MARSIS Radar

  • MARSIS (Mars Advanced Radar for Subsurface and Ionosphere Sounding) Phase E (2004/2006)
    Planning Tool, Commanding Tool, Quick Look Tool, Level 2 Tool, Geographic Visualization Tool implementation
  • Continuazione delle attività di ricerca sul radar MARSIS Fase E (2007)


CO.RI.S.T.A. ha partecipato alle attività di ricerca del progetto MARSIS-Phase E.

Le fasi di una missione spaziale si possono dividere in:
Fase A: è la fase preliminare in cui si configurano gli scenari di missione, i principi operativi ed i requisiti funzionali del progetto. Si delinea inoltre l'architettura iniziale, le prestazioni e la configurazione del sistema.
Fase B: è la fase del consolidamento dei requisiti operativi e funzionali, dell'architettura, delle prestazioni e della configurazione di sistema della missione.
Fase C/D: è la fase operativa, deve stabilire i requisiti e le restrizioni da perseguire nel piano e nelle procedure operative del sistema e tutta la politica di attuazione del progetto.
Fase E: è la fase di supporto alle operazioni di lancio ed all'esecuzione effettiva della missione, con tutto ciò che essa comporta.


MARSIS - Mars Advanced Radar for Subsurface and Ionosphere Sounding- è uno dei sette strumenti montati a bordo del veicolo spaziale della missione europea  Mars Express.
Il progetto del radar, di cui ha la responsabilità l' Agenzia Spaziale Italiana, è stato affidato a  Thales Alenia Space Italia in collaborazione con il  Jet Propulsion Laboratory della NASA ed ha un Principal Investigator italiano dell' Università "La Sapienza" di Roma .

Le attività di cui il Consorzio è stato responsabile hanno riguardato il Segmento di Terra del radar, uno degli elementi del progetto dedicati al controllo ed al monitoraggio dello strumento, in grado di ricevere ed elaborare a terra i dati scientifici inviati dal radar posizionato sull'orbiter.

In particolare le attività affidate al Consorzio da Thales Alenia Space Italia sono state:

  • Long Term PLANNING Tool - Strumento di Pianificazione a lungo termine, per calcolare la temporizzazzione semestrale delle attività del radar;
  • COMMANDING Tool - Strumento di Codifica in comandi delle attività pianificate;
  • Science Data QUICK LOOK Tool - Strumento operativo per una valutazione veloce delle prestazioni di MARSIS dopo la deformattazione dei dati scientifici;
  • Science Data LEVEL 2 Tool - Strumento che consente la generazione di risultati di base;
  • Geographical Visualization Tool -Strumento aggiunto per soddisfare i requistiti di pianificazione generale della Comunità Scientifica, che permette inoltre correlazioni incrociate tra l'attività di osservazione di MARSIS e quella di altri strumenti, anche appartenenti a missioni diverse.

Il progetto è iniziato ad aprile 2004.

Il RADAR MARSIS

MARSIS è un tipo unico di radar a penetrazione a bassa frequenza (1.3-5.5 MHz), che può operare come Subsurface Sounder al di sotto degli 800 km di altitudine (dalla superficie di Marte) e come Ionosphere Sounder al di sotto dei 1200 km di altitudine (dalla superficie di Marte).
"Un radar sounding a penetrazione da piattaforma spaziale è stato sperimentato una sola volta in precedenza, nel corso di una delle missioni lunari Apollo.
MARSIS è il primo radar di questo tipo a cercare acqua nel sottosuolo. È unico.
" dice il Prof. Giovanni Picardi dell'Università  "La Sapienza" di Roma, Principal Investigator del progetto MARSIS.

MARSIS, con i suoi 40m di antenna, ha il compito di sondare la superficie di Marte fino a qualche km di profondità.
È stato progettato con l' obiettivo primario di produrre una mappa della distribuzione dell' acqua allo stato solido e/o liquido negli strati superiori della crosta di Marte. Come obiettivo secondario lo strumento deve svolgere una accurata indagine geologica del sottosuolo, una caratterizzazione puntuale della superficie del pianeta ed un sondaggio della ionosfera marziana, con misurazione globale della densità degli elettroni ed investigazione dell'impatto del sole e del vento solare su di essa.

Sulla terra uno strumento di questo tipo viene solitamente azionato da terra o da una piattaforma aerea, per la ricerca di acqua o di oggetti sepolti, ed è in grado di operare fino a poche decine di metri nel sottosuolo.
Su Marte opera dalla sua posizione a bordo di Mars Express fino ad una profondità massima di circa 5km sotto la crosta marziana, fornendo informazioni, non solo per quanto riguarda la presenza di acqua, ma sulla composizione totale dell'area investigata, scandagliando l'intera superficie del pianeta.
Le informazioni migliori derivanti dall'attività di penetrazione al suolo del radar, verranno rilevate durante la notte quando la ionosfera di Marte è meno attiva e Mars Express si trova a meno di 800 km dalla superficie, una condizione che si verifica per 26 minuti durante ogni orbita.
Durante il giorno sono invece migliori le informazioni sulla ionosfera, infatti la luce del sole ionizza gli strati superiori dell'atmosfera, cioè li carica elettricamente, e le onde radio del radar interagiscono con la ionosfera fornendo informazioni sulla sua struttura.

