Space and astronautical engineering - Ingegneria spaziale e astronautica

Obiettivi formativi

L'obiettivo del corso è fornire una conoscenza di base sul funzionamento delle parti che costituiscono gli endoreattori a propellente liquido, e del sistema nel suo insieme. La parti principali analizzati nel corso sono il sistema di alimentazione, il sistema di raffreddamento in funzione delle elevate pressioni richieste per avere elevate efficienze, anche in vista di una maggiore sostenibilità ambientale della propulsione spaziale. E' obiettivo del corso fornire agli studenti gli elementi base per lo studio delle turbomacchine e dell'instabilità di combustione.

Obiettivi formativi

Il corso si dedicherà all'analisi della struttura generale dei motori a propellente solido (SRM) ed alla complessa fenomenologia che li caratterizza. Una parte introduttiva fornirà gli strumenti teorici di base e affronterà i primi modelli matematici del motore in grado di descrivere l'operazione in regime quasi stazionario. Successivamente verranno affrontati i vari aspetti della combustione dei materiali energetici ed in particolare dei propellenti solidi. Infine, il corso si dedicherà ad aspetti specifici dei motori a solido come i fenomeni di erosione degli ugelli in materiale composito, flussi bifase, la geometria del grano e il transitorio di accensione. Verranno forniti cenni su alcune varianti dei motori a solido come i motori ibridi. Attenzione verrà posta sullo stato dello sviluppo di nuove formulazioni di propellenti solidi basate sull’uso di ossidanti “green”, con l’obiettivo di ridurre progressivamente l’impiego dei perclorati che producono prodotti di combustione altamente tossici. Delle esercitazioni verranno effettuate a corredo di ogni parte del corso.

Obiettivi formativi

Una delle maggiori difficoltà che si incontrano nell’utilizzo concreto in termini di applicazioni ingegneristiche della fluidodinamica computazionale è la concorrenzialità di attività, e relative problematiche, per loro natura molto diverse. Per citarne alcune: la scelta della mesh di calcolo, dell’algoritmo di soluzione, del modello di turbolenza, etc…

Pertanto gli obiettivi formativi saranno focalizzati sulla conoscenza e comprensione di un ampio spettro di metodi numerici, modelli fisici e tecniche di analisi rilevanti per la progettazione aerodinamica in regime comprimibile, come pure sull’acquisizione della capacità di identificazione del problema fisico di interesse, sulla scelta di un approccio adeguato per la modellizzazione numerica e la valutazione critica dei risultati ottenuti.

Inoltre grande importanza verrà data ad un progetto, auspicabilmente di gruppo, finalizzato alla soluzione/simulazione di un problema specifico. In questo modo verranno affrontate praticamente tutte le fasi del flusso di lavoro CFD, pre-elaborazione, risoluzione e post-elaborazione. Il team dovrà organizzare riunioni, gestire le risorse, gestire la dipendenza dai compiti, riferire sui calcoli e condurre analisi complete.

Il progetto di gruppo è fondamentale per questo corso, in quanto crea un ambiente di consulenza virtuale, riunendo studenti con diversi background per risolvere un problema reale.

Il problem solving e il coordinamento del progetto devono essere intrapresi su base individuale e di squadra. Gli studenti svilupperanno anche abilità interpersonali necessarie per intraprendere le loro future carriere come leader di ingegneria e tecnologia.

Alla fine del progetto, il gruppo terrà una presentazione nella quale esporrà le problematiche incontrate e i risultati ottenuti.

Obiettivi formativi

L'obiettivo del corso è fornire una conoscenza di base sul funzionamento delle parti che costituiscono gli endoreattori a propellente liquido, e del sistema nel suo insieme. La parti principali analizzati nel corso sono il sistema di alimentazione, il sistema di raffreddamento in funzione delle elevate pressioni richieste per avere elevate efficienze, anche in vista di una maggiore sostenibilità ambientale della propulsione spaziale. E' obiettivo del corso fornire agli studenti gli elementi base per lo studio delle turbomacchine e dell'instabilità di combustione.

Obiettivi formativi

Il corso si dedicherà all'analisi della struttura generale dei motori a propellente solido (SRM) ed alla complessa fenomenologia che li caratterizza. Una parte introduttiva fornirà gli strumenti teorici di base e affronterà i primi modelli matematici del motore in grado di descrivere l'operazione in regime quasi stazionario. Successivamente verranno affrontati i vari aspetti della combustione dei materiali energetici ed in particolare dei propellenti solidi. Infine, il corso si dedicherà ad aspetti specifici dei motori a solido come i fenomeni di erosione degli ugelli in materiale composito, flussi bifase, la geometria del grano e il transitorio di accensione. Verranno forniti cenni su alcune varianti dei motori a solido come i motori ibridi. Attenzione verrà posta sullo stato dello sviluppo di nuove formulazioni di propellenti solidi basate sull’uso di ossidanti “green”, con l’obiettivo di ridurre progressivamente l’impiego dei perclorati che producono prodotti di combustione altamente tossici. Delle esercitazioni verranno effettuate a corredo di ogni parte del corso.

Obiettivi formativi

Questo corso offre l'opportunità di integrare la preparazione acquisita nei corsi di base con metodologie e strumenti avanzati per l'analisi dinamica delle strutture aerospaziali sia nel dominio del tempo che in quello di Fourier-Laplace. Viene studiata la risposta dei sistemi strutturali lineari a carichi dinamici sia deterministici che stocastici, introducendo alcune questioni essenziali sulla teoria della vibrazione casuale. Il corso presenta anche tecniche di riduzione dell'ordine (condensazione statica e dinamica) di modelli ad elementi finiti insieme a problemi di eccitazione sismica su strutture aerospaziali come aerei e lanciatori. Particolare attenzione è data anche ai principali modelli di smorzamento strutturale per lo studio del controllo delle vibrazioni con assorbitori dinamici. Infine, viene fornita una panoramica dei problemi di propagazione nelle strutture aerospaziali in cui sono coinvolti processi dinamici veloci. I metodi di integrazione numerica sono utilizzati per studiare le risposte di questi sistemi strutturali, evidenziando le differenze rispetto alle risposte ottenute con l'analisi lineare.

