Istituto di Astrofisica Spaziale e Fisica CosmicaIstituto di Fisica dello Spazio Interplanetario...

Istituto di Astrofisica Spaziale e Fisica CosmicaIstituto di Fisica dello Spazio Interplanetario

Roma, 15 dicembre 2003Relatore: R. Orosei

Pianeti terrestri e loro superfici(MEX, MRO, SMART-1)

I Pianeti Terrestri

Contenuto di elementi volatili

Densità media

Differenziati in nucleo e mantello a causa del riscaldamento prodotto dall’accrescimento



Le Superfici dei Pianeti: Geologia Planetaria

Processo

Sorgente dienergia

Sp

ace

Wea

ther

Cir

cola

zio

ne

atm

osf

eric

a

Evo

luzi

on

e at

mo

sfe

rica

Cir

cola

zio

ne

idro

sfer

ica

Alt

eraz

ion

e ed

ero

sio

ne

del

le s

up

erfi

ci

Att

ivit

à b

iolo

gic

a

Acc

resc

imen

to

Cra

teri

zzaz

ion

e

Dif

fere

nzi

azio

ne

Ag

giu

stam

ento

iso

stat

ico

Evo

luzi

on

e m

area

le e

risc

ald

amen

to in

tern

o

Co

nve

zio

ne

Vu

lcan

ism

o

Tet

ton

ica

Energia solare X X X XEnergiachimica

X X X

Energiagravitazionale

X X X X X X X

Decadimentoradioattivo

X X X X



Luna: Contesto Internazionale

• La Luna è attualmente al centro di un programma internazionale di esplorazione scientifica.

• Le missioni in corso o in progetto mirano allo sviluppo dell’utilizzo scientifico e commerciale della Luna.

• Diverse nazioni conducono o stanno realizzando missioni lunari:

– ESA: SMART 1

– Giappone: Lunar A, SELENE

– Cina: Chang’e

– India: Chandrayaan 1





SMART-1: una piccola missione ESA diretta alla Luna

• Payload: 19 kg di payload scientifico e tecnologico

• Spacecraft: 1 metro cubo, 370 kg I pannelli solari misurano 14 metri e forniscono 1.9 kW di potenza

• Obiettivi: test della propulsione elettrica solare e di altre tecnologie ; osservazione scientifica della Luna

Lancio di SMART-1 il 28 settembre 2003Inserimento in orbita lunare marzo 2005

Vita operativa nominale di 6 mesiPossibile estensione della missione



AMIEAsteroid & Moon micro Imager Experiment

• AMIE è una microcamera sviluppata nell’ambito del Technological Research Program dell’ ESA

• Un filtro composito è inserito davanti al piano focale, identifica sulla CCD tre diverse regioni spettrali (750, 915 e 1000 nm)

• AMIE è una collaborazione internazionale che coinvolge 14 ricercatori di Svizzera, Francia, Italia, Olanda e Finlandia

• Contributo H/W IASF: power supply e interfaccia con il satellite

FOV 5.3°x5.3°

CCD 1024x1024 pixels

Risoluzione 90 rad /pixel

Tempi integrazione 20 ms – 60s

Saturazione 300'000 electrons



AMIE : Obiettivi scientifici

• Risoluzione tipica per le immagini lunari: al pericentro (300 km) verranno acquisite immagini 27 x 27 km con una risoluzione per pixel di 27 m.

• Principali obiettivi scientificiStudio delle condizioni di illuminazione al

Polo Sud Survey dei crateri con doppio scudo entro 20 latitude dal Polo Sud Possibilità di osservare ghiaccio nelle regioni in ombra permanente?

Proprietà fisiche del regolite Le osservazioni ottenute da SMART-1 a diversi angoli di fase permetteranno di studiare le proprietà fotometriche del regolite informazioni sulle proprietà fisiche della superficie

Fisica della craterizzazione da impatto Studio della distribuzione degli ejecta intorno a crateri e bacini; studio degli eventi da impatto di diverse dimensioni

Multicolor Imaging Mappe multicolori di regioni selezionate della superficie lunare, a risoluzione superiore a quella di Clementine, finalizzate a determinare la composizione mineralogica a grande scala



AMIE: Attività e risorse nel triennio2003-2005

Attività

• Validazione della calibrazione a terra

• Stesura di un piano di osservazioni e realizzazione delle sequenze

• Raccolta ed analisi dati

• Valutazione degli obiettivi principali per una eventuale missione estesa

Personale INAF coinvolto

• 4 ricercatori– 7 mesi/uomo

Finanziamenti

• 2003–2005– Richiesti 60 KEuro/anno



Marte: Contesto Internazionale

• L’esplorazione di Marte è uno sforzo scientifico internazionale in cui sono coinvolte le principali agenzie spaziali, fra le quali esistono diversi accordi di cooperazione.

• La NASA ha dichiarato l’importanza strategica di MARSIS e SHARAD per l’esplorazione futura di Marte.

• Tanto nella realizzazione di radar subsuperficiali orbitali, quanto in quella di spettrometri ad immagini, l’Italia è uno dei centri di eccellenza a livello mondiale.

