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Consorzio di Ricerca su Sistemi di Telesensori Avanzati ISO 9001:2000 n°056 Certified Esplorazione del Sistema Solare.

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Presentazione sul tema: "Consorzio di Ricerca su Sistemi di Telesensori Avanzati ISO 9001:2000 n°056 Certified Esplorazione del Sistema Solare."— Transcript della presentazione:

1 Consorzio di Ricerca su Sistemi di Telesensori Avanzati ISO 9001:2000 n°056 Certified Esplorazione del Sistema Solare

2 Consorzio di Ricerca su Sistemi di Telesensori Avanzati CO.RI.S.T.A. é un consorzio di ricerca senza fini di lucro E formato da una delle maggiori industrie aerospaziali europee, Thales Alenia Space Italia e dalla Seconda Università di Napoli Si occupa della progettazione, lo sviluppo prototipale e l'applicazione di avanzati sensori per il telerilevamento che possono essere imbarcati su piattaforme terrestri, aeree e spaziali Svolge attività di ricerca e sviluppo prototipale nel settore dei sistemi di telerilevamento, comprendendo anche gli aspetti relativi al loro controllo in operazione ed alla elaborazione dei dati da essi generati. Aree di competenza tecnica, nell'ambito del telerilevamento: definizione e simulazione di sensori innovativi da aereo e di prototipi di sottosistemi da satellite sviluppo di algoritmi di elaborazione dati.

3 Consorzio di Ricerca su Sistemi di Telesensori Avanzati Marte e la ricerca dellacqua: MARSIS (Mars Advanced Radar for Subsurface and Ionosphere Sounding SHARAD (SHAllow RADar) Esplorazione del Sistema Solare Per investigare sulla presenza passata e presente dellacqua sulla superficie di Marte, nel suo sottosuolo e nella sua atmosfera, lAgenzia Spaziale Europea e la NASA hanno progettato due missioni spaziali verso Marte: Mars Express Mars Reconnaissance Orbiter

4 Consorzio di Ricerca su Sistemi di Telesensori Avanzati Mars Express ed il radar MARSIS (Mars Advanced Radar for Subsurface and Ionosphere Sounding) Lancio: 02-Giu :45 UT Fine missione: 31 Dic (Prolungamento della missione) Veicolo di lancio: Soyuz-Fregat Massa di lancio: 1223 kg Fase di missione: Operativa Mars Express é la prima missione dell'Agenzia Spaziale Europea verso un altro pianeta del Sistema Solare. Mars Express é equipaggiato con sette strumenti per l'osservazione remota dell'atmosfera, della superficie e del sottosuolo di Marte, tra cui il radar MARSIS MARSIS é un tipo unico di radar a penetrazione a bassa frequenza ( MHz), che può operare come Subsurface Sounder al di sotto degli 800 km di altitudine (dalla superficie di Marte) e come Ionosphere Sounder al di sotto dei 1200 km di altitudine (dalla superficie di Marte). MARSIS, con i suoi 40 m di antenna, ha il compito di sondare il sottosuolo di Marte fino a circa 5 km di profondità. Orbita di Mars Express intorno a Marte per l'osservazione del vulcano ARSIA Il progetto MARSIS, di cui ha la responsabilità l' Agenzia Spaziale Italiana, é stato affidato a Thales Alenia Space in collaborazione con il Jet Propulsion Laboratory della NASA ed ha un Principal Investigator italiano, il Prof. Giovanni Picardi dell' Università La Sapienza di Roma

