Astronomia sociale con JunoCam

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A bordo della sonda Juno c’è una fotocamera che fotograferà Giove in base ai gusti del pubblico

Il 5 agosto 2011 un razzo Atlas V ha messo in orbita Juno, una sonda della NASA destinata a studiare in gran dettaglio Giove, con particolare riguardo alla composizione del pianeta e ai suoi campi gravitazionale e magnetico. Juno sarà inoltre la prima sonda a fotografare le regioni polari del gigante gassoso, producendo mappe ad alta risoluzione di queste zone ancora inesplorate.

Se tutto andrà secondo i piani, Juno, nome inglese della dea Giunone, si congiungerà al «marito» Giove il 4 luglio 2016, dopo poco meno di cinque anni di viaggio. Come spesso accade, però, la traversata spaziale della sonda non è un viaggio diretto verso la sua destinazione, ma un percorso a tappe, scandito dal fly-by con la Terra avvenuto il 9 ottobre 2013, dal quale Juno ha ricevuto la spinta gravitazionale necessaria per raggiungere Giove più rapidamente di quanto sarebbe stato altrimenti possibile, se avesse dovuto contare solo sulla spinta impressale alla partenza dal razzo che l’ha portata in orbita.

Di questo fly-by con la Terra, che ha portato il velivolo fino ad appena 559 km di distanza dalla superficie terrestre, esistono diverse immagini, scattate da uno degli strumenti di bordo della sonda, la fotocamera JunoCam. Si è trattato di un’utile prova sul campo per verificare quello che ci si potrà attendere dallo strumento, una volta che si troverà di fronte al suo vero obiettivo: Giove, con la sua ricchissima varietà di caratteristiche atmosferiche.

Da JunoCam, infatti, ci si aspetta molto. L’aspetto divertente e innovativo della missione è che un pubblico di semplici appassionati, studenti e cittadini-scienziati potrà scegliere di volta in volta cosa la fotocamera dovrà riprendere dell’atmosfera di Giove. È stata già creata un’apposita sezione su un sito web dedicato, attraverso la quale chiunque può caricare le proprie immagini amatoriali del pianeta gigante, indicando quali caratteristiche vorrebbe che JunoCam fotografasse. Gli utenti del sito potranno poi votare le loro preferenze, sicché la fotocamera sarà guidata nel suo lavoro da una sorta di «democrazia spaziale».

JunoCam monta un sensore KODAK KAI-2020 ed è in grado di produrre immagini di 1600 x 1200 pixel. La risoluzione raggiungibile dipende ovviamente dalla distanza da Giove alla quale si troverà Juno nel momento dello scatto, mentre percorrerà la sua orbita di 11 giorni intorno al gigante gassoso. Al perigiovio, il punto di massimo avvicinamento, che sarà di circa 4.300 km dalla sommità delle nuvole gioviane, la risoluzione potrà arrivare fino a 15 km per pixel. All’apogiovio, invece, cioè il punto di massima distanza, che sarà di 2,7 milioni di km, l’intero pianeta occuperà solo 75 pixel su ogni immagine.

La fotocamera è in grado di lavorare in quattro diverse frequenze dello spettro elettromagnetico:

• blu (420-520 nm);
• verde (500-600 nm);
• rosso/vicino infrarosso (600-800 nm);
• banda di assorbimento del metano (intorno a 890 nm).

Il campo visuale della fotocamera è di 18 x 3,4 gradi. I singoli scatti, che hanno tempi di esposizione tipici di 1/80 di secondo per le tre bande del visibile e di 1/2 secondo per la banda del metano, devono successivamente essere integrati in una sorta di mosaico, in modo da compensare la rotazione della sonda. JunoCam è infatti una camera fissa, che compie insieme a Juno 2 rotazioni per minuto. Dunque non può essere puntata con continuità su un obiettivo, sicché i tempi di esposizione devono essere necessariamente brevi, per evitare che il cambiamento continuo di punto di vista dovuto alla rotazione «impasti» le immagini.

Una grossa incognita che grava sul successo di questo progetto fotografico è la capacità dell’elettronica della fotocamera di resistere all’ambiente pericolosamente ricco di radiazioni che incontrerà in prossimità di Giove. JunoCam dispone di un software in grado di ridurre i possibili danni alle immagini causati dalle radiazioni, ma la resistenza di tutto il sistema a questo tipo di bombardamento non è prevedibile in partenza. Il progetto ufficiale prevede che l’acquisizione di immagini prosegua almeno per le otto orbite iniziali intorno a Giove. Tutto quello che verrà dopo, sarà guadagnato.

Purtroppo, a causa delle specifiche costruttive limitate a immagini in campo largo, JunoCam non sarà in grado di produrre viste dettagliate delle lune gioviane. Io, per esempio, il più interno dei quattro satelliti maggiori, non sarà più grande di 16 pixel, se fotografato da una distanza di 345.000 km: una risoluzione pari a 232 km per pixel. Questa limitazione dipende anche dal programma della missione, che prevede di studiare Giove percorrendo una serie di orbite circumpolari. I possibili obiettivi fotografici di JunoCam restano dunque i poli di Giove e le più interessanti strutture atmosferiche osservabili durante i passaggi al perigiovio.

Michele Diodati scrive sul blog astronomico Media Meraviglia.