Mars Express:La prima missione europea a Marte

• Payload: 116 kg di payload scientifico e tecnologico

• Spacecraft: 1223 kg al lancio. I pannelli solari misurano 11,42 metri quadri

• Obiettivi: ricerca dell’acqua nel sottosuolo marziano, mappatura globale geologica e mineralogica, analisi della composizione e circolazione atmosferica



Lancio di Mars Express il 2 giugno 2003Inserimento in orbita marziana il 25 dicembre 2003

Vita operativa nominale di 700 giorniPossibile estensione della missione per un uguale periodo



OMEGA - Observatoire pour la Mineralogie, Eau, Glaces e l’Activitè

• L’esperimento OMEGA è uno spettrometro ad immagini nel range spettrale 0.35–5.1 µm

• OMEGA pesa 29 kg ed ha due canali, uno per il visibile (0.35-1.0 µm) e l’altro per l’IR (1.0-5.2 µm)

• Esso è il risultato di una collaborazione internazionale tra Francia, italia e Russia. PI J. P. Bibring, Parigi. Responsabile italiano: G. Bellucci, IFSI

• L’Istituto IFSI ha fornito lo spettrometro ad immagini nel visibile-vicino infrarosso.

IFOV 4.1 arcmin

FOV 8.8°

Ris. spettrale 13 – 20 nm

Rapporto S/N > 100 (max 300)



OMEGA: Obiettivi Scientifici

• Omega mapperà globalmente Marte ad una risoluzione di 1-4 km, ed alcuni siti prescelti (2-5% della superficie) con risoluzione di 300 m

• Principali obiettivi scientificiMineralogia identificazione delle unità

geologiche principali per risalire alla loro origine ed evoluzione

Calotte polari studio dell’evoluzione delle calotte polari osservando sia CO2 che H2O

Processi evolutivi dell’atmosfera monitoraggio di pressione, densità dei costituenti e contenuto in aerosol per lo studio della meteorologia marziana



OMEGA: Attività e risorse nel triennio2003-2005

Attività

• Validazione della calibrazione a terra

• Data processing

• Interpretazione dei risultati

• Misure spettroscopiche di laboratorio su meteoriti

• Public outreach



• 1 assegno di ricerca– 11 mesi/uomo

• 3 tecnici– 3 mesi/uomo

Finanziamenti




MARSIS - Mars Advanced Radar for Subsurface and Ionosphere Sounding

• MARSIS trasmette un impulso elettromagnetico a larga banda a frequenze dei MHz capace di penetrare al di sotto della superficie.

• MARSIS pesa 12 kg ed ha un’antenna principale di 40 m, ed una secondaria di 7 m.

• Il team scientifico di MARSIS è costituito da 35 ricercatori provenienti da Italia, USA, Francia, Germania, Svizzera, Regno Unito, Russia e Danimarca. PI Giovanni Picardi, Università di Roma “La Sapienza”

Frequenze 1.8, 3, 4, 5 MHz

Banda 1 MHz

PRF 130 Hz

Potenza irradiata 5 W

MARSIS: Obiettivi Scientifici

• MARSIS rivelerà le discontinuità dielettriche nel sottosuolo marziano fino a profondità di alcuni chilometri, con risoluzione verticale inferiore ai 150 m e risoluzione orizzontale dell’ordine della decina di chilometri.

• Principali obiettivi scientificiMappare globalmente la presenza e la

distribuzione di acqua e ghiaccio nel sottosuolo.

Rivelare interfacce subsuperficiali tra rocce di diverse densità ed interpretarle in termini geologici.

Misurare la densità degli elettroni nella ionosfera.





MARSIS: Attività e risorse nel triennio2003-2005

Attività

• Modellizzazione elettromagnetica del sottosuolo marziano

• Selezione dei siti di interesse per osservazioni

• Analisi ed interpretazione dei risultati

• Archiviazione dati



Finanziamenti


Mars Reconnaissance Orbiter:La preparazione dell’esplorazione umana

• Payload: 85 kg di payload scientifico

• Spacecraft: 1800 kg al lancio.

• Obiettivi: analisi della superficie a risoluzioni paragonabili a quelle delle missioni lander, ricerca dell’acqua nel sottosuolo a profondità accessibili (centinaia di metri)



Lancio di Mars Reconnaissance Orbiter nell’agosto 2005Inserimento in orbita marziana nel marzo del 2006

Vita operativa nominale di 687 giorniUtilizzato come relay per missioni lander fino al 2010



SHARADSHAllow RADar

• SHARAD trasmette un impulso elettromagnetico a larga banda a frequenze delle decine di MHz capace di penetrare al di sotto della superficie.

• SHARAD pesa 12 kg ed ha un’antenna di 9 m.

• Il team scientifico di SHARAD è costituito da 12 ricercatori provenienti da Italia e USA. PI Roberto Seu, Università di Roma “La Sapienza”

Frequenza 20 MHz

Banda 10 MHz

PRF 720 Hz

Potenza irradiata 8 W

SHARAD: Obiettivi Scientifici

• SHARAD rivelerà le discontinuità dielettriche nel sottosuolo marziano fino a profondità di alcuni chilometri, con risoluzione verticale inferiore ai 150 m e risoluzione orizzontale dell’ordine della decina di chilometri.

• Obiettivo primariomappare le discontinuità dielettriche nel

sottosuolo marziano, per interpretarle in termini di presenza e distribuzione di diversi materiali, includendo roccia compatta, regolito, acqua e ghiaccio.

Il radar fornirà nuovi significativi dati scientifici su problemi critici per Marte, quali l’esistenza e la distribuzione paleocanali sepolti e la stratificazione del regolite.





SHARAD: Attività e risorse nel triennio2003-2005

Attività

• Modellizzazione elettromagnetica del sottosuolo marziano

• Pianificazione delle osservazioni

• Analisi ed interpretazione dei risultati

• Archiviazione dati



Finanziamenti


Istituto di Astrofisica Spaziale e Fisica CosmicaIstituto di Fisica dello Spazio Interplanetario...

Documents

Transcript of Istituto di Astrofisica Spaziale e Fisica CosmicaIstituto di Fisica dello Spazio Interplanetario...