ASI - Nota Tecnica RA4 "Quarto Rapporto di Avanzamento" - Versione ASI_SD2_RA4_issue1.0

Fourth progress report of the second part of the ASI Space Debris Project

Questo documento riassume le attività svolte nell'ambito del terzo anno del Progetto ASI Detriti Spaziali, dalla III alla IV Riunione di Avanzamento. Oltre a ciò, sono descritte anche le attività del Primo Atto Aggiuntivo al contratto, svolte nello stesso periodo. Per quanto concerne le misure ottiche (WP110), di responsabilità di UNIRM1, si è tentato nei mesi di Gennaio, Febbraio e Marzo di monitorare tre close approach tra UNISAT3 e i detriti di Cosmos 2251. Sebbene la capacità attuale del telescopio da 30 cm di diametro dell'osservatorio SpaDE non abbia permesso di osservare oggetti in LEO così piccoli, sono state pianificate nuove campagne di osservazione con il nuovo telescopio da 50 cm di diametro, del quale vengono presentate in dettaglio le caratteristiche ottiche. Il nuovo sistema sarà disponibile nei prossimi 2/3 mesi. In ogni caso, viene mostrata la capacità del 30cm di SpaDE di osservare i detriti di Cosmos2251 e Iridium33. Inoltre sono state effettuate nuove campagne in GEO da inviare a CNES e JAXA nell'ambito della collaborazione sull'analisi delle immagini.. Per quanto concerne il contributo di altri osservatori italiani (WP111), vengono riportati i primi risultati relativi all'analisi di immagini di campagne osservative di CNES e JAXA. Inoltre viene illustrata l'attività svolta in questi mesi con l'obiettivo di creare collaborazioni gestite da GAUSS/ASI con osservatori italiani e internazionali. Riguardo il WP130, a causa dello spostamento del laboratorio del gruppo GAUSS dalla sede di San Pietro in Vincoli alla nuova sede in via Salaria 851, solo recentemente si è ripresa l'attività relativa allo sviluppo del nuovo sensore ISIS. Si procederà nei prossimi mesi a stipulare accordi con il CISAS per la realizzazione dei test di sensibilità dei trasduttori, per la revisione dell'elettronica analogica, per la valutazione dell'elettronica digitale e per la calibrazione del sensore tramite prove di impatto iperveloce. Per quanto riguarda le misure radar (WP120a), di responsabilità IRA-OATO dell'INAF, vengono riassunte le attività svolte tra la RA3 e la RA4. E' descritto il software di puntamento delle antenne radar in modalità piggy-back, e i risultati delle simulazioni effettuate allo scopo di testarne la funzionalità. Per quanto riguarda le campagne di misura, il 14 ottobre 2009 si è svolta una sessione osservativa durante la quale è stato testato con successo un sistema radar multistatico (Evpatoria-Medicina-Noto). Di questa campagna sono presentati i risultati preliminari che includono anche la rivelazione di alcuni possibili detriti alle quote dei satelliti Cosmo-SkyMed. Utilizzando i calibratori radar, puntati durante la stessa sessione di misure, è stata effettuata una stima della potenza trasmessa dall'antenna di Evpatoria. Tale stima, ottenuta mediante l'applicazione del metodo radiometrico, ha rivelato delle fluttuazioni di potenza che saranno indagate nelle prossime campagne osservative. Infine, per quanto concerne l'analisi in realtime dei dati radar, è in fase di sviluppo uno spettrometro software che sarà installato su schede IBOB basate su FPGA. Per quanto riguarda le misure radar (WP120b), di responsabilità ISAC-CNR, sono continuate le osservazioni mensili dei detriti al rientro in atmosfera, discriminandoli dai meteoroidi in base ai tempi di salita dei corrispondenti radioechi. Per ogni mese del 2009 sono stati calcolati i flussi totali giornalieri e quelli dei debris, nonche' i rapporti percentuali di tali flussi e i valori medi ottenuti sull'arco temporale delle osservazioni. L'esistenza di una possibile variazione stagionale dei flussi dei debris con valori piu' bassi nei mesi primaverili deve essere confermata da ulteriori osservazioni, mentre deve essere presa in seria considerazione l'influenza sui debris al rientro in atmosfera del ciclo solare attuale (n.24) che presenta in questi primi anni un'attività insolitamente bassa. E' continuato il confronto tra i flussi cumulativi dei debris e dei meteoroidi in funzione delle loro dimensioni e analizzato il comportamento delle curve teoriche applicate a tali flussi ed estrapolate a particelle micrometriche. Si sta sviluppando il software per l'accquisizione dati da 5 canali che rappresentano le uscite dei ricevitori dell'interferometro. Per quanto riguarda la modellazione (WP200) e la mitigazione (WP400), di responsabilità ISTI/CNR, le attività contrattuali sono terminate, non essendone state previste di nuove nell'Atto Aggiuntivo. Continuerà comunque, fino al termine naturale del presente contratto, il supporto alle attività IADC (WG2 e WG4), alle attività di mitigazione dell'ASI e alle collaborazioni internazionali dell'ASI in campo detritico. Successivamente alla RA3 è continuata la caratterizzazione delle nubi di detriti generate dalla collisione tra i satelliti Cosmos 2251 e Iridium 33, è stato iniziato uno studio, nell'ambito dell'AI 27.1, per la valutazione della necessità di un Active Debris Removal in LEO, è proseguita l'analisi dei risultati della campagna test di rientro 2009-01, è stato effettuato uno studio degli errori dei modelli di atmosfera in condizioni di attività solare massima, è stato fornito supporto, all'ASI e allo IADC, in ambito COPUOS, sono state analizzate alcune problematiche relative al re-orbiting a fine vita del satellite geosincrono SICRAL 1 (Ministero della Difesa), ed è proseguita l'attività di revisione del Technical Support Document alle IADC Mitigation Guidelines (AI 26.2). Infine, per quanto concerne le problematiche di protezione (WP310 e 330), di responsabilità CISAS, viene riassunta l'attività sperimentale svolta per la caratterizzazione di ejecta da HVI, nell'ambito dello IADC AI 26-1. In particolare, è stato evidenziato come l'impatto iperveloce di un detrito singolo possa produrre migliaia di nuovi detriti, aventi massa complessiva superiore anche di due ordini di grandezza rispetto alla massa del detrito iniziale. Riguardo le attività numeriche, sono state realizzate simulazioni per la validazione della più recente versione 2 di ESABASE2/Debris, basandosi sui benchmark definiti nello IADC Protection Manual. Inoltre, sono state realizzate simulazioni preliminari tramite idorcodici per verificare la possibilità di rappresentare numericamente e in modo semplice il fenomeno di ejecta. Infine, è arrivato a completamento l'incarico di Chairman del WG3 ricoperto dal Dr.Francesconi, con la produzione della documentazione richiesta in sede IADC, con la revisione dell'ultima versione 4 del Protection Manual e la preparazione della prima versione 0.1 del report ufficiale per la chiusura dell'AI26-1.