Attività Spaziali in Corso

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CSES is a mission of China National Space Administration and the Italian Space Agency. The satellite, 3-axis attitude stabilized, is based on the Chinese CAST2000 platform. It is placed at a 98° Sun-synchronous circular orbit at an altitude of 500 km, since February 2018 and has an expected lifetime of 5 years. The main objective of the mission is the monitoring of perturbations in the ionosphere, and magnetosphere and the Van Allen belts due to electromagnetic phenomena of natural and anthropogenic origin, and to study their correlations with seismic events. Furthermore, CSES mission allows the study of the physical properties of the ionospheric plasma at the satellite altitude, and to characterize the ionosphere in quiet and disturbed conditions. Cosmic and solar physics studies, namely Coronal Mass Ejections (CMEs), solar flares, solar energetic particles (SEPs), cosmic ray modulation, X-rays variation are other relevant topics that can be covered by the mission as well. Italy participates with several universities and research institutes. INFN and INAF are directly involved in instrumental development and test respectively. The High-Energy Particle Detector (HEPD), developed by the INFN and several Italian universities, detects high energy electrons, protons and light nuclei. Its main objective is to measure the increase of the electron and proton flux due to short-time perturbations of Earth’s environment caused by cosmic, solar, and terrestrial phenomena. The energy range explored is 5-100 MeV for electrons and 15-300 MeV for protons. Four Electric Field Detectors (EFD) have been specifically designed to allow the monitoring of electromagnetic fields (from DC to 3.5 MHz) for the study of ionospheric disturbances possibly related to seismic activity and earthquake preparation mechanisms. In particular, the mission aims at analysing the temporal correlation between seismic events and the occurrence of electromagnetic perturbations. The environmental plasma parameters, including ion density, ion temperature, ion drift velocity, ion composition and ion density fluctuation, are monitored by the CSES Plasma Analyser (PA) and by two Langmuir probes (Lp) developed by CSSAR-CAS. The EFDs have been designed in collaboration between the Lanzhou Institute of Physics and the Italian INFN (Rome-Tor Vergata section) and IAPS-INAF Institute in Rome. Two versions of EFD with different electronics have been developed by Chinese and Italian teams and their functionalities compared one each other and tested at the Plasma Chamber at IAPS-INAF as well as the Plasma Analyzer and Langmuir probes, in order to check their sensitivity in detecting the ionospheric plasma parameters.

IAPS gives an important contribution to the mission profile. In particular, to provide and arrange the Plasma Chamber Facility to perform Functional Tests and Calibrations on several Chinese payloads of CSES satellite: Langmuir Probe (LP), Retarding Potential Analyser (RPA), Ion Capture Meter (ICM), Ion Drift Meter (IDM), Electric Field Detector (EFD).  A specific experimental activity was dedicated to test an EFD Prototype designed by INFN Sect. Rome “Tor Vergata”. INAF-IAPS has collaborated to the design of this sensor which has been used for comparative tests vs the Chinese EFD payload. INAF-IAPS is a leading Institute for the CSES Science definition and flight Data Analysis and Interpretation of the Mission Results. The main task of these activities are:
– Study of magnetosphere/ionosphere coupling processes on fields and plasma parameters.
– Analysis of ionospheric turbulence and plasma parameter day/night asymmetry along CSES orbit.
– Study of variability on CSES plasma environment and ionospheric fields caused by Solar energetic particles.
– Implementation of a database of space observables to evaluate the external forcing perturbations on the ionospheric environment at CSES altitude.
– Development of a web interface for database sharing among science teams.
– Plasma Chamber tests on payloads to clarify ambiguous response shown by data analysis.

Sito CSES IAPS INFN website Sito ASI

iaps-exomarsI principali obiettivi scientifici della missione europea ExoMars sono la ricerca di tracce di vita passata e presente su Marte, la caratterizzazione geochimica del pianeta, la conoscenza dell’ambiente marziano e dei suoi aspetti geofisici e l’identificazione dei possibili rischi per le future missioni umane.

Due missioni compongono il programma ExoMars: un Orbiter completo di un Entry, Descent and Landing Demonstrator Module lanciato nel 2016 e un Rover il cui lancio è previsto per il 2020. I due progetti sono realizzati da ESA con la collaborazione di Roscosmos.

