Consorzio di Ricerca su Sistemi di Telesensori Avanzati
Esplorazione del Sistema Solare
UNI EN ISO
9001:2008
http://www.corista.eu
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,
Aree di competenza tecnica,
nell'ambito del telerilevamento:
Thales Alenia Space Italia
definizione e simulazione di sensori
innovativi da aereo e di prototipi di
sottosistemi da satellite
e dalla Seconda Università di
Napoli
sviluppo di algoritmi di elaborazione
dati.
Si occupa della progettazione, lo sviluppo
prototipale e l'applicazione di avanzati sensori per il
telerilevamento concepiti per essere installati a terra,
in aria o nello spazio (dispositivi da terra, palloni,
aerei, elicotteri e satelliti).
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.
Consorzio di Ricerca su Sistemi di Telesensori Avanzati
Esplorazione del Sistema Solare
Marte e la ricerca dell’acqua:
 MARSIS (Mars
Advanced Radar for
Subsurface and
Ionosphere Sounding
 SHARAD (SHAllow
RADar)
Per investigare sulla presenza passata e
presente dell’acqua sulla superficie
di Marte, nel suo sottosuolo e nella sua
atmosfera,
l’Agenzia Spaziale Europea e la NASA hanno
progettato due missioni
spaziali verso Marte:
•Mars Express
•Mars Reconnaissance Orbiter
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Mars Express ed il radar MARSIS
(Mars Advanced Radar for Subsurface and Ionosphere
Sounding)
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 (1.3-5.5 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.
Lancio: 02-Giu-2003 17:45 UT
Fine missione: 31 Dic. 2014
(Prolungamento della missione)
Veicolo di lancio: Soyuz-Fregat
Massa di lancio: 1223 kg
Fase di missione: Operativa
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
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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)
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.
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.
Consorzio di Ricerca su Sistemi di Telesensori Avanzati
Missione NASA Mars Reconnaissance Orbiter
Radar SHARAD – SHAllow RADar
Lancio 12 Agosto 2005 Cape Canaveral Florida
Viaggio - Agosto 2005/Marzo 2006 - viaggio
verso Marte
Arrivo 10 marzo 2006
Missione in corso
SHARAD è progettato per
adempiere ai compiti finalizzati alla
strategia della NASA “Follow the
water” (Segui l’acqua), infatti ha la
potenzialità di rilevarne la presenza
nel sottosuolo di Marte fino alla
profondità di circa un Km e con una
elevata risoluzione.
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.
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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
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SHARAD - Phase E
SHARAD Ground Data System (GDS)
S/W Tools Design and Development
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).
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)
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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)
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Saturno e la sua luna Titano:
Radar Cassini
• Studio della Luna;
• utilizzo della Luna come
piattaforma di osservazione
dell'Universo;
• utilizzo della Luna come
osservazione della Terra
 Italian Vision for
Moon Exploration
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La missione Cassini-Huygens ed il suo radar
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
Lancio: 15 ottobre 1997, da Cape Canaveral
Air Force Station, FL.
Distanza Terra-Saturno all’arrivol: 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 nell’orbita di Saturno: June 30, 2004
PDT (1 Luglio 2004, UTC)
Missione Cassini Solstice Mission fino al
2017
•l' Agenzia Spaziale Europea la sonda Huygens
•l' Agenzia Spaziale Italiana ha fornito l'antenna ad
alto guadagno per le comunicazioni dalla piattaforma
spaziale.
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-Credit ESA
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Programma CO.RI.S.T.A.:
Cassini Radar - Processing Altimetric Data (PAD)
(2005/2006)
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
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.
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Il RADAR CASSINI può operare nelle seguenti modalità:
• Synthetic Aperture Radar Imager [SAR] (13.78 GHz Kuband; 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 l’analisi scientifica dei
dati del Radar a bordo dell’orbiter Cassini.
Lo scopo principale del sistema è il processamento dei dati acquisiti dal Radar in modalità
Altimetro
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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)
Tre gli obiettivi dell’Agenzia Spaziale
Italiana:
• studio della Luna;
• utilizzo della Luna come piattaforma di
osservazione dell'Universo;
• utilizzo della Luna come osservazione
della Terra
Data la sua vicinanza con la terra, la
Luna ci permette di
• 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
•studiare i fenomeni dovuti alle
grandi collisioni avvenute nelle
prime fasi della storia di questa
parte del Sistema Solare
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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.
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"SABRINA-Large-Baseline Bistatic Algorithms"
(2007/2008)
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.
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
CO.RI.S.T.A. ha partecipato al progetto nel team di Thales
comuni.
Alenia Space per la definizione dei prodotti e dei loro
requisiti.
