I contenuti del corso coprono aspetti generali dell'uso dello spazio per la sperimentazione in fisica e astronomia, aspetti di meccanica celeste per le orbite e il moto a due e tre corpi, aspetti di dettaglio sulla strumentazione adatta o adattata all'uso spaziale.
Slides del corso
Spacecraft Systems Engineering, P. Fortescue, G. Swinerd, J. Stark
Dispense su alcuni argomenti
Obiettivi Formativi
Comprensione delle ragioni per proporre e condurre esperimenti di fisica e astronomia nello spazio.
Comprensione degli aspetti relativi a realizzare un esperimento scientifico in ambiente spaziale.
Comprensione di come nasce, si sviluppa e si gestisce una missione spaziale.
Conoscenza della strumentazione utilizzata e differenze rispetto alla strumentazione normalmente utilizzata in laboratorio.
Conoscenza dell'ambiente spaziale e dell'impatto che la radiazione ionizzante ha sulla strumentazione.
Conoscenza delle tecniche di acquisizione e trasmissione dei dati a terra.
Prerequisiti
Nessuno.
Adatto a tutti gli indirizzi di fisica e astronomia.
Metodi Didattici
Il corso si basa sul lezioni frontali che mettono in evidenza come la sperimentazione in fisica viene fortemente condizionata dall'ambiente spaziale, mostrando aspetti teorici e aspetti pratici di ottimizzazione dei materiali e dei sistemi. Grande attenzione è dedicata agli aspetti multidisciplinari che concorrono al successo di un esperimento spaziale.
Ci sarà anche una parte di sperimentazione pratica nel preparare il pallone stratosferico da lanciare.
Infine una esperienza diretta con le attività spaziali nell'industria completerà il quadro formativo.
Altre Informazioni
Durante il corso gli progetteremo e realizzeremo con gli studenti un pallone stratosferico che sarà lanciato dall'Osservatorio Polifunzionale del Chianti al termine del corso.
L'ultima lezione del corso sarà una visita ad una industria che opera nel settore della sperimentazione nello spazio, per mostrare agli studenti come le idee e i requisiti posti dagli scienziati diventano poi realtà.
Modalità di verifica apprendimento
Esame orale con tre quesiti. Il primo è una presentazione su tema scelto e discusso dallo studente. Il secondo e terzo sono scelti nell'ambito del programma.
Programma del corso
Introduzione: motivazioni scientifiche per esperimenti nello spazio – Come nasce e si organizza una missione spaziale – Orbite – Punti Lagrangiani - Effetti della non sfericità della terra sulle orbite - Dinamica della sonda - I raggi cosmici e fasce di Van Allen - Sistemi per la rivelazione di raggi cosmici - Tipologie di missione: missioni suborbitali, missioni orbitali e planetarie - Struttura di un payload scientifico - Requisiti di sistemi ottici: telescopi - Requisiti di sistemi ottici: spettrografi - Rivelatori di fotoni per applicazioni spaziali - Requisiti di sistemi ottici: camere per imaging - Elettronica di bordo e comunicazione dati - Analisi termo-meccanica di un payload scientifico - L’ambiente spaziale: interazioni con il payload scientifico - Danni da radiazione - Sistemi di alimentazione - Ground support equipment - Filosofia dei modelli - Esempi di missione spaziale - Incontro con un’industria spaziale