Obiettivi di apprendimento
Generale
Dopo aver completato questo corso, lo studente sarà in grado di comprendere tutti gli aspetti fondamentali relativi alla dinamica delle strutture aerospaziali, studiare i problemi di risposta a carichi sismici casuali con valutazione delle prestazioni, progettare un sistema di controllo passivo e attivo delle vibrazioni strutturali utilizzando assorbitori dinamici e valutare effetti non lineari nel caso di strutture caratterizzate da dinamica veloce. Lo studente avrà infine maturato il bagaglio culturale per dialogare con enti di certificazione per la qualificazione al volo/lancio di sistemi strutturali e con gli enti/professionisti responsabili delle prove dinamiche sperimentali.

Obiettivi formativi

Conoscenza delle principali fenomenologie, teorie, e modelli matematici/numerici che caratterizzano i processi di combustione in miscele di gas.

Obiettivi formativi

L'obiettivo del corso è quello di fornire agli studenti una solida base dei principi della meccanica di volo dei lanciatori. I contenuti del corso coprono i principi fondamentali della meccanica di volo dei lanciatori, compresa la pianificazione ottimale della traiettoria di salita di un lanciatore (anche riutilizzabile) dalla base di lancio all’inserimento in orbita del carico utile, e l’analisi della stabilità e del controllo del lanciatore in volo atmosferico.

Verranno inoltre illustrati i fattori chiave che influenzano le prestazioni dei veicoli di lancio, come i requisiti della missione, le condizioni atmosferiche e la posizione del sito di lancio, al fine di fornire agli studenti una comprensione completa del contesto in cui operano i veicoli di lancio.

Il corso pone una particolare attenzione sulla capacità di applicare le conoscenze apprese alla soluzione di problemi numerici tipici della meccanica del volo dei lanciatori, quali la pianificazione di traiettoria e il controllo di un lanciatore flessibile.

The objective of the course is to provide students with a solid foundation of the principles of launch vehicle flight mechanics.

Obiettivi formativi

The course aims to provide the theoretical basis to address the study of thermal and thermoelastic problems in aerospace structures, induced by the thermal environment of the missions of aeronautical and space systems, with particular attention to the phenomena of radiative exchange. The technology relating to piezoelectric materials is also introduced with a view to structural monitoring, the treatment of which is deeply interconnected with the thermoelastic one following a close analogy in the mathematical formulation. Structural monitoring technologies based on the use of piezoelectric materials and energy harvesting technologies from mechanical vibrations connected to them constitute a transversal reference for applications in the monitoring of industrial systems, vehicles and intelligent infrastructures.

Obiettivi formativi

Questo corso offre la possibilità di integrare la preparazione acquisita nei corsi di base con metodologie avanzate in grado di analizzare i sistemi propulsivi operanti a velocità ipersonica. Il corso è principalmente focalizzato sui sistemi propulsivi di tipo air-breathing ad alta velocità, con e senza turbomacchine. Nel corso saranno discussi nel dettaglio i principali componenti quali prese dinamiche ad alta velocità, mescolatori, isolatori, combustori e ugelli.
Obiettivi formativi
Generale
Gli obiettivi formativi prevedono l’acquisizione della conoscenza di base e delle competenze necessarie per studiare ed analizzare l’aerotermodinamica e le prestazioni, in condizioni di progetto e fuori progetto, di sistemi propulsivi di tipo air-breathing operanti a velocità ipersoniche quali ramjet e scrambjet, sistemi propulsivi basati sulla detonazione e sistemi propulsivi a ciclo combinato.
Dettagliati
Una volta completato il corso lo studente sarà in grado di:
- Calcolare le prestazioni di un sistema propulsivo di tipo ramjet/scramjet
- Discutere i principi di funzionamento di una presa d’aria supersonica e ipersonica
- Utilizzare modelli ridotti per analizzare il ciclo termodinamico e calcolare le prestazioni di sistemi propulsivi di tipo air-breathing e di sistemi propulsivi a ciclo combinato operanti a velocità supersoniche e ipersoniche
- Sfruttare le conoscenze acquisite per essere in grado di effettuare criticamente la scelta del sistema propulsivo ipersonico per una data missione
- Condurre un progetto preliminare dei principali sottosistemi di un sistema di propulsione ipersonica

Obiettivi formativi

Fornire i fondamenti dell'aerodinamica ipersonica e le metodologie per la soluzione dei flussi ipersonici.

Obiettivi formativi

Acquisizione delle capacità di analisi e sintesi di sistemi di guida e navigazione nelle missioni spaziali e l'interazione con il controllo, gli altri sottosistemi del veicolo.
Applicazioni di tecniche di Sorveglianza spaziale per il monitoraggio, la prevenzione e la rimozione di detriti spaziali.
Conoscenza e valutazione dell'effetto delle perturbazioni ambientali sull'evoluzione di sistemi orbitali complessi (i.e. megacostellazioni, nubi di frammenti, formazioni...) e sostenibilità del traffico spaziale.

Obiettivi formativi

The course illustrates the basic estimation and filtering methodologies. The student will be able to use the most important estimation techniques and to formulate and study optimization problem of different kinds.

Specific objectives

- Knowledge and understanding
The student will learn the estimation and filtering methodologies for being applied to different frameworks.

- Use knowledge and understanding
The student will be able to formulate an estimation problem and design the optimal estimate, by implementing it to evaluate the consequent results

- Communication skills
The course will allow the student to communicate and share the main problems in specific application fields, by focusing on the possible design procedures and evaluating their strength or weakness

- Learning skills
The course will empower the analytical skills of the student, from the problem analysis to the study of the available scientific literature and down to the design and implementation.

