Titolo: Pre-processamento e calibrazione di osservabili radiometriche per esperimenti di geodesia
spaziale con sonde interplanetarie
SSD: ING-IND/05 – Impianti e Sistemi Aerospaziali
Docente Responsabile: Prof. Paolo Tortora
Sede di gestione amministrativa del progetto: DIN
Descrizione del Progetto di Ricerca e Piano di Attività:
Il Laboratorio di Radio Scienza ed Esplorazione Planetaria di Forlì è impegnato in attività di supporto e
analisi per diversi esperimenti di radio scienza condotti nel sistema solare, sia per missioni che stanno
già conducendo operazioni (ad esempio le sonde Cassini e Juno) che per missioni in fasi pre-lancio
(BepiColombo, JUICE).
Allo stato attuale il processo di determinazione orbitale, che è alla base dei suddetti esperimenti, è
ampiamente automatizzato e standardizzato per quanto riguarda i tool software e le procedure
utilizzate: questo permette ad una singola agenzia di processare dati radiometrici di diverse missioni
usando una singola suite di software, con un discreto livello di compatibilità ed interoperabilità tra
agenzie. A monte di questo processo è necessario calibrare i dati radiometrici al fine di rimuovere
tutte le componenti di rumore generate dai mezzi di propagazione dell’ambiente spaziale.
Un vasto numero di tecniche e metodologie diverse sono attualmente utilizzate a questo fine, con
diversi livelli di complessità e accuratezza. Le calibrazioni disponibili e la loro efficacia variano in modo
significativo in base alla missione di cui si stanno analizzando i dati.
Lo scopo dell’attività proposta consiste nel supporto delle varie missioni spaziali presenti e future
tramite il continuo processo di adattamento e miglioramento delle metodologie di preprocessing e
calibrazione seguendo i requisiti e lo stato dell’arte delle agenzie spaziali.
Nello specifico, le attività legate a questo progetto di ricerca sono:
1. Supporto continuo per lo sviluppo e l’elaborazione di formati di dati standard per lo scambio
dati tra agenzie, e sviluppo di librerie di lettura/scrittura
2. Collaborazione con agenzie per il preprocessamento e il supporto dati durante fasi operative
di missioni spaziali o per la preparazione per missioni future
3. Sviluppo di toolbox per il processing di dati radiometrici Open Loop, per la conversione in
Closed Loop, con particolare attenzione ai metodi di estrazione della frequenza del segnale
(FES, PLL, etc..) e alle differenze di performance ottenibili
4. Sviluppo e mantenimento di un software integrato ed automatizzato di calibrazione che sia in
grado di identificare ed applicare le calibrazioni più efficaci tra quelle disponibili, in base alla
missione che si sta analizzando.
5. Studio di algoritmi di calibrazione alternativi o di potenziamento delle tecniche esistenti, sia a
livello hardware (strumenti di misura da installare nelle stazioni di tracking) che software
(sinergie tra tecniche diverse, analisi dei dati di calibrazione)
6. Sviluppo di tool di analisi dei dati radiometrici per la visualizzazione degli effetti delle
calibrazioni sulla traiettoria dello spacecraft e sui parametri stimati (armoniche dei campi di
gravità, parametri relativistici, etc…), particolarmente utili in fase di simulazione al fine di
definire l’accuratezza prevista per i risultati degli esperimenti.
7. Validazione e distribuzione delle release software rilasciate
8. Collaborazione con le agenzie per la definizione delle procedure di archiviazione e
distribuzione dei dati.
