L'
esplorazione di Io
, terza luna piu grande di
Giove
, e iniziata con la sua scoperta nel 1610 ed e continuata con l'osservazione dalla
Terra
con strumenti sempre piu potenti, fino alla spedizione di sonde per un sorvolo ravvicinato nell'
era spaziale
.
La prima osservazione ufficiale del satellite di Giove e stata fatta da
Galileo Galilei
il 7 gennaio
1610
[1]
con un
telescopio
di soli 20x di ingrandimento. La
risoluzione
era talmente piccola che non era possibile fare ulteriori studi, se non seguirne il moto presso il
pianeta
attorno al quale ruotava.
Per i successivi 200 anni non furono acquisite ulteriori informazioni, se non miglioramenti nella determinazione della durata del
periodo
.
Nel
XIX secolo
,
Laplace
forni una prima stima della massa di Io studiando la
risonanza orbitale
esistente tra i
satelliti medicei
e valutando le perturbazioni indotte dall'uno nel moto degli altri
[2]
. Determino in tal modo un valore per la massa di Io pari a circa un quarto di quello effettivo.
Nel corso degli anni, furono via via fornite stime migliori, utilizzando lo stesso metodo ideato da Laplace; nel
1921
Sampson
[2]
ottenne un valore inferiore solo del 4% rispetto a quello reale.
Una prima misura del diametro fu, invece, eseguita per la prima volta da
Barnard
nel 1897, sfruttando un'
occultazione
stellare e analizzandola con i dati raccolti in 8 anni di studi
[3]
. La stima data da Barnard fu di poco meno di 4000 km, di poco maggiore rispetto ai 3600 misurati al giorno d'oggi.
Altre occultazioni nel
XX secolo
permisero una migliore stima del diametro. Inoltre, l'utilizzo di telescopi sempre piu potenti permise di rilevare la forma leggermente ellittica e il colore giallastro di quello che prima di allora era sempre stato solo un puntino.
Fu agli inizi degli
anni settanta
che le conoscenze fecero un balzo di qualita con l'arrivo nel
sistema di Giove
di
sonde spaziali
per l'osservazione ravvicinata. Sebbene Io non sia mai stata raggiunta da una missione spaziale appositamente sviluppata (anche se ci son state proposte in tal senso), e stata piu volte avvicinata in occasione di passaggi di sonde spaziali sviluppate per lo studio di Giove e del suo sistema, oppure che hanno sfruttato il pianeta per eseguire manovre di
fionda gravitazionale
.
Pioneer 10
della
NASA
fu la prima sonda spaziale ad effettuare un passaggio ravvicinato di Io, a soli 357 000 chilometri il 3 dicembre
1973
. Da Pioneer 10 non arrivo nessuna foto ravvicinata della luna, perche la trasmissione si perse a causa dell'intenso campo radioattivo, ma solo qualcuna presa a grande distanza durante l'osservazione di Giove
[4]
; tuttavia fu possibile eseguire una misura del diametro sfruttando l'interruzione del segnale radio trasmesso dalla sonda verso la Terra occorsa durante l'occultazione del Pioneer 10 da parte di Io. L'esperimento rivelo inoltre la presenza di una
ionosfera
, suggerendo la presenza anche di un'
atmosfera
.
Un anno dopo, una sonda destinata al passaggio ravvicinato di Giove e
Saturno
,
Pioneer 11
, mando la prima foto ravvicinata di Io, che rimase l'unica fino alla fine degli anni settanta
[5]
. La sonda passo il 2 dicembre
1974
a 314 000 chilometri da Io. La misura delle perturbazioni provocate dal passaggio in prossimita del satellite sulle orbite di Pioneer 10 e 11 permise di ottenere una migliore stima della sua massa.