L’Italia ha una forte partecipazione nella missione e l’INAF-IAPS è coinvolto negli strumenti NOMAD (Nadir and Occultation for MArs Discovery) per analizzare i gas traccia dell’atmosfera marziana  e MA_MISS (Mars Multispectral Imager for Subsurface Studies) spettrometro per l’analisi dell’evoluzione geologica e biologica del sottosuolo marziano.

ESA’s ExoMars ASI’s ExoMars

iaps-JunoJuno è l’unica missione esistente per pianeti esterni approvata dalla NASA. È pensata per lo studio della struttura interna e dell’atmosfera di Giove, inoltre avrà una notevole importanza per quanto riguarda la comprensione della struttura interna dei pianeti extrasolari.

Grazie alla precedente partecipazione alla missione Cassini, lo IAPS ha fornito JIRAM, il primo spettrometro italiano nell’infrarosso ad essere mandato su Giove.

IAPS’ Juno NASA’s Juno University of Wisconsin-Madison Southwest Research Institute
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Herschel è l’osservatorio spaziale Europeo per il lontano infrarosso, lanciato a Maggio del 2009 è attualmente gestito dall’ESA. Lo IAPS è coordinatore nazionale del progetto, al quale partecipano l’Istituto di Radioastronomia (IRA), il LENS di Arcetri, gli Osservatori di Arcetri, Padova e Trieste ed il Dipartimento di Astronomia dell’università di Padova.

Lo IAPS inoltre contribuisce direttamente alla missione sviluppando il Data Processing Unit (DPU) e l’on-board software (OBS) dei tre strumenti a bordo, partecipando al Instrument Control Center (ICC) e alla supervisione del OBS.

ESA’s Herschel

iaps-agileAGILE è una missione spaziale finalizzata a studi di astrofisica nei raggi gamma, supportata dall’Agenzia Spaziale Italiana (ASI), con la partecipazione scientifica dell’Istituto Nazionale di Astrofisica (INAF) e l’Istituto Nazionale di Fisica Nucleare (INFN).

La Società Astronomica Americana (ASS) ha assegnato il premio Bruno Rossi del 2012 a Marco Tavani (Principal Investigator della missione) e al team AGILE per la scoperta di un’emissione transiente proveniente dalla Nebulosa del Granchio.

IAPS’ AGILE

iaps-dawnLa sonda Dawn è stata lanciata da Cape Canaveral il 26 Settembre 2007. Il suo obiettivo principale è di caratterizzare le condizioni e i processi che hanno avuto luogo nelle prime epoche di vita del Sistema Solare attraverso lo studio dei due più grandi protopianeti rimasti intatti a seguito della loro formazione: Cerere e Vesta, 2 asteroidi appartenenti alla cintura degli asteroidi.

I due oggetti hanno seguito percorsi evolutivi estremamente differenti, a causa dei diversi processi che hanno agito su di loro nei primi milioni di anni dell’evoluzione del Sistema Solare. Uno dei 3 esperimenti a bordo di Dawn è VIR, lo spettrometro ad immagini realizzato dallo IAPS.

IAPS’ Dawn JPL’s Dawn NASA’s Dawn

iaps-venus-expressVenus Express è stata progettata per riutilizzare le conoscenze e le strumentazioni realizzate per Mars Express e Rosetta, per una missione per Venere. L’obiettivo scientifico principale è lo studio dell’atmosfera del pianeta.

Lo IAPS è coinvolto con la realizzazione dello spettrometro ad immagini VIRTIS VEX (già progettato per la missione Rosetta), e per PFS (simile a quello a bordo della missione Mas Express). VIRTIS sta ottenendo risultati eccezionali sul Polo Sud del pianeta, le nubi e la composizione mineralogica della sua superficie. PFS a causa di problemi di puntamento, attualmente non è in funzione. Inoltre, lo IAPS ha contribuito alla realizzazione di VEX/ASPERA-4.

