Il sistema costituito dal pianeta Giove e dai suoi principali satelliti, i cosiddetti “satelliti Galileiani”, viene sovente indicato come un “sistema solare in miniatura”. La precedente esplorazione spaziale del sistema di Giove condotta dalle sonde NASA Voyager e Galileo ha portato a scoprire che sotto la superficie visibile di tre di queste quattro lune, i satelliti Galileiani “ghiacciati” Europa, Ganimede e Callisto, si nascondono importanti oceani di acqua mantenuta allo stato liquido su tempi geologici. La combinazione di quest’acqua con elementi chimici biogenici, essenziali per lo svilupparsi di forme elementari di vita, ha poi portato a comprendere la necessità di tornare al sistema di Giove per investigare l’emergere di ambienti “abitabili” (ossia in grado di sostenere forme di vita elementari) in alcune di queste lune.

Nel contesto del programma “Cosmic Vision”, bandito dall’Agenzia Spaziale Europea (ESA) nel 2007, la missione JUICE (JUpiter ICy moons Explorer) è stata selezionata il 2 maggio 2012 come prima missione di classe “large” lanciata il 14 aprile 2023, con un arrivo a Giove previsto a luglio 2031. In particolare, JUICE è la prima missione a piena guida europea ad esplorare Giove ed i suoi satelliti maggiori, entrando per giunta in orbita attorno alla maggiore di queste lune, Ganimede.

Giove e le lune Galileiane (da sopra a sotto: Callisto, Ganimede, Europa, Io) Crediti: Kevin M. Gill

Ganimede rappresenta l’obiettivo primario di JUICE poiché fornisce un laboratorio naturale per l’analisi della natura, evoluzione e potenziale abitabilità dei mondi ghiacciati in generale, ma anche perché è un oggetto di taglia planetaria che presenta peculiarità uniche nell’intero Sistema Solare finora esplorato. Per Europa, che sarà oggetto di due incontri ravvicinati da parte di JUICE, l’attenzione sarà rivolta essenzialmente alla chimica della superficie nei luoghi geologicamente più giovani e all’identificazione di potenziali siti idonei all’atterraggio di futuri elementi di superficie (lander) oggi in fase di studio, nonché alla prima misura diretta della sottosuperficie. Lo studio delle lune ghiacciate di Giove sarà poi complementato da ben 21 incontri con Callisto, meno interessante dal punto di vista del potenziale astrobiologico rispetto a Europa e Ganimede ma molto più indicativo delle condizioni primordiali del sistema. Infine, il satellite Io non sarà oggetto di sorvoli da parte di JUICE ma verrà comunque osservato e monitorato a distanza dai suoi strumenti.

Oltre allo studio delle lune, il pianeta Giove costituisce uno straordinario laboratorio di fluidodinamica, con la sua complessa circolazione atmosferica ed i peculiari processi di formazione delle nubi e di distribuzione dei gas in traccia quali ammoniaca, vapore acqueo e fosfina, importanti per vincolare le condizioni di formazione del pianeta e la sua successiva evoluzione. Completano il quadro l’indagine dell’interazione fra l’atmosfera superiore, la superficie delle lune e la circolazione delle particelle cariche nella magnetosfera, capace di offrire indicazioni uniche sul ruolo di questi processi nel plasmare i processi di evoluzione planetaria, nonché lo studio dei deboli anelli di polvere che circondano il pianeta all’interno dell’orbita di Io.

L'INAF/IAPS ha la leadership di 2 degli 11 strumenti: la camera ad alta risoluzione JANUS e lo spettrometro ad immagine visibile-vicino-infrarosso MAJIS.