Obiettivi formativi

Il corso ha come obiettivo quello di consentire agli allievi di acquisire conoscenze e competenze utili per il circolo virtuoso innovazione-tecnologie-materiali-prodotti-processi nel settore aeronautico strutturale e propulsivo e nel campo più ampio dell’industria manifatturiera. Gli argomenti saranno trattati con il ricorso ad un approccio inter e multidisciplinare, con lo scopo di collegare le conoscenze e le competenze relative allo sviluppo ed all'utilizzo delle tecnologie innovative dei materiali, finalizzate alle applicazioni realizzative ed agli aspetti di selezione/progetto. Saranno altresì evidenziati gli aspetti di base volti ad identificare criteri di selezione e scelta dei materiali che favoriscano approcci manifatturieri tipici dell’economia circolare, con riferimento all’uso di materiali ecocompatibili e riciclabili, per processi tecnologici basati anche su materiali di sostituzione provenienti da materie prime seconde, inclusi sistemi leggeri e multimateriale.

Obiettivi formativi

Conoscere i criteri di progettazione di massima di un sistema elettrico satellitare, e la
sua stretta correlazione con il sistema satellite.

Conoscere i criteri di dimensionamento di: generatori fotovoltaici, circuiti, sistemi di
accumulo energetico, sistemi di protezione elettrica.

Obiettivi formativi

I materiali utilizzati nelle applicazioni aerospaziali devono soddisfare particolari requisiti di prestazione estendendo le limitazioni di progettazione dei convenzionali materiali ingegneristici e la domanda di design e considerando prodotti più efficaci dal punto di vista dell'efficienza energetica, delle prestazioni durante il ciclo di vita e della sostenibilità ambientale (impiego di materiali riutilizzabili e/o riciclabili).
In questo contesto, rientra lo sviluppo di processi di manufacturing in situ in ambiente planetario (Luna e Marte) basati su risorse locali per limitare il trasporto da Terra e il relativo impiego di risorse non rinnovabili. L'obiettivo del corso è quello di illustrare agli studenti tutti gli aspetti dei materiali, delle tecnologie e dei processi e il loro uso nel campo aerospaziale, anche nell’ottica della sostenibilità e dell’economia circolare nello spazio.
Gli studenti svilupperanno la conoscenza della tecnologia dei materiali aerospaziali in relazione alla progettazione, all’analisi e al testing. Particolare rilievo sarà dato alle applicazioni pratiche e alla ricerca in corso. Il corso comprenderà una breve sezione di laboratorio, in cui gli studenti fabbricheranno e testeranno una semplice struttura in materiale composito avanzato.

Obiettivi formativi

Il corso ha come obiettivo l'insegnamento delle metodologie per la
modellizzazione e l'analisi di sistemi spaziali complessi quali i
sistemi Multibody in ambiente spaziale.

Obiettivi formativi

I materiali utilizzati nelle applicazioni aerospaziali devono soddisfare particolari requisiti di prestazione estendendo le limitazioni di progettazione dei convenzionali materiali ingegneristici e la domanda di design e considerando prodotti più efficaci dal punto di vista dell'efficienza energetica, delle prestazioni durante il ciclo di vita e della sostenibilità ambientale (impiego di materiali riutilizzabili e/o riciclabili).
In questo contesto, rientra lo sviluppo di processi di manufacturing in situ in ambiente planetario (Luna e Marte) basati su risorse locali per limitare il trasporto da Terra e il relativo impiego di risorse non rinnovabili. L'obiettivo del corso è quello di illustrare agli studenti tutti gli aspetti dei materiali, delle tecnologie e dei processi e il loro uso nel campo aerospaziale, anche nell’ottica della sostenibilità e dell’economia circolare nello spazio.
Gli studenti svilupperanno la conoscenza della tecnologia dei materiali aerospaziali in relazione alla progettazione, all’analisi e al testing. Particolare rilievo sarà dato alle applicazioni pratiche e alla ricerca in corso. Il corso comprenderà una breve sezione di laboratorio, in cui gli studenti fabbricheranno e testeranno una semplice struttura in materiale composito avanzato.

Obiettivi formativi

- Ampliare le conoscenze di meccanica orbitale e dinamica d’assetto acquisite nei precedenti corsi
- Descrivere e simulare i sistemi di stabilizzazione semi-passiva, con particolare riferimento ai sistemi dual spin
- Comprendere le problematiche del riorientamento dei satelliti e simulare le relative manovre
- Descrivere matematicamente e simulare il moto complessivo dei veicoli spaziali (traiettoria e assetto) in fasi di missione complesse, quali il rientro planetario
- Descrivere matematicamente le traiettorie a bassa spinta e comprenderne l’impiego nei trasferimenti orbitali
- Apprendere tecniche avanzate per il progetto delle costellazioni satellitari e la valutazione delle relative prestazioni

Obiettivi formativi

Il corso ha come obiettivo l'insegnamento delle metodologie per la
modellizzazione e l'analisi di sistemi spaziali complessi quali i
sistemi Multibody in ambiente spaziale.

Obiettivi formativi

L’obiettivo del corso è fornire agli studenti la conoscenza dettagliata
delle metodologie in uso per il progetto dei satelliti e dei sistemi
satellitare, secondo gli standard internazionali.

Obiettivi formativi

Fornire una conoscenza di base dei propulsori astronautici, cioè dei propulsori impiegati nelle missioni spaziali per manovre di "deep-space" oppure per controllo d'assetto e "station-keeping". Fornire gli strumenti utili allo studio dei propulsori elettrotermici, elettrostatici, elettromagnetici e nucleari termici. Attenzione viene posta verso le alternative “green” ai sistemi propulsivi chimici convenzionali per le applicazioni future con l’obiettivo di ridurre l’impiego di propellenti tossici.

Obiettivi formativi

Questo corso offre l'opportunità di integrare la preparazione acquisita nei corsi di base con metodologie e strumenti avanzati per l'analisi dinamica delle strutture aerospaziali sia nel dominio del tempo che in quello di Fourier-Laplace. Viene studiata la risposta dei sistemi strutturali lineari a carichi dinamici sia deterministici che stocastici, introducendo alcune questioni essenziali sulla teoria della vibrazione casuale. Il corso presenta anche tecniche di riduzione dell'ordine (condensazione statica e dinamica) di modelli ad elementi finiti insieme a problemi di eccitazione sismica su strutture aerospaziali come aerei e lanciatori. Particolare attenzione è data anche ai principali modelli di smorzamento strutturale per lo studio del controllo delle vibrazioni con assorbitori dinamici. Infine, viene fornita una panoramica dei problemi di propagazione nelle strutture aerospaziali in cui sono coinvolti processi dinamici veloci. I metodi di integrazione numerica sono utilizzati per studiare le risposte di questi sistemi strutturali, evidenziando le differenze rispetto alle risposte ottenute con l'analisi lineare.