Nel marzo del
1979
arrivo la prima serie di immagini dettagliate della superficie di Io grazie alla sonda
Voyager 1
, equipaggiata con strumenti ben piu sensibili del programma Pioneer. Le immagini fornite agli scienziati permisero di identificare i rilievi sulla superficie, di vedere chiaramente i crateri e perfino di assistere all'eruzione di un vulcano
[6]
. Le nuove foto avevano una risoluzione che raggiunse in alcuni punti un chilometro per pixel.
Nel punto di massima vicinanza, il 5 marzo a poco piu di 20 000 chilometri, le foto avrebbero potuto raggiungere una risoluzione ancora maggiore, ma gli intensi campi di Giove interferirono con alcuni strumenti, in particolare con l'orologio di bordo, limitando il tempo di esposizione delle foto
[7]
.
Io aiuto la sonda a proseguire verso Saturno, l'8 marzo infatti Voyager 1 mando nuovamente immagini di Io al controllo di terra per determinare la posizione della sonda, sfruttando la posizione delle stelle nello sfondo. Queste nuove immagini non furono prive di sorprese: gli scienziati furono in grado infatti di identificare ben nove eruzioni vulcaniche in corso, rivelando un'intensa attivita geologica del satellite.
Le scoperte della seconda sonda del
programma
,
Voyager 2
, non furono tante quanto quella della prima, soprattutto per via della traiettoria della sonda che passo a piu di un milione di chilometri da Io il 9 luglio dello stesso anno. Il confronto delle immagini delle due sonde a distanza di pochi mesi permise di identificare differenze sulla superficie che confermarono l'intensa attivita geologica.
Nel 1992 la sonda
Ulysses
passo nelle vicinanze di Giove per effettuare una manovra di
cambio di piano orbitale
. Nonostante la sonda non fosse programmata per osservazioni di Io, noto un flusso di particelle della dimensione media di 10
μm
a cui gli scienziati non seppero dare spiegazioni. Solo con l'arrivo della sonda Galileo si scopri che quel flusso era originato da Io.
[8]
Nel
1989
venne lanciata la prima sonda destinata allo studio sistematico di Giove, con una permanenza in orbita di diversi anni e non piu un semplice passaggio ravvicinato. La
sonda Galileo
arrivo nell'orbita di Giove a dicembre del
1995
dopo ben 6 anni di viaggio e rimase in orbita fino al
2003
quando precipito nell'atmosfera del pianeta distruggendosi. In 8 anni di osservazione, la sonda effettuo continui passaggi ravvicinati presso le lune di Giove. In particolare effettuo ben 7 passaggi a meno di 1000 km da Io, il piu vicino dei quali il 17 gennaio
2002
a soli 102 chilometri dalla superficie. Molte delle immagini sono andate perse a causa dell'intensa attivita di Giove e a causa di un problema dell'antenna ad alto guadagno della sonda che limito la trasmissione di informazioni. La sonda riusci comunque a mandare una mole di informazioni di gran lunga superiore a tutte quelle che l'avevano preceduta.
[9]
Un'altra sonda di passaggio,
Cassini
, con destinazione Saturno, effettuo un sorvolo ravvicinato di Giove quando la sonda Galileo era ancora attiva. Gli scienziati colsero l'occasione per effettuare un'osservazione congiunta di Io.
L'ultima sonda ad aver effettuato un passaggio ravvicinato di Giove e stata
New Horizons
nel febbraio del
2007
con destinazione
Plutone
. Sebbene la sonda sia passata a piu di due milioni di chilometri da Io, riusci a fornire immagini con risoluzione di 11 chilometri per pixel che permisero la scoperta di nuovi vulcani attivi sulla superficie.
[10]
Un'altra sonda,
Juno
, lanciata nel 2011 con lo scopo di studiare il
campo magnetico
gioviano, e arrivata a destinazione nel
2016
e potrebbe fornire un monitoraggio dell'attivita vulcanica di Io, tramite il suo
spettrometro
nel vicino infrarosso, il
Jupiter InfraRed Auroral Mapper
(JIRAM).
