Lanciata ad aprile 2023, la sonda JUICE (Jupiter Icy Moons Explorer) dell’ESA raggiungerà la sua destinazione, il sistema di Giove, tra sette anni, nella primavera 2031. Nel giugno 2032 sorvolerà per il primo di 21 sorvoli totali la luna ghiacciata Callisto, che continuerà a studiare fino al 2034. Nel frattempo, sorvolerà e studierà anche le altre lune di Giove.

Precedenti osservazioni della missione Galileo della NASA suggeriscono che Callisto abbia un oceano sotto la superficie, che però è molto antica e sembra non essere stata geologicamente attiva per circa un miliardo di anni. JUICE si occuperà quindi di fornire un quadro più dettagliato e preciso della storia e delle condizioni attuali di questo satellite.

Per mettere alla prova il software di navigazione autonoma della missione, i team di missione all’ESOC in Germania hanno di recente “ingannato” il modello ingegneristico di JUICE rimasto qui a Terra, facendogli credere di essere già in prossimità di Callisto, così da testarne le prestazioni.

#ESAJuice aces Callisto flyby! 🦾

Not so fast, people, it was just a test for now 🦥 https://t.co/TvX7hYLq6Q

— ESA’s Juice mission (@ESA_JUICE) April 11, 2024

Perché era necessario un test?

Quando JUICE arriverà su Callisto, il grande ritardo nella comunicazione tra la Terra e il sistema di Giove impedirà al centro controllo missione di intervenire subito, in caso qualcosa vada storto. E anche se il team conosce in maniera abbastanza precisa la posizione di JUICE nel corso delle diverse operazioni, non può avere la certezza assoluta che la precisione della sua traiettoria sia tale da condurla attraverso il campo gravitazionale di Callisto esattamente nel modo giusto per allinearla perfettamente per il flyby.

Anche una piccola discrepanza potrebbe avere un impatto molto negativo sugli obbiettivi scientifici della missione. Alcuni degli strumenti di JUICE devono essere puntati verso regioni specifiche di Callisto entro una piccola frazione di grado per poter effettuare le misurazioni. Ignacio Tanco, direttore delle operazioni di volo di JUICE, ha spiegato:

Abbiamo bisogno che JUICE sia in grado di reagire con i propri “occhi” e il proprio “cervello”. Quando Callisto apparirà nel campo visivo della sua telecamera di navigazione, deve essere in grado di identificare caratteristiche importanti sulla superficie lunare, ruotare per puntare i suoi strumenti su di esse e poi continuare a ruotare per tenerle in vista, mentre vola oltre.

Un “inganno” ben riuscito

I team dell’ESA hanno eseguito il test sul modello ingegneristico della sonda JUICE. Si tratta di una replica della sonda, rimasta qui a Terra. Contiene la copia esatta dell’hardware, del software, dei sistemi elettrici e degli strumenti inviati sul veicolo spaziale nello spazio profondo.

Lo hanno “ingannato” facendogli credere di essere su Callisto: hanno proiettato una serie di immagini della luna sulla sua replica fedele della telecamera di navigazione della sonda, per vedere come avrebbe risposto. Queste immagini ad alta risoluzione, generate da un modello computerizzato, raffigurano Callisto nell’esatto orientamento e nella fase in cui JUICE la vedrà quando arriverà su Giove tra sette anni.

Il software di navigazione, copia di quello a bordo di JUICE, doveva reagire a queste immagini. Se notava che si stava avvicinando a Callisto con l’angolazione scorretta o che era rivolto leggermente nella direzione sbagliata, doveva tentare di correggere questi errori. Senza l’aiuto del team di missione.

Per fare ciò, il team ha collegato un visore per realtà virtuale immersiva alla fotocamera di JUICE, permettendo al modello ingegneristico della sonda di muoversi in modo indipendente all’interno di questo spazio virtuale.

Il team è riuscito a portare a termine con successo il test al primissimo tentativo. Il software di navigazione di JUICE si è agganciato alle regioni corrette di Callisto e ha mantenuto in sicurezza la traiettoria corretta mentre navigava attraverso il sorvolo simulato.

I prossimi passi

Il sorvolo di Callisto è uno degli scenari più impegnativi che JUICE dovrà affrontare, e uno dei più difficili da impostare e realizzare con il modello ingegneristico.

Il modello è stato trasportato da Airbus in Francia all’ESOC in Germania a febbraio 2024. Con il completamento di successo di questo test finale, ora è completamente configurato. Il passo successivo sarà testare il modello di volo attualmente nello spazio, e l’unico modo per farlo è con i flyby planetari, previsti nel corso della missione JUICE per fornire assistenza gravitazionale alla sonda.

Il più vicino è quello Luna-Terra, previsto per l’agosto 2024. Tuttavia si tratterà di un doppio sorvolo, quindi non verrà sfruttato per testare i software di navigazione autonoma per i futuri sorvoli delle lune ghiacciate. In quell’occasione, JUICE passerà davanti alla Luna e poi alla Terra in meno di 24 ore, per “rubare” energia da entrambi i corpi in rapida successione ed accelerare nel corso della sua crociera. Si tratta di una manovra molto delicata, che non è mai stata tentata prima.