Descrizione Progetto

NOME DEL PROGETTO

PROBA3

BREVE DESCRIZIONE

PROBA3 è una missione spaziale dell’Agenzia Spaziale Europea (ESA) che ha come obiettivo principale la verifica e la validazione di sistemi di metrologia e di controllo autonomo per il volo in formazione di due satelliti indipendenti. PROBA-3 opererà in un’orbita ellittica alta con perigeo a 600 km e apogeo a 60.000 km.

Una volta acquisita la formazione di volo, i due satelliti realizzeranno un coronagrafo occultato esternamente chiamato ASPIICS, con il telescopio su un satellite e l’occultare esterno sull’altro, posto a una distanza di 144 m. La formazione sarà mantenuta per circa 6 ore durante il transito all’apogeo e in questo periodo verranno eseguite diverse operazioni di resizing (avvicinamento e allontanamento relativo) e retargeting (off-pointing e re-pointing) al fine di confermare l’efficacia e l’efficienza dei sistemi di controllo metrologico e degli algoritmi.

L’osservazione della Corona del Sole nel campo di vista [1.08; 3.00] raggi solari sarà il tool scientifico per confermare l’allineamento della formazione.

Grazie alla geometria di occultazione che permette di minimizzare la diffrazione, PROBA3 permetterà di ottenere immagini multi-banda della Corona ad altissima risoluzione spaziale e temporale molto vicino al limbo solare come mai fatto prima.

Una volta ultimate le operazioni di missione, la formazione si romperà ed i due satelliti si riposizioneranno, sempre autonomamente, nell’orbita di sicurezza cosi da prepararsi ad un nuovo transito al perigeo, per poi ripetere nuovamente tutte le operazioni nell’orbita successiva.

RUOLO

L’INAF – Osservatorio Astrofisico di Torino ha la responsabilità per lo studio, lo sviluppo, la realizzazione ed i test di qualifica e di accettazione del sistema metrologico SPS – Shadow Position Sensors, uno degli strumenti più accurati a bordo della missione PROBA3. SPS è costituito da una serie di 8 SiPM (Silicon PhotoMultiplier) assemblati, insieme all’elettronica di controllo, in una flangia meccanica appositamente progettata per essere installata frontalmente al telescopio ASPIICS. Gli SPS saranno esposti alla radiazione coronale attraverso dei pinholes posti su una circonferenza concentrica alla pupilla di ingresso del telescopio.

Durante le operazioni, in cui la porta del telescopio verrà aperta, l’SPS sarà in grado di monitorare la simmetria dell’ombra generata dall’occultatore sul piano della pupilla di ASPIICS e, grazie ad un algoritmo estremamente specializzato, di misurare con grande accuratezza (<50micron) ogni spostamento dell’ombra rispetto al sistema di riferimento del telescopio. Da questa misura, l’algoritmo determinerà lo spostamento relativo dei due satelliti e fornirà al software di bordo la correzione necessaria per riportare la formazione nella sua configurazione nominale.

Il coinvolgimento di INAF-OATo prevede:

– La realizzazione delle parti meccaniche;

– Realizzazione, test e validazione del software;

– Contributo al design ed al debugging dell’elettronica;

– Test di qualifica e di accettazione di tutto il sistema;

– Contributo alla realizzazione della pipeline di analisi dati per il Science Operation Center.

INAF-OATO è inoltre coinvolto nello sviluppo del software di controllo per un altro sistema metrologico: OPSE- Occulter Position SEnsors.

OPSE è un sistema basato su una terna di LED posizionati al centro della superficie dell’occultatore rivolta verso il telescopio, che vengono osservati insieme alla Corona e che come l’SPS permettono di controllare lo spostamento relativo tra i due satelliti. INAF supporta anche le attività di test e validazione per l’OPSE.

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