Obiettivi di apprendimento
Generale
Dopo aver completato questo corso, lo studente sarà in grado di comprendere tutti gli aspetti fondamentali relativi alla dinamica delle strutture aerospaziali, studiare i problemi di risposta a carichi sismici casuali con valutazione delle prestazioni, progettare un sistema di controllo passivo e attivo delle vibrazioni strutturali utilizzando assorbitori dinamici e valutare effetti non lineari nel caso di strutture caratterizzate da dinamica veloce. Lo studente avrà infine maturato il bagaglio culturale per dialogare con enti di certificazione per la qualificazione al volo/lancio di sistemi strutturali e con gli enti/professionisti responsabili delle prove dinamiche sperimentali.

Obiettivi formativi

Il corso mira a fornire una comprensione completa di payload scientifici e di navigazione di un veicolo spaziale e della loro integrazione a bordo. Il corso offre agli studenti la possibilità di sviluppare le competenze necessarie per comprendere le sfide della progettazione di strumenti a partire da requisiti di prestazioni di alto livello fino ai requisiti di implementazione di basso livello.
La prima parte del corso si concentra sugli aspetti tecnici, a partire dalla progettazione del carico utile fino alla sua integrazione finale all'interno del veicolo spaziale. Questi aspetti tecnici includono: scopo e requisiti di uno strumento; interfacce di alimentazione e dati con il veicolo spaziale; compatibilità meccanica, termica ed elettromagnetica con altra strumentazione di bordo in un determinato ambiente; massa, volume e consumo di energia/potenza dello strumento e loro impatto sulla progettazione del veicolo spaziale. Questo modulo affronta le principali fasi di progettazione e revisione di uno strumento e la campagna di test prima di essere integrato nel satellite o sonda spaziale. Questo modulo affronta anche le sfide progettuali incontrate nell’adattare uno strumento alle operazioni in diversi scenari di missione. Ad esempio, la selezione del lanciatore gioca un ruolo importante nel determinare l'ambiente di vibrazione degli strumenti, oppure le tolleranze alla radiazione che vengono richieste possono variare in modo assai significativo a seconda del profilo di missione.
La seconda parte del corso verte sull'analisi dei carichi utili e delle loro principali caratteristiche e finalità. Per un insieme di strumenti selezionati si analizzeranno le scelte progettuali e i principali problemi da affrontare. Lo studente avrà già in parte acquisito familiarità con questi aspetti durante la prima parte del corso. Le caratteristiche tecniche e i requisiti dello strumento verranno confrontati con le prestazioni e i requisiti di misura sulla base di alcuni esempi concreti. I carichi utili che verranno analizzati sono scelti tra: altimetri laser, transponder radio, spettrometri, radar, fotocamere, accelerometri, magnetometri, analizzatore di particelle e riflettori laser (possono variare ogni anno). Le misurazioni scientifiche e le informazioni che possono fornire vengono analizzate indipendentemente per ogni strumento, evidenziandone le sinergie. Ad esempio, i dati dell'altimetro laser possono essere combinati con i dati di tracciamento radio per misurare maree di superficie e gravitazionale dei corpi celesti, fornendo dati essenziali per determinare la struttura interna di quei corpi.
Il background teorico che gli studenti hanno sviluppato durante la laurea triennale e magistrale viene applicato in un contesto che consente allo studente di comprendere le sfide della realizzazione di strumentazione avanzata, qualificata per lo spazio.

Al termine del corso, lo studente acquisirà le seguenti competenze:

1) Comprendere le interfacce (meccaniche, elettriche, termiche) tra lo strumento e il veicolo spaziale;
2) Comprendere i requisiti dello strumento e il suo impatto sulla progettazione del veicolo spaziale;
3) Valutare l'impatto sulla progettazione strumentale dell'ambiente operativo;
4) Acquisire la capacità di scrivere requisiti chiari per lo sviluppo e l’integrazione del payload nei veicoli spaziali;
5) Comprendere le funzioni e gli obiettivi dello strumento nel contesto della missione e l'utilizzo dei dati da parte dell'utente finale.
6) Acquisire conoscenze su alcuni degli strumenti più utilizzati nell'esplorazione spaziale.

Obiettivi formativi

After this course, the student will be able to:
- Know the different types of gossamer structures
- Understand pros and cons of using specific gossamer structure for a mission
- Select materials based on project requirements and operative environment to realize a large structure
- Understand the rational manufacturing techniques to realize gossamer structures
- Know and understand the deployable technological solutions including kirigami and origami techniques
- Know and understand the current state-of-art of manufacturing processes for ISRU
- Understand the principles to design habitats on Moon and Mars
- Understand how to realize a space suit
- Understand how to apply nanotechnology for space applications

Obiettivi formativi

After this course, the student will be able to:
- Know the different types of gossamer structures
- Understand pros and cons of using specific gossamer structure for a mission
- Select materials based on project requirements and operative environment to realize a large structure
- Understand the rational manufacturing techniques to realize gossamer structures
- Know and understand the deployable technological solutions including kirigami and origami techniques
- Know and understand the current state-of-art of manufacturing processes for ISRU
- Understand the principles to design habitats on Moon and Mars
- Understand how to realize a space suit
- Understand how to apply nanotechnology for space applications

Obiettivi formativi

General
After completing this course, the student will be able to understand how the MAIT processes are related to the present industrial needs and will be able to have a holistic approach to the overall life of a spacecraft. The student will know concept as model-based system engineering and how they can be used in the management of complex decision processes as the space missions are. The student will know the logics behind the Industry 4.0 approaches and how they can applied in the real industrial practice.
Detailed
Upon completion of this course, the student will be able to:
- Understand how the user needs in terms of mission requirements can influence the industrial organization
- Understand and use instruments of decision support as decisional matrices
- Understand the modern vision of model-centered design and manufacturing
- Understand the meaning of long-life approach to the design of a spacecraft
- Understand, at a high-level point of view, the MAIT processes typical of space industry
- Understand the main concepts of Industry 4.0 and Smart Manufacturing
- Understand the rationale and main features of MAIT process sensorization
- Understand concepts as Digital Twins and Cyber-physical Systems
- Understand how digitalization can be applied to improve space systems MAIT

