocità», spiega Arnaud Boutonnet, mission analyst di Juice per l’Esa. «Ecco perché sono necessarie le manovre di assist gravitazionale».

Queste manovre sfruttano la gravità di un pianeta per alterare la rotta e la velocità di un veicolo spaziale. Con la sua recente fionda gravitazionale offerta dalla Terra, Juice ha ora completato tre dei quattro flyby previsti. Dopo il sorvolo di Venere, Juice aveva una velocità sufficiente rispetto alla Terra, ma non procedeva ancora nella direzione giusta. Quest’ultimo flyby ha modificato la direzione della traiettoria della sonda di circa 20 gradi, orientandola verso Giove, in vista di un’ultima correzione che avverrà nel 2029, durante il suo ultimo sorvolo del nostro pianeta.

Ma la manovra dello scorso settembre non ha riguardato solo la navigazione. Ha anche offerto ai team della missione una preziosa opportunità per simulare le sfide operative e scientifiche che attendono Juice su Giove.

Prova generale nelle tenebre

Lo scorso 12 agosto, molti hanno assistito alla spettacolare eclissi solare totale che ha attraversato la Groenlandia, l’Islanda, la Spagna e parti del Portogallo. Per gli osservatori sulla Terra, la fase di totalità è durata poco più di due minuti. Anche le sonde spaziali affrontano le eclissi. Durante la sua manovra gravitazionale lunare-terrestre nel 2024, Juice ha sperimentato un’eclissi della durata di 32 minuti. Il suo recente flyby terrestre, tuttavia, ha battuto un nuovo record per la missione. Prima del massimo avvicinamento, infatti, Juice è scivolata nell’ombra della Terra, trascorrendo tre ore in completa oscurità (ombra totale o umbra) e sei ore in ombra parziale. Fatto ancora più importante, l’eclissi ha replicato in modo molto simile le condizioni che Juice incontrerà su Giove, offrendo al Flight Control Team una rara opportunità per testare le future strategie operative anni prima dell’arrivo.

«I flyby sono diventati abbastanza di routine per la missione, ma richiedono comunque un’enorme quantità di preparazione. Per questo ci siamo preparati per più di un anno», ricorda Angela Dietz, spacecraft operations manager di Juice.

L’eclissi ha trasformato questa preparazione in una prova generale per Giove.

Tre ore senza Sole: batterie alla prova del buio

Juice è alimentata da due grandi pannelli solari, che insieme formano una superficie di 85 metri quadrati. Si tratta di un’area pari a circa la metà di quella di un campo da pallavolo. Questi pannelli saranno essenziali su Giove, dove la luce solare ha un’intensità pari a solo il tre per cento di quella terrestre, e le eclissi possono durare fino a cinque ore.

«Questa è stata la nostra prima opportunità per testare in volo condizioni di eclissi prolungata», spiega Dietz.

Con mesi di anticipo, il Flight Control Team dell’Esoc (European Space Operations Centre) ha simulato scenari di eclissi e procedure di emergenza, mentre i team delle operazioni scientifiche dell’Esac (European Space and Astronomy Centre) hanno preparato gli strumenti per le attività di osservazione e calibrazione. La sera del 27 settembre, mentre Juice entrava nella penombra ,alle 21:30 ora italiana, gli operatori di volo dell’Esoc, man mano che la telemetria giungeva a terra attraverso l’antenna per lo spazio profondo di Cebreros Estrack dell’Esa, monitoravano il calo di potenza dei pannelli solari e il conseguente aumento dell’utilizzo delle batterie. Nel corso dell’eclissi, la carica delle batterie è scesa fino al 54 per cento. I pannelli solari hanno ripreso a generare energia alle 04:14 ora italiana. Con il limite operativo fissato al 35 per cento e il veicolo spaziale che si è comportato in modo nominale, il risultato ha superato le aspettative.

«I dati sull’energia che abbiamo ottenuto da questo flyby sono molto importanti, perché verranno utilizzati per le future simulazioni delle eclissi gioviane», spiega Paula Betriu, science operations engineer di Juice che lavora a Esac per Starion.

Ma l’eclissi è servita a molto di più che a verificare come mantenere in vita la sonda.

Scienza oltre la sopravvivenza

Su Giove, Juice dovrà continuare a fare scienza anche durante i lunghi periodi di oscurità.

«Inizialmente pensavamo che non avremmo avuto abbastanza energia per la strumentazione scientifica di bordo. Ma dopo aver approfondito la questione, ci siamo resi conto che potevamo mantenere attivi diversi strumenti e sfruttare appieno l’opportunità», dice Dietz.

I dieci strumenti scientifici hanno tutti contribuito alla campagna del flyby, seppur non tutti in funzione contemporaneamente durante l’eclissi.