5 Consorzio di Ricerca su Sistemi di Telesensori Avanzati Le attività di cui il Consorzio é stato responsabile hanno riguardato il Segmento di Terra del radar, uno degli elementi del progetto dedicati al controllo ed al monitoraggio dello strumento, in grado di ricevere ed elaborare a terra i dati scientifici inviati dal radar posizionato sull'orbiter. Programmi CO.RI.S.T.A. MARSIS (Mars Advanced Radar for Subsurface and Ionosphere Sounding) Phase E (2004/2006) : Planning Tool, Commanding Tool, Quick Look Tool, Level 2 Tool, Geographic Visualization Tool implementation Continuazione delle attività di ricerca sul radar MARSIS Fase E (2007) In particolare : Long Term PLANNING Tool - Strumento di Pianificazione a lungo termine, per calcolare la temporizzazzione semestrale delle attività del radar; COMMANDING Tool - Strumento di Codifica in comandi delle attività pianificate; Science Data QUICK LOOK Tool - Strumento operativo per una valutazione veloce delle prestazioni di MARSIS dopo la deformattazione dei dati scientifici; Science Data LEVEL 2 Tool - Strumento che consente la generazione di risultati di base; Geographical Visualization Tool -Strumento aggiunto per soddisfare i requistiti di pianificazione generale della Comunità Scientifica, che permette inoltre correlazioni incrociate tra l'attività di osservazione di MARSIS e quella di altri strumenti, anche appartenenti a missioni diverse.

6 Consorzio di Ricerca su Sistemi di Telesensori Avanzati Missione NASA Mars Reconnaissance Orbiter Radar SHARAD – SHAllow RADar Mentre altre missioni hanno dimostrato l'evidenza della presenza in passato di acqua sulla superficie del pianeta rosso, Mars Reconaissance Orbiter ha il compito di stabilire per quanto tempo vi sia rimasta e se abbia potuto creare un habitat per qualche forma di vita SHARAD è un radar sounder, studiato e voluto dall' Agenzia Spaziale Italiana, per esplorare il sottosuolo e la superficie di Marte. SHARAD è progettato per adempiere ai compiti finalizzati alla strategia della NASA Follow the water (Segui lacqua), infatti ha la potenzialità di rilevarne la presenza nel sottosuolo di Marte fino alla profondità di circa un Km e con una elevata risoluzione. Lancio 12 Agosto 2005 Cape Canaveral Florida Viaggio - Agosto 2005/Marzo viaggio verso Marte Arrivo 10 marzo 2006 Missione in corso

7 Consorzio di Ricerca su Sistemi di Telesensori Avanzati Programmi CO.RI.S.T.A.: Mars Reconnaissance Orbiter Payload SHARAD (2002) Mars Echo Generator System (2002/2005) SHARAD MEGS (2004/2005) SHARAD - Phase E SHARAD Ground Data System (GDS) S/W Tools Design and Development (2005/2007) Attività scientifiche di SHARAD su MRO (2009/2013) Nei primi tre programmi CO.RI.S.T.A. ha preso parte alla definizione ed implementazione dei requisiti di progetto della strumentazione di test di terra, EGSE (Electrical Ground Support Equipment) In particolare, all'implementazione e validazione del MEGS (Mars Echoes Generation System), che permette di simulare gli echi radar ricevuti dalla superficie di Marte. Inoltre, ha collaborato con Thales Alenia Space Italia per la determinazione delle specifiche e prestazioni del sistema radar, nonché all'elaborazione dei dati

8 Consorzio di Ricerca su Sistemi di Telesensori Avanzati SHARAD - Phase E SHARAD Ground Data System (GDS) S/W Tools Design and Development In questo progetto CO.RI.S.T.A. ha avuto la responsabilità dell' implementazione di specifici tool, strumenti operativi del Sistema Dati di Terra, dedicati alla elaborazione dei dati di SHARAD ed alla stima delle sue prestazioni. Nello specifico il Consorzio si occupa dello sviluppo dei seguenti strumenti: Science Data Processing/ Level 1B Tool Science Data Quick Look Tool Science Data Processing/ Level 2 Tool (optional) Il sistema Dati di Terra (Ground Data System) che controlla il radar SHARAD ha tre funzioni principali: di pianificazione e di comando, finalizzata alla definizione dell'operatività dello strumento (Planning Tool e Commanding Tool); di controllo, per verificarne lo stato di perfetta funzionalità dal punto di vista ingegneristico (Monitoring Tool) e dal punto di vista delle prestazioni (Quick Look Tool); di elaborazione dei dati, prima per permetterne una interpretazione uniforme e corretta da parte della comunità scientifica, unificandoli in un formato standard (Deformatting /Level 1A Tool), e poi per elaborare e formattare i dati Level 1A così ottenuti in prodotti successivi (Level 1B/Level 2 Tool).