Obiettivi formativi

Modulo di elettronica (6 crediti)
Il modulo di elettronica intende fornire le conoscenze generali di un sistema elettronico inteso come sistema di elaborazione di informazioni. In particolare, partendo dai concetti di base relativi ai sistemi lineari, il corso mira a fornire gli strumenti matematici per l’analisi dei segnali e le conoscenze di base di elettronica analogica e digitale partendo dai componenti fondamentali per arrivare ai circuiti elettronici e infine ai sistemi elettronici più complessi. Il corso mette a fuoco il legame tra banda in frequenza, consumo di potenza e rumore nei circuiti analogici e reti digitali per le applicazioni spaziali e satellitari nel contesto delle infrastrutture di trasporto, energetiche, telecomunicazioni.
Risultati di apprendimento attesi: gli studenti saranno in grado di analizzare circuiti elettronici analogici e digitali e acquisiranno elementi di progettazione di sistemi elettronici per differenti campi applicativi.
Modulo di sensori ottici (3 crediti)
Il modulo di sensori ottici ha lo scopo di fornire un’introduzione ai sistemi ottici integrati partendo dai meccanismi di trasduzione della radiazione tramite sorgenti ottiche (laser e LED) e fotorivelatori a semiconduttore fino ad arrivare a comprendere gli aspetti a livello di sistema di sensori di immagini basati su CCD e CMOS. Il modulo presenta casi applicativi nel campo del telerilevamento ambientale e comunicazioni ottiche a larga banda in fibra e nello spazio libero e per sistemi complessi.
Risultati di apprendimento attesi: gli studenti saranno in grado di comprendere il funzionamento dei sensori di immagine e ambientali, confrontando le prestazioni delle diverse tecnologie disponibili in funzione dei requisiti di sistema.

Obiettivi formativi

Modulo di elettronica (6 crediti)
Il modulo di elettronica intende fornire le conoscenze generali di un sistema elettronico inteso come sistema di elaborazione di informazioni. In particolare, partendo dai concetti di base relativi ai sistemi lineari, il corso mira a fornire gli strumenti matematici per l’analisi dei segnali e le conoscenze di base di elettronica analogica e digitale partendo dai componenti fondamentali per arrivare ai circuiti elettronici e infine ai sistemi elettronici più complessi. Il corso mette a fuoco il legame tra banda in frequenza, consumo di potenza e rumore nei circuiti analogici e reti digitali per le applicazioni spaziali e satellitari nel contesto delle infrastrutture di trasporto, energetiche, telecomunicazioni.
Risultati di apprendimento attesi: gli studenti saranno in grado di analizzare circuiti elettronici analogici e digitali e acquisiranno elementi di progettazione di sistemi elettronici per differenti campi applicativi.
Modulo di sensori ottici (3 crediti)
Il modulo di sensori ottici ha lo scopo di fornire un’introduzione ai sistemi ottici integrati partendo dai meccanismi di trasduzione della radiazione tramite sorgenti ottiche (laser e LED) e fotorivelatori a semiconduttore fino ad arrivare a comprendere gli aspetti a livello di sistema di sensori di immagini basati su CCD e CMOS. Il modulo presenta casi applicativi nel campo del telerilevamento ambientale e comunicazioni ottiche a larga banda in fibra e nello spazio libero e per sistemi complessi.
Risultati di apprendimento attesi: gli studenti saranno in grado di comprendere il funzionamento dei sensori di immagine e ambientali, confrontando le prestazioni delle diverse tecnologie disponibili in funzione dei requisiti di sistema.

Obiettivi formativi

Modulo di elettronica (6 crediti)
Il modulo di elettronica intende fornire le conoscenze generali di un sistema elettronico inteso come sistema di elaborazione di informazioni. In particolare, partendo dai concetti di base relativi ai sistemi lineari, il corso mira a fornire gli strumenti matematici per l’analisi dei segnali e le conoscenze di base di elettronica analogica e digitale partendo dai componenti fondamentali per arrivare ai circuiti elettronici e infine ai sistemi elettronici più complessi. Il corso mette a fuoco il legame tra banda in frequenza, consumo di potenza e rumore nei circuiti analogici e reti digitali per le applicazioni spaziali e satellitari nel contesto delle infrastrutture di trasporto, energetiche, telecomunicazioni.
Risultati di apprendimento attesi: gli studenti saranno in grado di analizzare circuiti elettronici analogici e digitali e acquisiranno elementi di progettazione di sistemi elettronici per differenti campi applicativi.
Modulo di sensori ottici (3 crediti)
Il modulo di sensori ottici ha lo scopo di fornire un’introduzione ai sistemi ottici integrati partendo dai meccanismi di trasduzione della radiazione tramite sorgenti ottiche (laser e LED) e fotorivelatori a semiconduttore fino ad arrivare a comprendere gli aspetti a livello di sistema di sensori di immagini basati su CCD e CMOS. Il modulo presenta casi applicativi nel campo del telerilevamento ambientale e comunicazioni ottiche a larga banda in fibra e nello spazio libero e per sistemi complessi.
Risultati di apprendimento attesi: gli studenti saranno in grado di comprendere il funzionamento dei sensori di immagine e ambientali, confrontando le prestazioni delle diverse tecnologie disponibili in funzione dei requisiti di sistema.