«È stata una campagna impegnativa», dice Pilar Esquej, science operations engineer di Juice che lavora a Esac per Starion. «L’eclissi ha imposto vincoli rigorosi, quindi abbiamo dovuto stabilire le priorità delle osservazioni con estrema attenzione e trovare dei compromessi».

La Terra ripresa dalla fotocamera a guida italiana Janus

Durante la fase di assist gravitazionale, dal 27 settembre al 2 ottobre, la fotocamera scientifica ad alta risoluzione a bordo di Juice Janus, realizzata con il finanziamento dell’Agenzia spaziale italiana (Asi), ha acquisito 740 immagini, utilizzando i diversi filtri dello strumento e a varie risoluzioni spaziali. Durante il sorvolo della Terra, dal limbo notturno a quello diurno, Janus ne ha osservato con continuità la superficie. In particolare, è stata ottenuta una lunga sequenza diurna attraverso l’Oceano Indiano occidentale, il Madagascar e l’Africa centrale, osservati con molteplici filtri. Prima e dopo l’arco di massima vicinanza, la sonda è stata puntata verso la Luna, consentendo a Janus di ottenere immagini del nostro satellite in fase quasi piena. Il 2 ottobre, prima di concludere la sequenza operativa, Janus ha osservato la Terra un’ultima volta.

«Uno dei possibili casi di studio», spiegano il principal investigator dello strumento, Pasquale Palumbo, e i membri del team scientifico Alice Lucchetti, Luca Penasa e Cecilia Tubiana, tutti dell’Inaf, «riguarda la vegetazione. I filtri Janus nel visibile e nel vicino infrarosso consentono, infatti, di misurare il forte contrasto esistente tra l’assorbimento della clorofilla nel rosso e l’elevata riflettanza della vegetazione nel vicino infrarosso. L’analisi dei dati permetterà di produrre, in via sperimentale, mappe di indici di vegetazione e confrontare regioni molto diverse tra loro, come Mauritius, Madagascar e diverse aree dell’Africa orientale e meridionale».

«Sarà possibile poi confrontare questi prodotti», continuano i quattro ricercatori dell’Inaf, «con osservazioni iperspettrali della Terra ottenute da missioni dedicate all’osservazione terrestre. In particolare, dati Prisma potranno essere utilizzati come riferimento per verificare quanto le informazioni contenute nei più larghi filtri Janus riescano a riprodurre la risposta spettrale osservata da uno spettrometro iperspettrale. Sono inoltre previste osservazioni EnMap di alcune regioni attraversate dalla geometria dell’assist gravitazionale, in particolare in Madagascar e nell’area di confine tra Congo e Zambia. Alcune di queste regioni includono aree minerarie ben caratterizzate e potranno quindi costituire casi di studio per confrontare tecniche di analisi dati applicate ai dati EnMap, alle immagini multispettrali Janus e, dove disponibile, alle osservazioni Majis».

Un’occasione per mettere alla prova il software di guida autonoma

L’eclissi ha anche fornito l’occasione per testare un altro sistema chiave necessario su Giove: il software Eagle (Enhanced Autonomous Guidance through Limb Extraction), un sistema di guida autonoma migliorata basato sul riconoscimento del bordo apparente dei corpi celesti.

Eagle utilizza le due telecamere di navigazione della sonda per migliorare la precisione di puntamento durante i sorvoli ravvicinati delle lune, tracciando il bordo illuminato – il cosiddetto lembo – di un satellite naturale e aiutando così Juice a determinare la sua posizione con maggiore precisione e a mantenere le osservazioni esattamente sul bersaglio.

Per il suo primo esercizio in volo, la geometria Terra-Luna è stata sfruttata per replicare quella di Giove e Io, preparando Eagle ai futuri flyby delle lune galileiane. I risultati saranno analizzati nei prossimi mesi.

Nonostante le difficoltà che ha posto, l’eclissi si è rivelata per alcuni aspetti anche vantaggiosa. Attualmente Juice si trova in un ambiente di crociera “caldo”, in cui le temperature limitano le osservazioni. Avere il Sole temporaneamente bloccato dalla Terra ha consentito alla sonda una maggiore libertà di puntamento, permettendo osservazioni altrimenti impossibili.

Nel loro insieme, queste attività hanno reso il flyby molto di più di una semplice correzione di traiettoria. Hanno dato a Juice un primo assaggio delle sfide che la attendono del sistema gioviano e la possibilità di fare una prova generale con anni di anticipo.