9 Consorzio di Ricerca su Sistemi di Telesensori Avanzati Attività scientifiche di SHARAD su MRO (2009/2013) CO.RI.S.T.A. ha partecipato alle attività su incarico di INFOCOM, Dipartimento di Scienza e Tecnica dell' Informazione e della Comunicazione dell' Università di Roma "La Sapienza. Il Consorzio ha avuto la responsabilità dello svolgimento delle attività di "Gestione delle Operazioni" e delle "Operazioni di Missione", inoltre ha ricoperto l'incarico di vice Team Leader per quanto riguarda l'attività scientifica. Questa composizione grafica spiega l'uso del radar SHARAD sul Mars Reconnaissance Orbiter della NASA per la mappatura degli strati subsuperficiali del terreno al polo nord del pianeta Marte. (Image credit: NASA/JPL-Caltech/University of Rome/Southwest Research Institute/University of Arizona)

10 Consorzio di Ricerca su Sistemi di Telesensori Avanzati Studio della Luna; utilizzo della Luna come piattaforma di osservazione dell'Universo; utilizzo della Luna come osservazione della Terra Italian Vision for Moon Exploration Saturno e la sua luna Titano: Radar Cassini

11 Consorzio di Ricerca su Sistemi di Telesensori Avanzati La missione Cassini-Huygens ed il suo radar Both the orbiter and the probe are equipped with a great deal of sophisticated instruments, 12 on Cassini and 6 on Huygens probe. They are optical and microwaves instruments able to work from a great distance: cameras, spectrometers, radar and radio. Cassini - Huygens é la prima missione programmata per esplorare gli anelli e le lune di Saturno da una navicella spaziale posizionata nella sua orbita. Nasce da una collaborazione internazionale fra tre agenzie spaziali e dal contributo di diciassette nazioni. Il Jet Propulsion Laboratory della NASA ha costruito e gestito l'orbiter Cassini l' Agenzia Spaziale Europea la sonda Huygens l' Agenzia Spaziale Italiana ha fornito l'antenna ad alto guadagno per le comunicazioni dalla piattaforma spaziale. Lancio: 15 ottobre 1997, da Cape Canaveral Air Force Station, FL. Distanza Terra-Saturno allarrivol: 1.5 bilioni di km (934 million mi) (10 volte la distanza della Terra dal Sole) Viaggio effettuato per raggiungere Saturno: 3.5 bilioni di km (2.2 billion mi) Arrivo nellorbita di Saturno: June 30, 2004 PDT (1 Luglio 2004, UTC) Missione Cassini Solstice Mission fino al 2017 Cassini-Credit ESA

12 Consorzio di Ricerca su Sistemi di Telesensori Avanzati Obiettivi scientifici del radar Cassini: indagare sulla presenza o meno di oceani sulla superficie di Titano, ed, in questo caso, determinarne la distribuzione; analizzare le caratteristiche geologiche e la topografia della superficie solida di Titano; acquisire dati su anelli o satelliti di ghiaccio intorno a Titano. Gli obiettivi scientifici del RADAR di CASSINI riguardano lo studio di una delle 34 lune di Saturno, Titano, la sua luna più grande. Più grande di Mercurio e di Plutone, Titano é di grande interesse scientifico in quanto é l'unica luna conosciuta nel nostro sistema solare che abbia una sua atmosfera e per di più simile a quella di un pianeta Programma CO.RI.S.T.A.: Cassini Radar - Processing Altimetric Data (PAD) (2005/2006)

13 Consorzio di Ricerca su Sistemi di Telesensori Avanzati Il RADAR CASSINI può operare nelle seguenti modalità: Synthetic Aperture Radar Imager [SAR] (13.78 GHz Ku- band; 0.35 to 1.7 km resolution) Altimeter (13.78 GHz Ku-band; 24 to 27 km horizontal, 90 to 150 m vertical resolution) Radiometer (13.78 GHz passive Ku-band; 7 to 310 km resolution) Il sistema Cassini PAD (Processing of Altimetric Data) è stato progettato, sviluppato e verificato da CO.RI.S.T.A. e Thales Alenia Space, sotto contratto ASI, al fine di supportare lanalisi scientifica dei dati del Radar a bordo dellorbiter Cassini. Lo scopo principale del sistema è il processamento dei dati acquisiti dal Radar in modalità Altimetro