Obiettivi formativi

GENERALI
Sono introdotti i payload satellitari di telecomunicazioni e radar con i loro principi di funzionamento. Per ciascuno dei due payload: (i) si approfondiscono le applicazioni con i relativi requisiti prestazionali; (ii) si analizza il sistema spaziale completo e la missione spaziale tipica al cui interno sono inseriti; (iii) si identificano i parametri di progetto principali da cui dipendono le prestazioni; (iv) si studia il legame fra i parametri principali e le prestazioni; (v) si analizzano i requisiti sulla piattaforma che li ospita, per garantirne il corretto funzionamento.
Nell’ambito dei payload di telecomunicazioni, si studiano il broadcast satellitare, le connessioni dati punto-punto, i sistemi di personal communication satellitari, il trasferimento a terra dei dati di osservazione della Terra e la telemetria. Si approfondiscono le tecniche di modulazione e di codifica, i sistemi di antenna ed il loro impatto su piattaforma ed assetto, il dimensionamento della potenza.
Nell’ambito dei payload radar, si studiano i radar ad apertura sintetica (SAR) per la formazione di immagini ad alta risoluzione. Si approfondiscono le tecniche di compressione di impulso e di formazione dell’antenna sintetica, i sistemi di antenna ed il loro impatto su piattaforma ed assetto, il dimensionamento della potenza.

SPECIFICI
Conoscenza e capacità di comprensione: al termine, lo studente ha acquisito una conoscenza di base sulle due tipologie di payload considerate e sui loro parametri principali, sui sistemi e le missioni che sono centrati su di essi.
Capacità di applicare conoscenza e comprensione: al termine, lo studente ha acquisito la capacità di valutare criticamente sia la scelta del payload, tramite il dimensionamento dei suoi parametri principali in funzione dei requisiti operativi (dai requisiti utente), sia la sua integrazione con la piattaforma.
Inoltre, lo studente acquisisce:
Autonomia di giudizio: al termine, lo studente ha maturato l’autonomia di giudizio necessaria per integrare le conoscenze sulle diverse tipologie di payload, gestirne la complessità delle tecnologie impiegate nelle diverse missioni spaziali, e valutarne le prestazioni nei diversi contesti applicativi.
Abilità comunicative: al termine del corso lo studente ha acquisito la capacità di operare in un contesto fortemente multi-disciplinare interagendo con ingegneri progettisti delle strutture e delle tecnologie dell’informazione per lo spazio, con tecnici specialisti e interlocutori non specialisti.
Capacità di apprendimento: al termine del corso lo studente ha sviluppato la capacità di approfondire autonomamente lo studio delle nuove tecnologie impiegate nelle future evoluzioni dei sistemi satellitari.

Obiettivi formativi

Il corso di Elettronica dei Sistemi Spaziali intende fornire gli strumenti per la comprensione delle figure di merito, dei requisiti di progetto, e delle topologie circuitali dei sottosistemi che compongono un payload satellitare per telecomunicazioni in tecnologia integrata.
Obiettivi di apprendimento specifici:
- Comprensione e utilizzo delle principali figure di merito di un sistema elettronico a Radio-Frequenza su satellite e dei principali sottosistemi che lo compongono: amplificatore, Mixer, PLL, filtro
- Analisi dei circuiti più utilizzati per realizzare tali sotto-sistemi in tecnologia integrata
- Comprensione dello schema a blocchi e delle componenti del sistema di alimentazione su satellite
- Analisi dei limiti funzionali dei dispositivi e degli apparati elettronici in ambiente spaziale, e cenni alle tecniche di Radiation-Hardening dei circuiti integrati

Obiettivi formativi

- Comprendere le tecniche di geodesia spaziale (GNNS, VLBI, SLR) per la georeferenziazione di dati territoriali e sui metodi per l’elaborazione multi-temporale di dati di telerilevamento ottico, radar e lidar.
- Sviluppare competenze sulle tecniche di geodesia spaziale e di telerilevamento satellitare e aereo per il controllo, il monitoraggio e la prevenzione dei rischi di origine naturale o antropica che comportano processi degenerativi sull'ambiente e sul territorio (dissesto idrogeologico, erosione costiera, inquinamento da stoccaggio di rifiuti e da aree industriali, stato della vegetazione, ecc.)
- comprendere i metodi e gli strumenti per la costruzione di WEBGIS e database georefernziati, dalla scala urbana alla scala territoriale, utili per la gestione di sistemi di produzione di beni e l’erogazione di servizi sostenibili (ad. controllo della stabilità di edifici e infrastrutture, manutenzione di reti tecnologiche e di trasporto, gestione delle aree verdi, ecc.)
- Esperienza su dati sperimentali nell'ambito di laboratorio tematico da sviluppare su casi di studio reali

Obiettivi formativi

The course illustrates the basic estimation and filtering methodologies. The student will be able to use the most important estimation techniques and to formulate and study optimization problem of different kinds.

Specific objectives

- Knowledge and understanding
The student will learn the estimation and filtering methodologies for being applied to different frameworks.

- Use knowledge and understanding
The student will be able to formulate an estimation problem and design the optimal estimate, by implementing it to evaluate the consequent results

- Communication skills
The course will allow the student to communicate and share the main problems in specific application fields, by focusing on the possible design procedures and evaluating their strength or weakness

- Learning skills
The course will empower the analytical skills of the student, from the problem analysis to the study of the available scientific literature and down to the design and implementation.

Obiettivi formativi

Il modulo ha l’obiettivo di fornire una conoscenza di base ed a largo spettro sui sistemi di telerilevamento per l’Osservazione della Terra da aereo e da satellite e sui servizi Copernicus dell’Unione Europea per il monitoraggio del nostro pianeta ed il suo ambiente con l’ausilio di dati da satellite. I servizi Copernicus riguardano la gestione del territorio e delle maggiori risorse rinnovabili e non, dell’ambiente marino, dell’atmosfera e della sicurezza ambientale in un contesto di sostenibilità dell’uso delle risorse e dell’impatto sui cambiamenti climatici. Il modulo descrive, con approccio sistemistico, i requisiti e le caratteristiche di massima del sistema in relazione all’applicazione finale. Illustra le basi fisiche del telerilevamento e semplici modelli di interazione elettromagnetica con i mezzi naturali utili alla interpretazione dei dati. Illustra o richiama i principi di funzionamento dei principali sensori di telerilevamento nelle diverse regioni dello spettro elettromagnetico. Illustra le principali tecniche di elaborazione dei dati telerilevati ai fini della generazione di prodotti applicativi, anche con l’ausilio di esercitazioni al calcolatore. Fornisce una panoramica sulle informazioni sull’ambiente terrestre (atmosfera, mare, vegetazione, etc.) rilevabili nelle diverse bande dello spettro elettromagnetico. Descrive le principali missioni spaziali di Osservazione della Terra, e le caratteristiche più significative dei prodotti forniti agli utenti finali.