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Planetary Radar Operation Center - PROC (2008/2012)
L’Agenzia Spaziale Italiana ha concepito e realizzato tre radar all’interno di
una joint venture NASA/ESA/ASI nell’ambito di tre importanti missioni spaziali:
•Mars Express - MARSIS
•Mars Reconnaissance Orbiter - SHARAD
•Cassini-Huygens - Cassini
Per ognuno di questi strumenti l’Agenzia
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
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 dell’aggiornamento 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 all’elaborazione dei dati
del SAR e che è stato integrato nel
CASSINI PAD (Processing
Altimetric Data)
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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.
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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.
ExoMars Trace Gas Orbiter and Entry, Descent and
Landing Demonstrator Module
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.
Copyright: ESA
Il Radar Doppler Altimeter è in fase di
realizzazione da parte di Thales Alenia Space
Italia.
Consorzio di Ricerca su Sistemi di Telesensori Avanzati
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.
ExoMars 2016 Mission - Trace Gas Orbiter and Entry, Descent
and Landing Demonstrator Module.
Credit: ESA-AOES Medialab
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.
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Development of a simulation tool of SAR raw data for the SAOCOM project: RADASIM
L’ Agenzia Spaziale Argentina CONAE,
nell'ambito del Piano Spaziale Nazionale, sta
sviluppando un sistema di osservazione della
Terra con sistemi di telerilevamento per finalità
socio economiche e scientifiche. Il progetto
prevede il lancio di due costellazioni, SAOCOM
1 e SAOCOM 2, ciascuna formata da due
satelliti.
Questo progetto risponde all'esigenza di
CONAE per "lo sviluppo di un simulatore di dati
grezzi SAR nell'ambito del Progetto SAOCOM
(Satellites for Observation and
Communications) " in grado di generare dati
grezzi simulati sulla base dell'osservazione di
scenari predefiniti prevedendo la consegna di
insiemi di dati grezzi. CORISTA, in risposta a
questa richiesta, propone un simulatore di dati
grezzi SAR (RADASIM).
Il simulatore verrà utilizzato per convalidare la
catena di elaborazione SAOCOM e per
integrarla sulle strutture CAL / VAL dell'intero
payload.
Il progetto è iniziato nel 2014.
Lo sviluppo di RADASIM si svolge in tre fasi
principali:
• definizione ed elaborazione di ingresso:
questa fase è concepita per manipolare i dati
di ingresso al fine di estrarre informazioni e
parametri necessari a svolgere i compiti di
simulazione;
• Simulator core: è il cuore della simulazione,
elabora i dati in entrata per mezzo di
algoritmi definiti e restituisce dati simulati;
• formattazione dei dati in uscita: è la fase
concepita per formattare i dati in uscita in
conformità del volo di SAOCOM per
l'interfaccia con il segmento di terra.
Le principali attività sono:
• definizione dei requisiti
• prototipo dell'elaborazione del Core e
sviluppo
• definizione dell'algoritmo
• integrazione e codifica
• implementazione del software ausiliario per
la prova e la codifica
• test del software
• supporto e tirocinio per il funzionamento del
simulatore
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ExoMars- RDA EM Field Test Campaign ( Inizio attività 2014)
Nell'ambito delle attività di verifica sviluppate per testare le
prestazioni del Radar Doppler Altimeter di ExoMars il Field Test
rappresenta
un
importante
passaggio
finalizzato
alla
sperimentazione dello strumento sul campo nel corso di una
traiettoria di volo reale con condizioni ambientali simili a quelle di
Marte. Il test si svolgerà in Marocco nell'area di Merzane a sud di
Erfoud, le cui caratteristiche lo rendono simile al sito di atterraggio
della missione ExoMars.
Il sistema utilizzato per questa campagna di sperimentazione si
avvarrà di un elicottero sotto il quale sarà montato l'RDA con un
sistema di acquisizione dati e di misura della posizione e
dell'assettto.
CORISTA è responsabile dello svolgimento dei test in campo e
dell'elaborazione dei dati acquisiti.
I risultati dell'elaborazione, con particolare riferimento alla stima del
backscattering da analoghi terrestri, verranno utilizzati in seguito in
laboratorio dagli ESS (Echo Simulatore Systems).
ExoMars Rover Copyright: ESA
Le attività di Field Test saranno realizzate per conto di Thales Alenia
Space Italia in collaborazione con l' IRSPS International Research
School of Planetary Sciences che si occuperà della parte logistica e
del sito di test.
Consorzio di Ricerca su Sistemi di Telesensori Avanzati
Per maggiori informazioni consultare il nostro
sito www.corista.eu
Foto: Credit ESA e NASA