Indagine sulle possibilità di occultazione operate dal toro di Io sulle missioni Juno ed Europa Clipper

Questo elaborato si propone di valutare le opportunità di occultazione operate dal toro di plasma di Io sulle comunicazioni tra le sonde Juno ed Europa Clipper, in orbita attorno a Giove, con la Terra. Lo scopo ultimo della tesi è studiare la science phase di due missioni interplanetarie e ottenere dati quantitativi sulla presenza di un frequency shift nelle portanti dei segnali trasmessi dalle sonde, ottenerne un andamento nel tempo e localizzare le finestre temporali di missione in cui questo non sia nullo. Di tutte le reali possibili cause di un’alterazione frequenziale la sola di interesse è il plasma contenuto nel toro di Io, dunque il problema è stato affrontato trascurando fenomeni di multipath, interferenze prodotte dalla ionosfera di Giove o della Terra, o ancora il rumore di trasmettitore e ricevitore. Con l’ausilio del software MATLAB e del suo toolkit MICE si è ricreato il modello matematico del toro di Io proposto da Phipps, assialsimmetrico e tempo invariante, ottenuta un’evoluzione temporale della posizione di sonde e Terra nel tempo e integrata la densità elettronica locale dovuta al plasma lungo le diverse congiungenti, immaginate per semplicità coincidenti con le traiettorie del segnale elettromagnetico. Dal contenuto totale di elettroni tra sonda e Terra in un dato istante si è ottenuto il path delay, e poi il frequency shift, per poi passare all’istante successivo e ripetere il calcolo per un intervallo di tempo ampio a piacere. Il movimento del segnale elettromagnetico si è considerato infinitamente veloce (non si sono usati parametri correttivi relativi al light time), e si è usata una configurazione One-Way del link sonda-Terra.