Giove : Ritratto di famiglia

La sonda Juno della NASA si sta avvicinando a Giove dopo un lungo viaggio iniziato il 5 agosto 2011 dal mitico Cape Canaveral in Florida.

Solo ora mi accorgo di non aver scritto all’epoca un articolo in cui avrei parlato dell’orbita della sonda e del complesso insieme di manovre che l’avrebbero portata in poco meno di 5 anni dalle parti del pianeta gigante Giove: avevo preparato pure la simulazione 3D del suo viaggio, in base ai dati forniti dal JPL.

Poco male… rimedio subito. Cliccando il link

la sonda Juno in 3D

si aprirà in un’altra pagina l’applet Java che permette di seguire il viaggio della Juno nel Sistema Solare: la data e la situazione mostrata è quella corrente, con il viaggio arrivato fino a questo punto. Per poter seguire viceversa le evoluzioni della Juno dal suo lancio, dobbiamo settare come data quella iniziale (5 agosto 2011) ed impostare uno step di simulazione maggiore di quello impostato (1 day), per velocizzare il tutto, ad esempio proprio lo step successivo, “3 days“.

Siamo così pronti per dare l’avvio alla simulazione premendo il bottone “play” : godiamoci lo spettacolo, magari diminuendo al volo lo zoom per poter seguire anche Giove.

L’inserimento in orbita polare gioviana è previsto per la data dell’ormai prossimo 4 luglio e già da qualche giorno la sonda ha iniziato a comunicare con la Terra ed ha inviato una foto del pianeta gassoso, che è stata subito ribattezzata “un ritratto di famiglia”

cliccando sull’immagine se ne può vedere un’altra a risoluzione maggiore.

In questa immagine si possono notare un paio di particolari insoliti che non possono sfuggire all’occhio attento di un appassionato di Astronomia, che osserva Giove con un binocolo, un cannocchiale oppure un telescopio.

In un famoso Social Network ho recentemente incontrato un post in cui veniva pubblicata questa foto, davvero intrigante, e proprio i commenti mi hanno convinto a parlare di come e dove sia stata realizzata questa foto, per fugare i dubbi espressi.

La prima particolarità della foto che non si può non notare è che Giove presenta una fase, mentre noi siamo ovviamente abituati quasi sempre a vederlo come Giove Pieno: una fase di questa portata (praticamente Giove al Primo Quarto) è ovviamente impossibile da osservare dalla Terra ed è invece possibilissima dal punto di vista di una sonda che si sta avvicinando al pianeta.

Poi c’è la strana disposizione dei quattro satelliti Galileiani: sappiamo che le loro orbite sono di pochissimo inclinate rispetto al piano equatoriale di Giove e che noi le vediamo quasi sempre di taglio, con i satelliti che si posizionano da un lato all’altro del pianeta praticamente lungo una linea retta. Sappiamo che solo in determinate circostanze è possibile vedere i puntini un po’ più discostati ed in particolare quello di Callisto, la cui orbita presenta un’inclinazione maggiore (anche se di appena 2.2°).

Analizzando la foto si vedono invece i quattro satelliti a formare un ampio quadrilatero: sapete che a me piace molto analizzare a fondo questo tipo di immagini, sfruttando in questo caso quel bellissimo (ma ormai anzianotto) programma che è Celestia, per cercare di ricreare la situazione e ottenere una foto simile. Per fare ciò mi sono documentato il più possibile e ho sfruttato al meglio la conoscenza di Celestia maturata negli anni: non è stato molto facile raggiungere l’obiettivo… Mi ci è voluta una decina di minuti!
Innanzitutto bisogna trovare maggiori informazioni sullo scatto della sonda Juno: in questo link troviamo che la foto è stata scattata il 21 giugno da una distanza da Giove pari a 10.9 milioni di km. Non è riportata l’ora dello scatto, ma come vedremo se ne può anche fare a meno! La foto che ho ottenuto con Celestia è questa

direi che è praticamente uguale a quella della sonda! Ma vediamo ora come l’ho ottenuta e così analizzeremo meglio …

La geometria della situazione

Con Celestia è facilissimo centrare sullo schermo un oggetto (ad esempio premendo Enter, “Jupiter” ed ancora Enter) ma facendo così lo si pone al centro ma ad una distanza predefinita: noi viceversa conosciamo la distanza alla quale dobbiamo metterci ed allora possiamo utilizzare il comando “Navigation/Goto Object…” con il quale si apre un piccolo popup in cui inserire proprio il valore desiderato di distanza, oltre al nome dell’oggetto. Voilà!

In alto possiamo verificare che ci troviamo ad una distanza molto grande dal pianeta (espressa in questo caso in UA), ma la geometria è completamente differente, anche perchè dobbiamo ancora settare la data (che invece è quella corrente): dobbiamo perciò navigare nel menu “Time/Set Time…” con il che si aprirà un altro popup in cui inserire la data desiderata (21 giugno 2016) ed un’ora qualsiasi, ad esempio l’1 di notte.

A questo punto ci dobbiamo avvicinare a Giove zoomando, diminuendo il FOV (Field Of View) a circa 10°, premendo i tasti “,” (virgola) e “.” (punto) per zoomare in più o in meno, senza però allontanarci fisicamente dall’oggetto. Conviene infine mettere il tutto in pausa (premendo barra spaziatrice) per evitare di perdersi nel tempo e nello spazio.

Qui viene il bello! Ora bisogna trovare la situazione della sonda Juno, dapprima ritrovando la fase per Giove, orbitando piano piano intorno ad esso col mouse (destro)… Poi bisogna far scorrere il tempo di qualche ora fino a ritrovare l’immagine finale. Non è molto facile e bisogna andare un po’ per tentativi, ma alla fine ci si riesce, con tanta pazienza, ad ulteriore dimostrazione della bontà del programma e dei dati che utilizza.

Dalla mia foto vediamo l’ora dello scatto, circa le 11:55 (ora italiana, DST, comprensiva dell’ora legale), corrispondente alle 9:55 TU: chissà che magari da qualche parte non si trovi proprio l’ora vera dello scatto per confrontarla…

Cosa ci dice Celestia

A partire da questa situazione in cui Giove è in una fase di poco più di 90° ed i suoi satelliti sono praticamente nella stessa configurazione trapezoidale della foto originale, sfruttiamo Celestia per imparare e verificare qualcosa in più.

Premendo il tasto “o” (orbite), accendiamo o spegniamo la visualizzazione delle orbite dei satelliti intorno a Giove e di quest’ultimo intorno al Sole: in verde vediamo così le orbite dei quattro satelliti galileiani (più Amaltea, che nella foto originale non si vede, ma ci dovrebbe essere!) e possiamo subito svelare il mistero del mancato allineamento dei quattro puntini, visto che noi ci troviamo al di sopra del piano orbitale dei satelliti stessi. Osservando la foto possiamo a questo punto capire la situazione geometrica della sonda che si sta avvicinando a Giove non viaggiando sul piano equatoriale ma ben al di sopra di esso, proprio per poter entrare più facilmente in orbita polare.

Spero che con questa analisi non ci siano più dubbi: ringraziamo la sonda Juno e la NASA per l’ottimo lavoro fin qui svolto ed appena iniziato!