Fisica Matematica

Prof. Andrea Milani Comparetti (Prof. Ordinario) (web: http://copernico.dm.unipi.it/~milani)

Prof. Giovanni Federico Gronchi (Prof. Ordinario) (web: http://adams.dm.unipi.it/~gronchi)

Dott. Giacomo Tommei (Ricercatore)    (web: http://www.dm.unipi.it/~tommei)

Dott. Giulio Bau' (Ricercatore) (web: http://adams.dm.unipi.it/~bau)

Dott. Daniele Serra (Assegnista di Ricerca)

Dott. Vincenzo Di Pierri (Assegnista di Ricerca)

Dott. Giacomo Lari (Dottorando)

Dott. Marco Fenucci (Dottorando)

 

Principali collaboratori esterni:

Prof. Giorgio Fusco (Universita' di L'Aquila)

Dott. Zoran Knezevic  (Osservatorio di Belgrado, Serbia, web: http://zoran.aob.rs/)

Dott. Giovanni Battista Valsecchi (INAF-IAPS, Roma)

Dott. Alessandro Rossi (IFAC-CNR, Firenze)

Spin-off:

SpaceDyS s.r.l. (Polo Tecnologico di Navacchio, web: www.spacedys.com)

PROGETTI DI RICERCA:

-DINAMICA DEI NEAR-EARTH ASTEROIDS E MONITORAGGIO D'IMPATTI CON LA TERRA

Il Gruppo di Meccanica Celeste studia da quasi venti anni la dinamica degli asteroidi vicini alla Terra (NEAs) e ha sviluppato algortimi per capire se uno di questi asteroidi pericolosi può o meno impattare con la Terra in futuro. Tali algoritmi sono implementati in un software, chiamato CLOMON2, che giornalmente processa i dati osservativi provenienti dagli osservatori di tutto il mondo calcolando le orbite degli oggetti e la loro incertezza. Gli output di tale software sono consultabili sul sito NEODyS (web: http://newton.dm.unipi.it/neodys) che il Gruppo di Meccanica Celeste gestisce insieme alla spin-off SpaceDyS,sponsorizzati dall'Agenzia Spaziale Europea (ESA). Un argomento di ricerca attuale è quello dei cosiddetti "impattori immediati": capire, dato un numero molto piccolo di osservazioni di un oggetto di natura asteroidale (spesso non sufficienti a calcolare un'orbita), se c'è la possibilità che quest'oggetto impatti con la Terra nel giro di pochi giorni o settimane.
Persone coinvolte: A. Milani, G. Tommei, G.B. Valsecchi

- METODI VARIAZIONALI PER LO STUDIO DI ORBITE PERIODICHE DEL PROBLEMA DEGLI N CORPI

Persone coinvolte: G.F. Gronchi, M. Fenucci

-DINAMICA DEGLI ASTEROIDI MAIN-BELT E FAMIGLIE DI ASTEROIDI

Il Gruppo di Meccanica Celeste si occupa da quasi trenta anni di dinamica degli asteroidi che orbitano tra Marte e Giove ed è responsabile del servizio on-line AstDyS(http://hamilton.dm.unipi.it/astdys/). AstDyS contiene dati su asteroidi numerati e multi-opposizione, tra cui gli elementi orbitali e la loro incertezza, elementi propri, effemeridi con incertezza, e altro ancora. Un argomento di ricerca attuale è legato al problema di come classificare le famiglie di asteroidi.
Persone coinvolte: A. Milani, G.F. Gronchi, Z. Knezevic

- DETERMINAZIONE ORBITALE PER ASTEROIDI E SPACE DEBRIS

Persone coinvolte: A. Milani, G.F. Gronchi, G. Bau', S. Maro', H. Ma

 

