INTRODUCTION TO CRAS
CENTRO RICERCA AEROSPAZIALE SAPIENZA
Marcello Onofri
Director of the Centro di Ricerca Aerospaziale Sapienza (CRAS)
Rome, January 2009
Aerospace Research at University of Rome La Sapienza
The University of Rome “La Sapienza” has a long term tradition
in aerospace research, with many pioneers of the Italian
Space activities.
It is worth to remind that Italy was the third country in the world,
after USA and Russia to be able to put in orbit a satellite,
thanks to a group of Professors leaded by Luigi Broglio, with
the important contribution of Carlo BuongiornoThis activity has been continuously developing in time with the
successful participation to many international Projects, like
Cassini, Mars Express, Vega.
From 2008 La Sapienza decided to renew his organization of
both didactic and research activity.
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On June 2009 it has been activated the New Faculty of
“Ingegneria Aeronautica e dello Spazio”
•
Courses:
- Fundamental Aerospace Engineering (three years)
- Laurea Magistrale (two years) in “Aeronautical Engineering”
- Laurea Magistrale (two years) in “Space Engineering”
- Laurea Magistrale (two years) in “Engineering of Elettronic Systems and
Aerospace Telecoms”
- Two Masters (one year with stage in industries in
“Space Transportation Systems” and “Satellites and Space Platforms”
- PhD School in Aerospace Technologies (three years)
•
•
•
•
1400 Students
130 Diploma/year (Fundamental) __ 100 Degree/year (L. Magistrale)
60 courses specific of the aerospace field
40 professors in specific aerospace topics
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Aerospace Research Center of Sapienza (CRAS)
at University of Rome
• CRAS has been founded in June 2008 gathering the
professors of Sapienza involved in aerospace research
and working in different Faculties or Departments:
–
–
–
–
–
–
–
–
–
–
–
Physics
Mechanics and Aeronautics
Information and Communication Science and Technique
Computer Science and Systemics
Electronic Engineering
Electrical Engineering
Aerospace Engineering and Astronautics
Experimental Medicine
Chemistry
Chemical, Materials, Raw materials and Metallurgical Engineering
Hydraulics, Transports and Roads
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Aerospace Research Center of Sapienza (CRAS)
at University of Rome
Earth Observation and
Earth Science
Deep Space Observation
and Fundamental Physics
Astrophysics, cosmology, unmanned
solar system exploration, …
Human activities in
Space
Access to Space
launchers, re-entry
vehicles, …
medicine, biotechnologies,
microgravity, …
Telecommunication and
Navigation
Space Vehicles
Technology
navigation, telecommunications
meteorology, safety, …
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satellites, orbiting platforms,
electronics, robotics, thermal
control, …
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Many of CRAS scientists are deeply involved in some of
the main International Space Programs
Just to provide non exhaustive examples:
Mars Exploration, with the group leaded by G. Picardi which first discovered trace of water under the
Mars surface
The astrophysics studies performed by the P. DeBernardis team
Cassini and Titano missions with the group leaded by L. Iess
Vega, Solid Rocket Motor ESA Program with the participation of the group leaded by M. DiGiacinto
SAR radar development which made the the CosmoSkyMed Program the most advanced international
application of dual technology for earth observation programs, leaded by T. Bucciarelli and P.F. Lombardo
Rocket Liquid Propulsion by LOx-Methane Engines, with the group leaded by M. Onofri
Materials and Smart Structure Studies, with the groups leaded by T. Valente and by P. Gaudenzi
The ESA IXV Re-entry vehicle project with the participation of the group leaded by M. Onofri
The robotic and artificial intelligence applications performed by the groups of D. Nardi and S.
Monaco
The earth observation applications leaded by M. Pierdicca and F. Marzano
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Forte interazione tra Ricerca e Formazione
e tra Università e Industrie
• Periodi di stage presso aziende (Tesi)
• Lavoro comune di docenti e studenti
per lo sviluppo di sistemi sofisticati e
componenti ad alta tecnologia :
• elevata precisione
• affidabilità
• capacità di predizione del funzionamento
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Programma Cassini-Huygens : Inserimento nell’orbita attorno a Saturno
NASA JPL – ASI, June 30, 2005
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L’esplorazione di Titano, con la sonda Cassini-Huygens, January 14, 2005
Picardi, Iess, Seu
Formazioni geologiche
caratterizzate da erosioni
dovute a precipitazioni
ed attività fluviali indicano
che la loro evoluzione è
stata molto simile a quella
avvenuta sulla Terra.
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Esplorazione Spaziale
Mars Advanced Radar for Surface and Ionosphere
Sounding MARS EXPRESS
•
•
Antenna a bassa frequenza capace
di penetrare il suolo
Ha consentito la scoperta dell’acqua sotto la
superficie di Marte
Picardi
Seu
Cicchetti
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SAR (Synthetic Aperture Radar)
Radar capace di immagini ad altissima risoluzione della superficie terrestre (o di altri
pianeti) usando le microonde: non lavora nel visibile, può funzionare anche di notte e in
presenza di nuvole .