IAPS’ VIRTIS ESA’s Venus Express ESA science and technology webpage
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Il Mars Reconnaissance Orbiter è una sonda spaziale multifunzione realizzata per la ricognizione e l’esplorazione di MArte dall’orbita. Lanciata il 12 Agosto del 2005 è arrivata nell’orbita marziana il 10 MArzo del 2006 quando ha iniziato le operazioni scientifiche primarie.

Lo IAPS ha contribuito allo Shallow Subsurface Radar (SHARAD), realizzato con l’obiettivo di studiare la struttura interna delle caotte polari marziane. Fornisce anche informazioni a larga scala sugli strati sub-superficiali di ghiaccio, roccia e possibile acqua liquida, che potrebbe essere accessibile dalla superficie. SHARAD usa onde radio HF per risolvere strati che si trovano ad una profondità da un minimo di 7 m ad un massimo di 1 km.

SHARAD è progettato per operare in unione allo strumento MARSIS, a bordo di Mars Express, che ha una risoluzione molto minore, ma una capacità di penetrare più in profondità. Sia MARSIS che SHARAD sono stati realizzati dall’Agenzia Spaziale Italiana.

NASA’s MRO

iaps-rosettaRosetta è la prima missione spaziale ad intraprendere un’esplorazione a breve distanza e a lungo termine di una cometa. Ospita a bordo un orbiter, pensato per operare per circa una decade a grande distana dal Sole, e un lander. Le operazioni di fly-by nei pressi di Steinz e Lutetia sono state portate a termine con successo, rispettivamente nel 2008 e nel 2010. La prossima tappa lungo il viaggio di Rosetta sarà l’incontro con la cometa 67P/Churyumov-Gerasimenko, previsto per Maggio 2014.

Lo IAPS ha contribuito alla missione Rosetta sviluppando l’esperimento VIRTIS, uno spettrometro ad immagini che otterrà mappe dettagliate della composizione e delle temperature presenti sul nucleo della cometa.

IAPS’ Rosetta ESA’s Rosetta ESA Science and technology

iaps-mars-expressMars Express è la prima missione planetaria dell’ESA. Dal 2004, l’Orbiter sta studiando il pianeta Marte realizzando immagini ad alta risoluzione e mappe mineralogiche della superficie, studiando tramite il radar la struttura subsuperficiale, determinando la composizione e la circolazione atmosferica e studiando le interazioni dell’atmosfera stessa con il mezzo interplanetario.

L’IAPS ha contribuito con il Planetary Fourier Spectrometer (PFS) ed è coinvolto nel Radar Mars Advanced Radar for Subsurface and Ionosphere Sounding (MARSIS).

ESA’s page on PFS ESA’s Mars Express

iaps-integralINTEGRAL è una missione ESA, realizzata in collaborazione con Russia (che ha fornito il launcher) e gli Stati Uniti (che hanno contribuito con la rete del Deep Space Network). INTEGRAL è il primo osservatorio spaziale concepito per osservare il cielo simultaneamente nella banda dei raggi gamma, dei raggi X e del visibile.

IBIS è lo strumento di imaging a bordo del satellite ed è stato disegnato per fornire alla comunità scientifica una combinazione senza precedenti di capacità di imaging a grande campo nelle alte energie affiancata spettroscopia multibanda e a studi di timing ad alta risoluzione nell’intervallo di energie dai raggi X ai raggi gamma.

INTEGRAL Galactic Plane Scanning Integral latest news ESA Science and technology

iaps-cassiniCassini è il risultato di una collaborazione internazionale tra NASA,ESA e ASI. È composto da un satellite pensato per lo studio di Saturno, con particolare attenzione alla sua luna principale: Titano. Fino ad ora la missione Cassini ha avuto un ottimo successo, ottenendo di recente l’approvazione per un’estensione nella sua durata.

In particolare, i dati provenienti da questa missione hanno permesso di studiare in dettaglio il sistema di Saturno, permettendo di identificare in dettaglio le caratteristiche della superficie di Titano e di studiare la complessa atmosfera del pianeta. Lo IAPS fa parte del team scientifico di Cassini, e ha contribuito al suo sviluppo con il canale visibile di VIMS (lo spettrometro ad immagini operante nel visibile e nell’infrarosso).

IAPS’ Cassini-Huygens JPL’s Cassini-Huygens ESA’s Cassini-Huygens