Galileo è stato il primo veicolo spaziale a esaminare Giove e le sue lune per un periodo prolungato.
È stato lanciato dalla baia di carico utile dello space shuttle Atlantis nel 1989, ha ottenuto alcuni aumenti di velocità passando davanti alla Terra due volte e a Venere una volta, poi è arrivato finalmente a Giove nel 1995.
Circondando il pianeta più gigante del sistema solare per otto anni, Galileo ha trasmesso una serie di scoperte alla Terra nonostante abbia incontrato diversi problemi meccanici.
Ha scoperto prove di acqua salata sotto la superficie di tre lune – Europa, Ganimede e Callisto – e si è anche avvicinato alla famigerata “luna pizza” Io mentre i suoi vulcani eruttavano nell’atmosfera.
Quando Galileo era quasi senza carburante, la NASA ha deliberatamente inviato la navicella in un tuffo suicida in Giove il 21 settembre 2003. Il sacrificio, ha detto l’agenzia, era necessario per proteggere Europa – che probabilmente ha un oceano sotterraneo che potrebbe contenere la vita.
L’eredità di Galileo
Studiare Giove dalla Terra è più facile che mai grazie ai miglioramenti nella tecnologia di imaging, rendendo più facile anche per gli astronomi dilettanti guardare il tempo di Giove e gli impatti cometari periodici. Insieme ai dati di Galileo, questo sta aiutando gli astronomi professionisti a raccogliere dati su come i giganti gassosi cambiano sulla scala di pochi anni, o decenni.
Ancora, rimangono misteri più ampi su Giove – anche quando la NASA è tornata sul pianeta nel 2016 con la missione Juno. Alcune missioni sono considerate per le lune ghiacciate di Giove nel 2030, come Europa Clipper della NASA e JUpiter ICy moons Explorer (JUICE) dell’Agenzia Spaziale Europea. Le questioni aperte riguardanti Giove includono l’abbondanza globale di acqua in Giove, come vanno le caratteristiche profonde delle tempeste e da dove viene il campo magnetico di Giove.
Il lavoro di Galileo su Giove ha ottenuto implicazioni ancora più ampie negli anni successivi, perché gli scienziati hanno scoperto migliaia di candidati esopianeti. Lo studio di Giove nel nostro sistema solare ci dà una finestra sulla formazione di questi pianeti fuori dal nostro sistema solare.
Non è chiaro se il sistema solare condivida tutte le stesse caratteristiche di “storia della vita” degli altri sistemi solari. Per esempio, alcuni pianeti extrasolari delle dimensioni di Giove sono molto vicini alla loro stella madre, e come tali sono chiamati “Giove caldo”. È possibile che questi pianeti siano migrati, ma i processi sono poco compresi.
Il caso di Giove
Giove è stato un obiettivo di interesse per la NASA per decenni prima del lancio di Galileo. Quattro veicoli spaziali avevano già volato vicino al pianeta gigante – Pioneer 10 e Pioneer 11, e Voyager 1 e Voyager 2.
Pioneer 10, quando passò vicino al pianeta nel 1973, scoprì che la radiazione di Giove era molto meno di quanto gli scienziati avessero previsto. Questo rese una missione a lungo termine verso Giove più fattibile, dato che la navicella non avrebbe avuto bisogno di essere pesantemente schermata (rendendo più costoso il lancio).
NASA era intrigata dal pensiero di una missione su Giove, ma l’idea passò attraverso anni di discussioni di bilancio e cambiamenti di gestione, così come le macchinazioni del Congresso.
Nel 1977, la NASA era abbastanza avanti nella sua pianificazione da proporre una “sonda orbitante intorno a Giove” nel suo budget, ma l’idea fu scartata da una sottocommissione del Congresso con la supervisione dell’agenzia. Quella decisione fu ribaltata dopo un massiccio sforzo di lobbying da parte della comunità scientifica, e il Congresso approvò il progetto più tardi quell’anno.
Ci sarebbero voluti altri 12 anni per far decollare Galileo. C’erano continue minacce di finanziamento governativo alla missione e persino all’esistenza del Jet Propulsion Laboratory della NASA, dove veniva costruito. Sorsero anche dibattiti sul veicolo di lancio previsto per Galileo. Poi, proprio mentre la sonda si stava preparando per una missione dello space shuttle, il Challenger esplose e uccise sette astronauti nel 1986, mettendo a terra la flotta per due anni.
Nominata in onore dell’astronomo Galileo Galilei, la navicella fu finalmente lanciata il 18 ottobre 1989, dalla stiva dello space shuttle Atlantis. Per risparmiare carburante, la sonda è passata una volta da Venere e due volte dalla Terra per prendere velocità, con l’obiettivo di raggiungere Giove nel 1995.
Risolvere i problemi nello spazio
Gestire missioni di lunga durata può essere una maratona sia per gli esseri umani che per le navicelle. Quando i componenti del veicolo spaziale si rompono, spetta alle persone a terra capire come resuscitarli o farne a meno.
I guasti più importanti di Galileo sono stati un’antenna ad alto guadagno che non si è aperta – minacciando le trasmissioni di dati verso la Terra – e un registratore di dati che si è temporaneamente inceppato durante l’approccio finale a Giove.