Impieghi:
- missioni a carattere scientifico (studi sul geoide
terrestre, sul moto delle placche tettoniche, attività vulcanica,
correnti marine),
- per la sicurezza (controllo di zone ad alto rischio geologico
e di terremoto, analisi e guida degli interventi di soccorso dopo
eventi catastrofici, controllo della stabilità di edifici storici e
sviluppo delle città, controllo dell’inquinamento marino o
atmosferico, degli iceberg in navigazione artica)
- per scopi economici (sviluppo delle culture agricole,
attivitò forestali, della pesca oceanica)
- per ricerche archeologiche
difficilmente raggiungibili
anche in aree
Bucciarelli Lombardo Pastina
Picardi Seu
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SAR (Synthetic
Aperture
Radar)
Esplorazione
Spaziale
COSMO-SkyMed – 2a Generazione
ASI - Thales Alenia Space
Evoluzione del radar di
immagine COSMO in un
sistema multi-fascio
Lombardo
Bucciarelli
Pastina
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Navigazione: Sistema Galileo
Galileo Test Range
ASI - Thales Alenia Space
•
•
•
•
•
Monitoraggio dei Segnali
GALILEO
Protezione dalla interferenze
e.m.
Compatibilità elettromagnetica e
Pseudolites
Correzioni differenziali
Sviluppo ricevitori ad hoc
Bernardi
Cicchetti
Ferrara
Gaudenzi
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Lombardo
Marietti
Olivieri
Trifiletti
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Progetto VEGA - Aerodinamica
Configurazioni Aerotermodinamiche per Sistemi di Trasporto
(ASI-CIRA)
Progetto aerodinamico di VEGA
• Aeroacustica
• Modellizzazione della turbolenza
• Carichi termici
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Sabetta
Grasso
Nasuti
Onofri
Paciorri
Pirozzoli
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Progetto VEGA - Propulsione
“Helium Solution” per VEGA
(AVIO - ESA - ASI)
•Oscillazioni di pressione nel transitorio
di accensione
•Eliminate utilizzando come
pressurizzante Elio al posto dell’azoto
•Verifica sperimentale: Salto di Quirra
19/12/05
•Soluzione adottata in tutti gli stadi di
Vega (1° lancio previsto a fine 2008)
Di Giacinto
Favini
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Progetto VEGA - Strutture
•
•
•
Verifica strutturale booster di Z9
Analisi aeroelastica in fase transonica
Caratterizazione viscoelastica del grano
propellente del I stadio P80
• Caratterizzazione dinamica sperimentale
dell’interstadio 2-3
• Analisi di stabilità del IV stadio
• Analisi vibroacustica del motore P-80
Balis Crema
Gaudenzi
Coppotelli
Mastroddi
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Progetto LYRA - Propulsione
“VEGA Evolution”: 3° Stadio con Propulsione a Metano
Modelli di Simulazione per:
• Combustione LOX-LCH4
• Reduced Chemical Kinetic Mechanisms
• Scambio di calore alle pareti dei condotti di
raffreddamento
• Raffreddamento Pareti con Film Cooling
•Transitori in Camere di Spinta a propellenti
criogenici
Onofri
• Ugelli
Lentini
Nasuti
Valorani
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Progetto IXV – Aerotermodinamica
IXV Mission
(ESA)
Dimostratore tecnologico
• Rientro ipersonico
• Sistemi di protezione termica
Onofri
Sabetta
Paciorri
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Materiali Innovativi
PROgetto nazionale Ricerche Aerospaziali
ASI-CIRA Thales Alenia Space
- ULTRA
HIGH TEMPERATURE CERAMICS
- Rivestimenti SiC- ZrB2/TiB2/MoSi2/HfB2
per sharp nose e leading edges
Valente T.
Bartuli
Valente M.
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Balucani, Nasuti, Onofri, Paccani
Propulsione Satellitare
Thales Alenia Space - Gavazzi
•
Propulsione Elettrica
– Diagnostica e sperimentazione di propulsori a plasma
– Misure di prestazioni e di parametri del plasma
– Studi-test su thruster MPD a propellente solido (teflon)
•
Progetto di Mini/Micro Propulsori a gas freddo
– Target: propulsori per Attitude Control System (1-100 mN) di satelliti 10-100
kg
– Attività: Progettazione valvole e ugello / selezione propellente e stoccaggio
per massima efficienza
– Realizzazione prototipi
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Satellite Attitude Control Simulator
• Nonlinear modelling and control
• Experimental platform and ground station
• ASI patent
Monaco
Di Giamberardino
Battilotti
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Global Trajectory Optimization Competition
NASA JPL - ESA
2007: Missione ottimale
(per durata e consumo)
di rendez-vous
con 4 asteroidi
Gruppo di studenti coordinato dal prof.Colasurdo
1° Classificato su oltre 30 partecipanti:
- università (Mosca,Monaco,Delft,Pechino,Virginia)
- agenzie (ESA,CNES,DLR, Moscow Aviation Inst.)
- industrie (Alcatel,EADS Astrium,GMV)
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European Student Moon Orbiter
ESA
- Satellite sperimentale scientifico
- Progettato da studenti europei
- In orbita lunare nel 2011
Attività
• Radiometro a microonde
• Controllo termico
• Stazioni di terra
Dei 9 studenti selezionati da ESA per il
System Engineering Team 4 sono nostri studenti
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Team:
30 studenti
Grasselli
Fontana
Marzano
Monaco
Perrotta
Pierdicca
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