È stato accertato che sicuramente un tempo l'acqua scorreva sulla superficie di Marte, mentre sappiamo per certo che oggi esiste solo nella sua rarefatta atmosfera sotto forma di vapore, che di tanto in tanto si condensa e diventa ghiaccio in alcuni punti più freddi del pianeta.
Le informazioni fornite dal Mars Global Surveyor (la missione NASA iniziata il 07 November 1996 e terminata a Gennaio 2003), sono che una certa quantità di acqua allo stato liquido probabilmente fuoriesce sulla superficie, ma, se ciò avviene, non vi rimane a lungo.
Ci si può chiedere allora che fine abbia fatto l'acqua che pure esisteva sul pianeta rosso. Molti esperimenti a bordo del Mars Express sono finalizzati alla spiegazione dei meccanismi che hanno portato a questo dissolvimento. Di sicuro gran parte dell'acqua esistente si è persa nello spazio con l'atmosfera marziana. Per il resto, molti planetologi sono convinti che una grande quantità d'acqua sia presente nel sottosuolo di Marte ed i recenti risultati del Mars Global Surveyor lo confermano.
MARSIS si propone di fare la mappa del'acqua e del ghiaccio nel sottosuolo del pianeta rosso.



Articoli di CO.RI.S.T.A. sull'argomento:

  • O.Bombaci, D.Calabrese, F.Bernardini, ALENIA SPAZIO; M.Bortone, L.Citarella, R.Fusco, S.Mattei, A.Minoliti, C.Papa, CO.RI.S.T.A.; "MUGS-MARSIS Utilisation Ground Segment" International Mars Conference, Ischia, Italy, September 19-23, 2004.       
  • Flamini, E.; Fois, F.; Calabrese, D.; Bombaci, O.; Catallo, C.; Croce, A.; Croci, R.; Guelfi, M.; Zampolini, E.; Picardi, G.; Seu, R.; Mecozzi, R.; Biccari, D.; Cartacci, M.; Cicchetti, A.; Masdea, A.; Alberti, G.; Maffei, S.; Papa, C. "Sounding Mars with SHARAD & MARSIS", Advanced Ground Penetrating Radar, 2007 4th International Workshop on , Issue Date: 27-29 June 2007.       
  • Fois, F.; Mecozzi, R.; Iorio, M.; Calabrese, D.; Bombaci, O.; Catallo, C.; Croce, A.; Croci, R.; Guelfi, M.; Zampolini, E.; Ravasi, D.; Molteni, M.; Ruggeri, P.; Ranieri, A.; Ottavianelli, M.; Flamini, E.; Picardi, G.; Seu, R.; Biccari, D.; Orosei, R.; Cartacci, M.; Cicchetti, A.; Masdea, A.; Giacomoni, E.; Cutigni, M.; Provenziani, M.; Fuga, O.; Alberti, G.; Mattei, S.; Papa, C.; Marras, P.; Tattarletti, B.; Vicari, D.; Bonaventura, F.; Paterṇ, T.; Di Placido, A.; Morlupi, A. "Comparison between MARSIS & SHARAD results", Geoscience and Remote Sensing Symposium, 2007. IGARSS 2007. IEEE International , Issue Date: 23-28 July 2007.       

Tesi sviluppate sull'argomento:

  • "Algoritmi di postprocessing per calibrazione dati MARSIS", Salvatore Dinardo, anno accademico 2004-2005, Seconda Università degli Studi di Napoli, Facoltà di Ingegneria, Corso di Laurea in Ingegneria Aerospaziale.      

  • "Algoritmi di cancellazione del clutter superficiale per la missione MARSIS", Mario Graziano, anno accademico 2004-2005, Seconda Università degli Studi di Napoli, Facoltà di Ingegneria, Corso di Laurea in Ingegneria Aerospaziale.      
  • "Algoritmi di compensazione degli effetti ionosferici su segnali radar in atmosfera marziana", Damiano Laurenza, anno accademico 2004-2005, Seconda Università degli Studi di Napoli, Facoltà di Ingegneria, Corso di Laurea in Ingegneria Aerospaziale.      
  • "Algoritmi per la compensazione del ritardo ionosferico sul segnale inviato dal radar Marsis", tesi sviluppata presso CO.RI.S.T.A. dal candidato Espedito Rusciano, anno accademico 2005-2006, Seconda Università di Napoli, Facoltà di Ingegneria, Dipartimento di Ingegneria Aerospaziale.      


Per approfondimenti contattare:

Stefania Mattei
stefania.mattei@corista.eu
tel. 081 5935101