L’antenna appiccicosa, a forma di ombrello, rimase stivata sulla navicella per quasi due anni dopo il lancio. La NASA ha determinato che potrebbe essere rischioso liberarla quando Galileo era più vicino al sole durante la sua assistenza gravitazionale da Venere.
L’11 aprile 1991, i controllori hanno inviato un comando per Galileo per spiegare l’antenna. I motori hanno funzionato per otto minuti a livelli di potenza più alti del previsto, il che indicava che poteva esserci un problema. Il veicolo spaziale poi non è riuscito a inviare un segnale alla Terra dicendo che l’antenna si era aperta.
Un’analisi del guasto ha determinato che alcune delle “costole” dell’antenna si erano bloccate. I manager hanno fatto di tutto, dalla rapida rotazione del veicolo spaziale all’esposizione dell’antenna alla luce del sole, senza fortuna.
Per aggirare il problema, hanno trovato il modo di comprimere i dati in modo che Galileo potesse inviare più informazioni alla Terra, il che ha contribuito a salvare la missione paralizzata.
NASA ora si affidava al registratore dati di bordo di Galileo e alle antenne di trasmissione a basso guadagno per riportare informazioni sulla Terra. Questo ha funzionato bene fino a quando il registratore si è inceppato per 15 ore durante il riavvolgimento l’11 ottobre 1995 – proprio quando la sonda si stava finalmente avvicinando a Giove.
Fortunatamente, la NASA ha trovato un work-around ed è stata in grado di riprendere il lavoro poche settimane dopo. Il registratore si comportò male negli anni successivi, però, rendendo necessarie altre riparazioni.
“Tra i risultati memorabili della missione Galileo ci sono stati i ripetuti successi del suo staff nel risolvere gravi problemi tecnici”, ha scritto Michael Meltzer nella pubblicazione della NASA Mission to Jupiter: A History of the Galileo Project.
“In ogni caso, il team ha attaccato problemi potenzialmente in grado di terminare la missione e ha trovato modi ingegnosi per mantenere la navicella operativa e produttiva.
Entro nel sistema di Giove
Uno dei primi obiettivi scientifici di Galileo fu la cometa Shoemaker-Levy 9. La gravità di Giove aveva tirato la cometa verso il pianeta e l’aveva frantumata in più di 20 pezzi. Quando i frammenti colpirono Giove nel luglio 1994, la comunità astronomica rimase a guardare con ansia. Galileo era in viaggio verso Giove in quel periodo e scattò alcune foto dei colpi.
La navicella ha incontrato “tempeste di polvere interplanetaria” sulla sua strada verso Giove, probabilmente da particelle provenienti dall’interno del sistema gioviano. Ad un certo punto, Galileo stava tracciando 20.000 particelle di polvere al giorno, rispetto ad una tipica particella ogni tre giorni.
Galileo stava ancora volando verso Giove quando nel luglio 1995, ha rilasciato una sonda per colpire l’atmosfera del pianeta in dicembre. Quando la sonda finì la sua discesa, la NASA fu sorpresa dalle sue misurazioni di elio – la metà di quello che si aspettavano – e dall’aridità della regione in cui la sonda volava.
“Queste prime scoperte stanno incoraggiando gli scienziati a ripensare le loro teorie sulla formazione di Giove e sulla natura dei processi di evoluzione planetaria”, scrisse la NASA in un comunicato stampa del gennaio 1996.
Scienza planetaria, lunare e degli asteroidi
Galileo stesso ha raggiunto Giove il 7 dicembre 1995, iniziando i suoi anni di giro intorno al pianeta e alle sue lune.
Nei primi giorni, Galileo ha osservato da vicino i deboli anelli di Giove per scoprire come si sono formati. I dati della sonda hanno determinato che i meteoroidi, schiantandosi su piccole lune intorno a Giove, mandavano la polvere intorno al pianeta. Nel corso del tempo, la polvere si è coagulata in anelli.
Mentre Galileo è stata spesso chiamata una missione su Giove, la sonda ha anche fatto ampie osservazioni delle più grandi lune del pianeta.
Ha trovato prove di un oceano liquido sotto la superficie di Europa, scatenando domande su quale tipo di vita potrebbe trovarsi sotto. Osservando i vulcani di Io, i dati di Galileo hanno mostrato che l’attività vulcanica della luna potrebbe essere fino a 100 volte superiore a quella vista sulla Terra. E su Ganimede, Galileo ha trovato il primo campo magnetico intorno a una luna. Fotografando l’asteroide Ida, scoprì che c’era un oggetto più piccolo che gli orbitava intorno. Più tardi chiamato Dactyl, questo fu il primo satellite confermato di un asteroide.
Nel 2003, la vecchia navicella spaziale – in lotta con problemi di radiazioni e altri problemi meccanici – era a corto di carburante. La NASA scelse di inviare Galileo direttamente su Giove piuttosto che lasciarlo in orbita, nel caso in cui la navicella si fosse accidentalmente schiantata su Europa e avesse interrotto la possibile vita lì.
Galileo si è rotto nell’atmosfera di Giove il 21 settembre 2003.
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