14 Consorzio di Ricerca su Sistemi di Telesensori Avanzati Data la sua vicinanza con la terra, la Luna ci permette di studiare i fenomeni dovuti alle grandi collisioni avvenute nelle prime fasi della storia di questa parte del Sistema Solare Poiché la superficie lunare è rimasta pressoché immutata da circa tre miliardi di anni, questo potrebbe permettere di ottenere informazioni inedite sulla Terra e sugli altri pianeti rocciosi del Sistema Solare interno, circa la loro formazione ed evoluzione Tre gli obiettivi dellAgenzia Spaziale Italiana: studio della Luna; utilizzo della Luna come piattaforma di osservazione dell'Universo; utilizzo della Luna come osservazione della Terra Studi e progetti preliminari sul tema "Italian Vision for Moon Exploration" Attività di CO.RI.S.T.A. nel Settore Elettroottico (2007) Attività di CO.RI.S.T.A. nel Settore Microonde (2006/2007)

15 Consorzio di Ricerca su Sistemi di Telesensori Avanzati CO.RI.S.T.A. ha partecipato alle attività di ricerca sul tema "Italian Vision for Moon Exploration" sia nel settore elettro-ottico, sia nel settore delle microonde. Nel settore elettro-ottico è stato presente nel team guidato da Galileo Avionica in relazione ai seguenti capitolati tecnici dell' Agenzia Spaziale Italiana: Studio di P/L elettroottici per il remote sensing della superficie lunare Studio di In-Situ Sensing Per quanto riguarda il primo punto, l'argomento è stato "Analysis of the electromagnetic scenario per quanto riguarda il secondo punto, all'interno della "Analysis of the electromagnetic scenario", gli argomenti di competenza di CO.RI.S.T.A. sono stati "Active instruments" e "Lidar altimeters" Nel settore microonde CO.RI.S.T.A. ha partecipato nel team di Thales Alenia Space Italia al progetto presentato in risposta al Capitolato Tecnico Studio Telerilevamento della Luna e dalla Luna con microonde, procedura di selezione della tematica Unità Tecnologica Payload.

16 Consorzio di Ricerca su Sistemi di Telesensori Avanzati "SABRINA-Large-Baseline Bistatic Algorithms" (2007/2008) La missione SABRINA consiste nella sperimentazione di algoritmi relativi a nuove applicazioni con l'impiego di dati monostatici e bistatici riflessi da aree coperte o bersagli comuni. CO.RI.S.T.A. ha partecipato al progetto nel team di Thales Alenia Space per la definizione dei prodotti e dei loro requisiti. Si tratta di un piccolo satellite ricevente che vola in formazione con i satelliti della missione SAR COSMO/SkyMed COSMO/SkyMed è una costellazione di satelliti equipaggiati con sensori SAR ed elettroottici per l' Osservazione Satellitare della Terra, coerente con le strategie dell'Unione Europea ed i cui obiettivi primari sono la gestione dei disastri, il monitoraggio delle coste e dell'inquinamento ambientale.

17 Consorzio di Ricerca su Sistemi di Telesensori Avanzati Per ognuno di questi strumenti lAgenzia Spaziale Italiana ha realizzato tre centri operativi ognuno dedicato alla gestione, controllo, elaborazione e distribuzione dei dati di ciascun radar Con il Planetary Radar Processing Center (PROC) si è pensato di unificarli, per consentire loro di : continuare ad operare come prima, ma nello stesso tempo di potenziarne le capacità In termini di scambio e sfruttamento di dati, capacità di interpretazione e di confronto Planetary Radar Operation Center - PROC (2008/2012) CO.RI.S.T.A. ha partecipato al progetto PROC nel team di Thales Alenia Space Italia Per SHARAD e MARSIS, ha avuto la responsabilità dellaggiornamento e del miglioramento delle prestazioni e delle capacità degli strumenti su cui ha lavorato in precedenza per il radar Cassini le attività di ricerca hanno riguardato anche lo sviluppo di un nuovo strumento dedicato allelaborazione dei dati del SAR e che è stato integrato nel CASSINI PAD (Processing Altimetric Data) LAgenzia Spaziale Italiana ha concepito e realizzato tre radar allinterno di una joint venture NASA/ESA/ASI nellambito di tre importanti missioni spaziali: Mars Express - MARSIS Mars Reconnaissance Orbiter - SHARAD Cassini-Huygens - Cassini CO.RI.S.T.A. ha partecipato al progetto PROC nel team di Thales Alenia Space Italia Per SHARAD e MARSIS, ha avuto la responsabilità dellaggiornamento e del miglioramento delle prestazioni e delle capacità degli strumenti su cui ha lavorato in precedenza per il radar Cassini le attività di ricerca hanno riguardato anche lo sviluppo di un nuovo strumento dedicato allelaborazione dei dati del SAR e che è stato integrato nel CASSINI PAD (Processing Altimetric Data)