-MODELLI E METODI MATEMATICI PER L'ANALISI DI DATI DI TRACKING INTERPLANETARIO

Il Gruppo di Meccanica Celeste è coinvolto in tre progetti di ricerca il cui denominatore comune è la radio-scienza. Per radio-scienza si intende il raggiungimento di obiettivi scientifici, quali ad esempio determinare il campo di gravità di un pianeta, vincolare il suo stato di rotazione e la sua struttura interna oppure testare teorie della gravitazione, con l'analisi di dati di tracking di una sonda interplanetaria. I tre progetti di ricerca sono legati a tre distinte missioni spaziali (BepiColombo, Juno e JUICE) e sono finanziati dall'Agenzia Spaziale Italiana (ASI).
BepiColombo è una missione dell'Agenzia Spaziale Europea (ESA) che sarà lanciata nel 2017 con l'obiettivo di una profonda esplorazione del pianeta Mercurio. Solo due missioni della NASA hanno avuto Mercurio come target in passato, il Mariner 10 nel 1974-1975 e Messenger, che ha effettuato i suoi passaggi ravvicinati a Gennaio, Ottobre 2008, Settembre 2009 e ha iniziato la sua fase orbitante, durata un anno, nel Marzo 2011. La missione BepiColombo è composta da due veicoli spaziali da mettere in orbita attorno a Mercurio. L'esperimento di Radio Scienza (RSE) coordina un esperimento di gravimetria, uno di rotazione e uno di relatività. Il Gruppo di Meccanica Celeste sta sviluppando il codice determinazione orbitale e stima dei parametri che verrà utilizzato per MORE (Mercury Orbiter Radioscience Experiment): attualmente sono in svolgimento diverse simulazioni per dimostrare che la missione può soddisfare gli obiettivi scientifici, che sono una più approfondita conoscenza del campo gravitazionale di Mercurio e del suo stato di rotazione, un test della relatività generale ed il miglioramento delle effemeridi planetarie.

Juno è una missione NASA lanciata il 5 agosto 2011, che arriverà in orbita attorno al pianeta Giove nel 2016: l'obiettivo di Juno è quello di capire l'origine e l'evoluzione di Giove. Juno produrrà mappe globali della gravità, dei campi magnetici, e studierà la composizione atmosferica grazie ad un'orbita polare con un pericentro molto ravvicinato. L'Università di Pisa, tramite l'Agenzia Spaziale Italiana (ASI) che ha firmato un accordo con la NASA, ha il compito sviluppare il codice di determinazione orbitale e stima dei parametri per l'analisi dei dati di Juno.

JUICE - Jupiter Icy lune Explorer - è la prima missione di classe "large" del programma Cosmic Vision dell'ESA 2015-2025. Il lancio è previsto nel 2022 con arrivo a Giove nel 2030, ed ha lo scopo di fare almeno tre anni di osservazioni dettagliate del pianeta gigante e di tre delle sue più grandi lune, Ganimede, Callisto ed Europa. Il Gruppo di Meccanica Celeste studier?? la possibilit?? di determinare alcuni parametri dinamici dell'ambiente gioviano utilizzando dati di tracking di JUICE e svilupperà un software dedicato.

Persone coinvolte: A. Milani, G. Tommei, F. De Marchi, G. Schettino, D. Serra

PROGETTI PRECEDENTI:

-STARDUST (web: http://www.strath.ac.uk/stardust/) ITN Marie Curie FP7 (Febbraio 2013 - Gennaio 2017)

Stardust è un network europeo di formazione e di ricerca dedicato allo studio e allo sviluppo di tecniche per il monitoraggio di asteroidi e detriti spaziali, per la rimozione dei detriti e la deflessione di asteroidi. Stardust ha lo scopo di formare la prossima generazione di scienziati ed ingegneri che dovranno proteggere il nostro pianeta, salvaguardare le nostre risorse spaziali e trasformare la minaccia rappresentata da asteroidi e detriti spaziali in un'opportunità. Stardust si spingerà ai confini della ricerca spaziale con idee innovative e concetti visionari. Il progetto di ricerca integrerà diverse discipline, dalla robotica alla matematica applicata, dall'intelligenza computazionale all'astrodinamica, per trovare soluzioni pratiche ed efficaci al problema degli asteroidi pericolosi e dei detriti spaziali. Il Gruppo di Meccanica Celeste è "Full Partner" del newtwork e conta al suo interno due "Early Stage Researchers", Stefano Maro' e Helene Ma. Stefano Maro si occupa della ricerca di algoritmi efficienti per la determinazione orbitale di asteroidi e dello studio del MOID per l'analisi del rischio d'impatto. Helene Ma si occupa della ricerca di algoritmi efficienti per la determinazione orbitale di detriti spaziali partendo da osservazioni radar e della ricerca di possibli collisioni all'interno della popolazione dei detriti spaziali.

Persone coinvolte: G.F. Gronchi, A. Milani, S. Maro', H. Ma