[11]
Durante la sua missione primaria, che dura fino a giugno 2021, l'approccio piu vicino di Juno a Io fino a marzo 2023 si e verificato il 17 febbraio 2020, a una distanza di 195.000 chilometri. In quell'occasione e stata acquisita la
spettrometria
nel
vicino infrarosso
con JIRAM mentre Io era all'ombra di Giove.
[12]
Nel gennaio 2021, la NASA ha ufficialmente esteso la missione Juno fino a settembre 2025. Le variazioni dell'inclinazione orbitale della sonda consentira a Juno di effettuare una serie di incontri ravvicinati con i satelliti galileiani durante la missione estesa. Due sorvoli ravvicinati di Io durante la missione estesa sono previsti il 30 dicembre 2023 e il 3 febbraio 2024, entrambi ad altitudini di 1.500 chilometri.
[13]
Tra luglio 2022 e maggio 2025 sono previsti anche nove incontri aggiuntivi con altitudini comprese tra gli 11.500 e i 90.000 chilometri.
[14]
- ^
Planetary Names
, su
planetarynames.wr.usgs.gov
.
URL consultato il 17 aprile 2023
.
- ^
a
b
Robert T. Pappalardo, William B. McKinnon e K. Khurana,
Europa
, 2009, p. 5.
URL consultato il 3 marzo 2015
.
- ^
Edward E. Barnard,
Observations of the Planet Jupiter and his Satellites during 1890 with the 12-inch Equatoreal of the Lick Observatory
, in
Monthly Notices of the Royal Astronomical Society
, II, n. 9, giugno 1891, p. 543.
- ^
(
EN
)
Jupiter and Io from Pioneer 10
, su
The Planetary Society
.
URL consultato il 17 aprile 2023
.
- ^
Pioneer 10 & 11
, su
solarviews.com
.
URL consultato il 17 aprile 2023
.
- ^
(
EN
)
Voyager - Interstellar Science
, su
voyager.jpl.nasa.gov
.
URL consultato il 17 aprile 2023
.
- ^
David Morrison e Jane Samz,
Voyage to Jupiter
, 1980.
URL consultato il 3 marzo 2015
.
- ^
Zook, H. A.; Grun, E.; Baguhl, M.; Hamilton, D. P.; Linkert, G.; Liou, J.-C.; Forsyth, R.; Phillips, J. L.,
Solar Wind Magnetic Field Bending of Jovian Dust Trajectories
, in
Science
, vol. 274, n. 5292, pp. 1501-1503,
DOI
:
10.1126/science.274.5292.1501
.
URL consultato il 9 marzo 2015
.
- ^
ESA Science & Technology - Jupiter's moon Io as seen by the cameras of the Galileo spacecraft
, su
sci.esa.int
.
URL consultato il 17 aprile 2023
.
- ^
J. R. Spencer
et al.
,
Io Volcanism Seen by New Horizons: A Major Eruption of the Tvashtar Volcano
, in
Science
, vol. 318, n. 5848, pp. 240-243,
DOI
:
10.1126/science.1147621
.
URL consultato il 6 marzo 2015
.
- ^
Marchis, Franck; Davies, A.,
Io Volcanic Activity Since 2003 As Seen By 8-10-m-class Telescopes Equipped With Adaptive Optics (ao)
, American Astronomical Society, ottobre 2012.
URL consultato il 6 marzo 2015
.
- ^
A. Mura
et al.
,
Infrared observations of Io from Juno
, in
Icarus
, Volume 341, n. 113607, 1º maggio 2020.
- ^
NASA’S JUNO MISSION EXPANDS INTO THE FUTURE
, su
missionjuno.swri.edu
, 13 gennaio 2021.
- ^
Scott Bolton,
Juno OPAG REPORT
(
PDF
), su
lpi.usra.edu
, 2020.