Fonti: press release Esa, press release Dlr

La missione Martian Moons eXploration (Mmx) è pronta a partire a bordo di un razzo H3 dal Tanegashima Space Center, in Giappone, alle 4:41 ora locale del 20 ottobre 2026 (in Italia, le 21:41 del 19 ottobre 2026). Mmx – una missione guidata dalla Japan Aerospace Exploration Agency (Jaxa), in collaborazione con la Nasa, l’agenzia spaziale francese (Cnes), il Centro aerospaziale tedesco (Dlr) e l’Agenzia spaziale europea (Esa) – sarà la prima a raccogliere un campione dalla luna marziana Phobos e a riportarlo sulla Terra.

Marte ha due lune: Phobos (“paura” in lingua greca, con diametro medio di 22,2 km e massa circa un milionesimo di quella della Luna) e Deimos (“terrore” in lingua greca, con diametro medio di 12,4 km e quasi dieci volte più leggero di Phobos). Nonostante il gran numero di missioni inviate verso il Pianeta rosso, le sue lune rimangono ancora pressoché inesplorate e sollevano ancora grandi interrogativi su come si siano formate e sulla loro composizione. Nessun veicolo spaziale ha mai sostato a lungo nelle loro vicinanze, e le conoscenze raccolte finora si basano essenzialmente su ciò che è stato possibile osservare durante alcuni sorvoli.

Non conosciamo, ad esempio, la loro origine. Potrebbero essere asteroidi catturati dall’attrazione gravitazionale di Marte e rimasti in orbita attorno al pianeta, oppure i resti dei detriti scagliati in orbita in seguito a una gigantesca collisione sulla superficie marziana. Per scoprirlo, Mmx sarà il primo veicolo spaziale a orbitare attorno a Phobos, seguendo un’orbita di tipo “quasi-satellite”, e il primo a raccogliere campioni dalla superficie di una luna diversa dalla nostra. Per consentire l’atterraggio, le manovre e la raccolta robotizzata dei campioni (circa 10 grammi, secondo i piani) nella gravità estremamente ridotta di Phobos, sono state sviluppate tecnologie specifiche.

Mmx impiegherà circa un anno per raggiungere Marte. L’ingresso in orbita attorno al Pianeta rosso è previsto per agosto 2027, mentre l’inizio delle operazioni in orbita attorno a Phobos è previsto a partire da settembre dello stesso anno. Dopo aver studiato Phobos (e Deimos) a distanza, all’inizio del 2029 Mmx rilascerà un rover chiamato Idefix, per poi atterrare essa stessa sulla superficie della luna per raccoglierne i campioni. La missione è dotata complessivamente di 11 strumenti scientifici: sette a bordo della sonda principale e quattro sul rover. La sonda principale è inoltre dotata di un monitor per le radiazioni, due fotocamere ad alta risoluzione e due diversi dispositivi per il campionamento: una carotatrice, che consentirà di raccogliere campioni fino a una profondità di due centimetri, e un campionatore pneumatico, che utilizza gas pressurizzato per sollevare il materiale dalla superficie e convogliarlo in un contenitore. Il rover Idefix, del peso di 25 kg, ha due compiti principali: fornire informazioni utili a preparare l’atterraggio della sonda principale per la raccolta dei campioni e analizzare la composizione e la consistenza della superficie di Phobos. La gravità su questa luna è così debole che, sulla sua superficie, Idefix peserà l’equivalente di appena 15 grammi.

Una volta raggiunto Marte, Mmx potrà anche contare sul supporto di una vera veterana del Pianeta rosso: la sonda Mars Express dell’Esa, operativa dal 2003. L’atterraggio della sonda principale su Phobos per la raccolta dei campioni è previsto per il 2030: il materiale raccolto verrà inserito in un modulo di rientro destinato al viaggio verso la Terra. Il modulo raggiungerà il nostro pianeta nel 2031 e rilascerà una capsula contenente almeno dieci grammi di materiale proveniente da Phobos. La capsula ha un diametro di circa 60 centimetri ed è dotata di uno scudo termico che le permetterà di resistere al rientro nell’atmosfera terrestre. Atterrerà in Australia e verrà trasferita subito all’Istituto di scienze spaziali e astronautiche (Isas) della Jaxa, a Sagamihara, vicino a Tokyo. Qui verrà smontata all’interno di un laboratorio specializzato e i campioni saranno estratti, catalogati e messi a disposizione per le indagini scientifiche. A poterli analizzare, ci sono anche gli scienziati europei: L’Esa sta infatti collaborando con Cnes, Dlr e Jaxa per pubblicare bandi che consentano ai ricercatori di candidarsi a studiare il materiale raccolto.

«Portare i campioni nei nostri laboratori più sofisticati sulla Terra moltiplica le possibilità di fare nuove scoperte, perché i nostri strumenti più precisi sono troppo grandi, complessi o sensibili per essere inviati nello spazio», dice Elliot Sefton-Nash, Project Scientist della missione Mmx all’Esa. «Anche dopo la conclusione della missione, le generazioni future di scienziati potranno studiare i campioni di Phobos con strumenti ancora più avanzati: i campioni riportati sulla Terra sono un dono che continua a dare i suoi frutti».