18 Consorzio di Ricerca su Sistemi di Telesensori Avanzati ExoMars RDA EGSE Echo Simulator System (ESS) (Inizio attività 2012) ExoMars - RDA EGSE Echo Generator (Inizio attività 2010) ExoMars-RME-ATE (2012/2013) ExoMars è la prima missione del Programma Aurora Exploration dell'ESA. L'Agenzia Spaziale Europea ha organizzato il programma ExoMars la cui finalità è lo studio preliminare dell'ambiente marziano con l'ausilio delle più avanzate tecnologie. Nel programma ExoMars rientrano due missioni, entrambe in cooperazione con la Russian Federal Space Agency Roscosmos. L'una, da realizzarsi nel 2016, che prevede il lancio di un Trace Gas Orbiter (TGO) e di un Entry, Descent and Landing Demonstrator Module, l'altra, da realizzarsi nel 2018, prevede un rover che porterà una sonda ed un insieme di strumenti dedicati alla ricerca esobiologica e geochimica. Roscosmos fornirà un lanciatore Proton per entrambe le missioni. La missione cui si riferiscono questi tre progetti è quella del 2016.

19 Consorzio di Ricerca su Sistemi di Telesensori Avanzati Il modulo EDM, rivestito di uno speciale materiale che lo proteggerà termicamente, sarà dotato di una tecnologia in grado di controllare l'orientamento e la velocità di atterraggio. In effetti il modulo attutirà la sua corsa per mezzo di un paracadute che si aprirà dopo l'entrata nell'atmosfera marziana e completerà la sua discesa con l'ausilio di un sistema di Guida, Navigazione e Controllo a circuito chiuso basato su di un sensore Radar Doppler Altimeter e di Unità di Misurazione Inerziali. Il Radar Doppler Altimeter è in fase di realizzazione da parte di Thales Alenia Space Italia. ExoMars Trace Gas Orbiter and Entry, Descent and Landing Demonstrator Module Copyright: ESA

20 Consorzio di Ricerca su Sistemi di Telesensori Avanzati ExoMars 2016 Mission - Trace Gas Orbiter and Entry, Descent and Landing Demonstrator Module. Credit: ESA-AOES Medialab CO.RI.S.T.A. è coinvolto nelle attività di test del Radar Doppler Altimeter (RDA) di EXOMARS. In particolare ha il compito di progettare, sviluppare e testare i due Echo Simulator Systems (ESS1 and ESS2) e di fornire due unità ATE (Automatic Test Equipment). I due Sistemi Echo Simulator saranno integrati nell' Electrical Ground Support Equipment (EGSE) del radar e CO.RI.S.T.A. supporterà la fase di integrazione nell' EGSE di Thales Alenia Space Milano, per quanto riguarda l' ESS1, e nel GNC SCOE di Thales Alenia Space Torino, per quanto riguarda l'ESS2. Inoltre CO.RI.S.T.A. è responsabile della progettazione e sviluppo del "cuore" del sistema di test del Radar Doppler Altimeter (RDA) di EXOMARS, ovvero l'Echo Generator, che permette di simulare gli echi provenienti dalla superficie di Marte ed iniettarli nel radar per testare lo strumento in varie condizioni operative.

21 Consorzio di Ricerca su Sistemi di Telesensori Avanzati Per maggiori informazioni consultare il nostro sito Foto: Credit ESA e NASA


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