Fisica Matematica

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

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

Prof. Claudio Bonanno (Prof. Associato) (web: http://pagine.dm.unipi.it/bonanno)

Prof.. Giacomo Tommei (Prof. Associato) (web: http://www.dm.unipi.it/~tommei)

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

Dott. Vincenzo Di Pierri (Assegnista di Ricerca)

Dott. Daniele Serra (Assegnista di Ricerca)

Dott. Marco Fenucci (Dottorando)

Dott. Giacomo Lari (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)

Dott. Federica Spoto (IMCCE)

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

Si studia la dinamica degli asteroidi vicini alla Terra (NEAs) sviluppando algortimi per capire se uno di questi asteroidi pericolosi può o meno impattare con la Terra in futuro. Tali algoritmi sono implementati nel software 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).

Persone coinvolte: A. Milani, G. Tommei, G.B. Valsecchi

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

Studiamo il problema dell'esistenza di nuove orbite periodiche del problema newtoniano degli N-corpi come minimi del funzionale di azione lagrangiana
su uno spazio di `loops' simmetrici e con vincoli topologici. In particolare si cercano moti periodici con le stesse simmetrie e vincoli topologici nel caso di forze non newtoniane, con potenziali di interazione a due corpi della forma 1/r^a (a>1) dove r e' la distanza tra i due corpi. Per a>2 si riescono a trovare dei moti caotici come limite di successioni di moti periodici. Abbiamo anche investigato la stabilita' lineare di queste orbite utilizzando l'aritmetica degli intervalli.

Persone coinvolte: G. Fusco, 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, F. Spoto, Z. Knezevic

- DETERMINAZIONE ORBITALE PER ASTEROIDI E SPACE DEBRIS

Per le surveys della prossima generazione (e.g. Pan-STARRS, LSST) la grande quantita' di dati prevista richiede l'introduzione di nuovi metodi di determinazione orbitale. Si studiano soluzioni del problema di determinazione orbitale con archi di osservazioni molto corti. Tale studio viene effettuato utilizzando anche strumenti dell'algebra computazionale quali la teoria del risultante e delle basi di Groebner.

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

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

Il Gruppo di Meccanica Celeste è coinvolto in tre progetti di ricerca, legati alle missioni spaziali BepiColombo, Juno e JUICE. BepiColombo è una missione dell'ESA che sarà lanciata nel 2017, con l'obiettivo di esplorare Mercurio. Juno è una missione NASA verso Giove lanciata nel 2011,con l'obiettivo di capire l'origine e l'evoluzione del pianeta. JUICE è una missione dell'ESA il cui lancio è previsto nel 2022 con arrivo a Giove nel 2030, con l'obiettivo di fare almeno tre anni di osservazioni dettagliate del pianeta e delle sue lune più grandi: Ganimede, Callisto ed Europa. Il denominatore comune di queste missioni è la radio-scienza e in particolare 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.

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

- TEORIA ERGODICA

Si studiano delle proprietà dei sistemi con misura invariante infinita e allo sviluppo del formalismo termodinamico per questi sistemi attraverso l'operatore di trasferimento e le funzioni zeta dinamiche.

Persone coinvolte: C. Bonanno

PROGETTI EUROPEI:

- 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

- STARDUST-R (web:) ITN MSC H2020 (Gennaio 2019 - Dicembre 2022) l'inizio di questo progetto e' previsto per Gennaio 2019