Obiettivi formativi

Conoscere i criteri di progettazione di massima di un sistema elettrico satellitare, e la
sua stretta correlazione con il sistema satellite.

Conoscere i criteri di dimensionamento di: generatori fotovoltaici, circuiti, sistemi di
accumulo energetico, sistemi di protezione elettrica.

Obiettivi formativi

Il corso si propone di fornire allo studente gli strumenti necessari per affrontare lo studio di un sistema robotico per le missioni spaziali. In particolare, l’obiettivo principale è l’analisi del sistema di guida, navigazione e controllo per missioni di on-orbit-servicing, di rendez-vous e docking, e di esplorazione planetaria con robot mobili.

Obiettivi formativi

Acquisizione delle capacità di analisi e sintesi di sistemi di guida e navigazione nelle missioni spaziali e l'interazione con il controllo, gli altri sottosistemi del veicolo.
Applicazioni di tecniche di Sorveglianza spaziale per il monitoraggio, la prevenzione e la rimozione di detriti spaziali.
Conoscenza e valutazione dell'effetto delle perturbazioni ambientali sull'evoluzione di sistemi orbitali complessi (i.e. megacostellazioni, nubi di frammenti, formazioni...) e sostenibilità del traffico spaziale.

Obiettivi formativi

Lo scopo del corso è quello di preparare lo studente alla progettazione delle traiettorie per missioni interplanetarie sia dal punto di vista teorico che quello applicativo. A tal fine lo studio degli argomenti, sia di base che avanzati, è costantemente affiancato da esercitazioni numeriche. Gli strumenti necessari alle simulazioni sono interamente sviluppati dagli studenti durante il corso e applicati a missioni reali.

Obiettivi formativi

Il corso si propone di fornire allo studente gli strumenti necessari per affrontare lo studio di un sistema robotico per le missioni spaziali. In particolare, l’obiettivo principale è l’analisi del sistema di guida, navigazione e controllo per missioni di on-orbit-servicing, di rendez-vous e docking, e di esplorazione planetaria con robot mobili.

Obiettivi formativi

I materiali utilizzati nelle applicazioni aerospaziali devono soddisfare particolari requisiti di prestazione estendendo le limitazioni di progettazione dei convenzionali materiali ingegneristici e la domanda di design e considerando prodotti più efficaci dal punto di vista dell'efficienza energetica, delle prestazioni durante il ciclo di vita e della sostenibilità ambientale (impiego di materiali riutilizzabili e/o riciclabili).
In questo contesto, rientra lo sviluppo di processi di manufacturing in situ in ambiente planetario (Luna e Marte) basati su risorse locali per limitare il trasporto da Terra e il relativo impiego di risorse non rinnovabili. L'obiettivo del corso è quello di illustrare agli studenti tutti gli aspetti dei materiali, delle tecnologie e dei processi e il loro uso nel campo aerospaziale, anche nell’ottica della sostenibilità e dell’economia circolare nello spazio.
Gli studenti svilupperanno la conoscenza della tecnologia dei materiali aerospaziali in relazione alla progettazione, all’analisi e al testing. Particolare rilievo sarà dato alle applicazioni pratiche e alla ricerca in corso. Il corso comprenderà una breve sezione di laboratorio, in cui gli studenti fabbricheranno e testeranno una semplice struttura in materiale composito avanzato.

Obiettivi formativi

Il corso mira a fornire una comprensione completa di payload scientifici e di navigazione di un veicolo spaziale e della loro integrazione a bordo. Il corso offre agli studenti la possibilità di sviluppare le competenze necessarie per comprendere le sfide della progettazione di strumenti a partire da requisiti di prestazioni di alto livello fino ai requisiti di implementazione di basso livello.
La prima parte del corso si concentra sugli aspetti tecnici, a partire dalla progettazione del carico utile fino alla sua integrazione finale all'interno del veicolo spaziale. Questi aspetti tecnici includono: scopo e requisiti di uno strumento; interfacce di alimentazione e dati con il veicolo spaziale; compatibilità meccanica, termica ed elettromagnetica con altra strumentazione di bordo in un determinato ambiente; massa, volume e consumo di energia/potenza dello strumento e loro impatto sulla progettazione del veicolo spaziale. Questo modulo affronta le principali fasi di progettazione e revisione di uno strumento e la campagna di test prima di essere integrato nel satellite o sonda spaziale. Questo modulo affronta anche le sfide progettuali incontrate nell’adattare uno strumento alle operazioni in diversi scenari di missione. Ad esempio, la selezione del lanciatore gioca un ruolo importante nel determinare l'ambiente di vibrazione degli strumenti, oppure le tolleranze alla radiazione che vengono richieste possono variare in modo assai significativo a seconda del profilo di missione.
La seconda parte del corso verte sull'analisi dei carichi utili e delle loro principali caratteristiche e finalità. Per un insieme di strumenti selezionati si analizzeranno le scelte progettuali e i principali problemi da affrontare. Lo studente avrà già in parte acquisito familiarità con questi aspetti durante la prima parte del corso. Le caratteristiche tecniche e i requisiti dello strumento verranno confrontati con le prestazioni e i requisiti di misura sulla base di alcuni esempi concreti. I carichi utili che verranno analizzati sono scelti tra: altimetri laser, transponder radio, spettrometri, radar, fotocamere, accelerometri, magnetometri, analizzatore di particelle e riflettori laser (possono variare ogni anno). Le misurazioni scientifiche e le informazioni che possono fornire vengono analizzate indipendentemente per ogni strumento, evidenziandone le sinergie. Ad esempio, i dati dell'altimetro laser possono essere combinati con i dati di tracciamento radio per misurare maree di superficie e gravitazionale dei corpi celesti, fornendo dati essenziali per determinare la struttura interna di quei corpi.
Il background teorico che gli studenti hanno sviluppato durante la laurea triennale e magistrale viene applicato in un contesto che consente allo studente di comprendere le sfide della realizzazione di strumentazione avanzata, qualificata per lo spazio.