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Illuminano i freddi cieli dei poli con colori che vanno dal rosso, al blu fino al verde. Sono le aurore polari. Queste affascinanti luci si formano quando il vento solare, un flusso di particelle energetiche proveniente dal Sole, interagisce con il campo magnetico della Terra che ci difende come uno scudo invisibile. Ad oggi, ci sono ancora varie domande aperte su come si formino queste tempeste geomagnetiche. Inoltre, anche se il nostro pianeta è protetto dal campo magnetico, il vento solare può comunque influenzarci: espone gli astronauti a livelli più elevati di radiazione durante le missioni, e può danneggiare i satelliti e disturbare i sistemi di navigazione, le telecomunicazioni e i servizi meteorologici.

La missione Smile (Solar wind Magnetosphere Ionosphere Link Explorer) per la prima volta permetterà di osservare simultaneamente l’azione del vento solare e la risposta della Terra. Smile è una missione congiunta tra l’Agenzia spaziale europea (Esa) e la Chinese Academy of Sciences. Lo scorso 23 settembre Smile ha ufficialmente avviato la sua attività scientifica, dopo un intenso periodo di in-space commissioning, iniziato quando il satellite è stato lanciato il 19 maggio di quest’anno e ha raggiunto la sua orbita operativa per le attività scientifiche il 20 giugno.

Nella fase di commissioning, una parte importante è stata il collaudo dei quattro strumenti scientifici del satellite: la camera per raggi X a bassa energia (Soft X-ray Imager – Sxi), la camera per le aurore nell’ultravioletto (Uvi), il magnetometro e l’analizzatore di ioni leggeri. Ognuno di questi raccoglierà informazioni utili e diverse per comprendere meglio le tempeste solari, le tempeste geomagnetiche e la meteorologia spaziale.

Il video qui sotto mostra il primo filmato rilasciato da Uvi, la prima camera dal 2008 a catturare l’intero anello dell’aurora boreale intorno al Polo Nord nella luce ultravioletta. Uvi può osservare le aurore per quarantacinque ore consecutive, un vero record. Le immagini sono state riprese il 24 luglio 2026, appena due settimane dopo l’attivazione dello strumento. Mostrano l’attività nell’anello di aurora dovuta a una perturbazione del campo magnetico terrestre causata dalle particelle del vento solare.

Anche la camera a raggi X (Sxi) è stata attivata con successo. Una delle prime immagini di test, che vedete riportata qui sotto, è stata presa per verificare il corretto funzionamento dello strumento. L’immagine mostra i resti dell’esplosione di una stella lontana. Smile è il primo telescopio spaziale in grado di osservare il campo magnetico terrestre nei raggi X. Rileverà questo tipo di radiazioni emesse ai confini della magnetosfera quando questa viene colpita dalle particelle del vento solare. Sebbene questa telecamera lavori correttamente, attualmente rileva un eccesso di luce diffusa quando è puntata verso la Terra. Per ridurre questo fastidio, gli esperti stanno studiando correzioni specifiche e aggiornamenti software da implementare a bordo. Tuttavia, poiché Smile si sta orientando sempre più lontano dalla Terra e il Polo Nord emette meno luce mentre ci avviciniamo all’inverno boreale, la luce diffusa sta diminuendo naturalmente. Dovrebbe raggiungere un minimo a metà ottobre. A quel punto Sxi catturerà la sua prima immagine nitida della magnetopausa, la zona dove il vento solare incontra il campo magnetico terrestre.

L’Esa ha realizzato un film documentario, dal titolo Let’s Smile, che descrive lo sviluppo della missione tra giugno 2024 e maggio 2026. Il video mostra le parti del satellite nelle varie fasi di lavoro: il loro arrivo al centro tecnico dell’Esa nei Paesi Bassi, l’assemblaggio, i test e infine l’invio allo spazioporto europeo in Guyana francese per il lancio. Smile segna inoltre la prima volta in cui l’Esa e la Chinese Academy of Sciences hanno selezionato, costruito e gestito insieme una missione.

«La missione Smile è una testimonianza della fiducia costruita tra i nostri team, della loro dedizione all’eccellenza e della loro determinazione a trovare soluzioni a ogni sfida», dice la professoressa Carole Mundell, Director of Science all’Esa. «Smile ora ha ottenuto il via libera per iniziare le attività scientifiche. Si tratta di un traguardo molto importante – un vero piacere da annunciare – e sono sicura che la nostra eccellente collaborazione fornirà dati rivoluzionari agli scienziati di tutto il mondo».

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