Al termine del corso, lo studente acquisirà le seguenti competenze:

1) Comprendere le interfacce (meccaniche, elettriche, termiche) tra lo strumento e il veicolo spaziale;
2) Comprendere i requisiti dello strumento e il suo impatto sulla progettazione del veicolo spaziale;
3) Valutare l'impatto sulla progettazione strumentale dell'ambiente operativo;
4) Acquisire la capacità di scrivere requisiti chiari per lo sviluppo e l’integrazione del payload nei veicoli spaziali;
5) Comprendere le funzioni e gli obiettivi dello strumento nel contesto della missione e l'utilizzo dei dati da parte dell'utente finale.
6) Acquisire conoscenze su alcuni degli strumenti più utilizzati nell'esplorazione spaziale.

Obiettivi formativi

Prima di accedere alla laurea magistrale in Ingegneria Spaziale gli allievi hanno acquisito conoscenze fondamentali relative al moto dei fluidi tramite corsi dedicati agli aspetti fondamentali di aerodinamica e gasdinamica.

Questo livello base, seppur fondamentale, non sono tuttavia sufficienti a capire come i fluidi, anche quelli più comuni, si comportino in microgravità. Il peso ridotto introduce ulteriore complessità legata al fatto che forze superficiali, quali la tensione superficiale, che sono normalmente trascurabili sulla Terra diventano essenziali. Per di più la lunga permanenza nell spazio in ambienti necessariamente ristretti richiede di acquisire confidenza con il comportamento più complesso dei fluidi biologici per capire come si comportano fluidi con reologia più esotica.

In questo contesto, il corso di Microgravity Flows è dedicato a fornire agli allievi interessati all’ambiante della microgravità gli strumenti appropriati per capire e progettare applicazioni fluidiche nel contesto della scienza dello spazio. L’obiettivo finale è formare gli allievi in modo che sappiamo identificare le sfide poste dal moto dei fluidi nel contesto dei sistemi spaziali immolo da proporre soluzioni efficaci a proemi relativi alla dinamica dei fluidi nel contesto della definizione del carico utile di una missione spaziale e della progettazione di sistemi di bordo e delle missioni con equipaggio umano.

In questo contesto il corso persegue i seguenti obiettivi formativi:

Conoscenza il corso:

- Fornisce la comprensione di base delle equazioni che governano il moto dei fluidi basandosi sui principi fondamentali fino ad portare gli allievi a padroneggiare i modelli reologici fondamentali, gli effetti di superficie e i processi di cambiamento di fase nei fluidi in condizioni di microgravità.
- Istruisce gli allievi sul comportamento dei materiali soffici e due fluidi fisiologici, con particolare enfasi sull’emodinamica ed il comportamento dei fluidi linfatici e sula loro risposta all’ambiente spaziale,
- Fornisce la comprensione del moto dei fluidi sulla dinamica del veicolo spaziale.
Competenze: Il corso fornisce le seguenti competenze operative:
- Capacità di identificare il modello più corretto per descrivere i differenti tipi di moto che si realizzano in microgravità in relazione ai diversi contesti applicativi.
- Capacità di concepire sistemi microfluidici e definire le relative procedure di fabbricazione a livello prototipale.
- Capacitò di tradurre i modelli matematici in algoritmi di calcolo.
- Capacità di realizzare simulazioni numeriche e interpretare i risultati.
- Capacità di i) definire la caratteristiche principali di esperimenti che coinvolgono il moto di fluidi in micrigravità; ii) selezionare le piattaforme più appropriate per la loro realizzazione; iii) interpretare i dati sperimentali.

Abilità trasversali. Il corso cura in particolare lo sviluppo delle seguenti abilità trasversali:
- Realizzazione di rapporti tecnico-scientifici riguardanti il moto dei fluidi in ambiente spaziale.
- Attitudine al lavoro in condizioni cooperative, con attenzione alla capacità di proporre e sostenere soluzioni originali in un dato contesto tecnico-scientifico.
- Capacità comunicative, con particolare riguardo alla discussione pubblica di aspetti riguardanti il moto dei fluidi in microgravità in presenza di attorio sia tecnico che non-specialistico.

Obiettivi formativi

Il corso di SPACE SURVEILLANCE AND SPACE TRAFFIC MANAGEMENT introduce lo studente allo studio dei moti del satellite in orbita e, trattando il satellite come elemento di un sistema multicomponentei (costellazione, formazione, space traffic), stabilisce i collegamenti tra le materie dell'Astrodinamica, della Navigazione, Tracking e Guida spaziale e della Determinazione Orbitale.

Obiettivi di apprendimento specifici:
- Comprendere i fondamenti dell'Astrodinamica con particolare riguardo alle perturbazioni ambientali incidenti sulla traiettoria
- Saper progettare e calcolare, avendone compreso il senso fisico, le strategie di guida, basate su manovre impulsive e a bassa spinta, per lo station keeping, mantenimento del volo in formazione e collision avoidance
- Definizione e determinazione da misure di terra delle effemeridi accurate e dei Two Line Elements
- Definizione di Close approach e rischio di collisione.
- Sistemi di determinazione orbitale iniziale ed accurata e Sistemi di determinazione d'assetto basati su misure ottiche
- Sistemi di navigazione e tracking, basati su filtri sequenziali, per lanciatori e velivoli stratosferici
- Gli studenti avranno modo di fare esperienza pratica basandosi sull'utilizzo di network di osservatori per la Sorveglianza Spaziale della Sapienza
- Essere capaci di risolvere problemi con gli appropriati strumenti computazionali attraverso la conoscenza, l’applicazione e lo sviluppo di di codice di calcolo e/o dei moderni applicativi per la simulazione di missioni spaziali.

Obiettivi formativi

- Ampliare le conoscenze di meccanica orbitale e dinamica d’assetto acquisite nei precedenti corsi
- Descrivere e simulare i sistemi di stabilizzazione semi-passiva, con particolare riferimento ai sistemi dual spin
- Comprendere le problematiche del riorientamento dei satelliti e simulare le relative manovre
- Descrivere matematicamente e simulare il moto complessivo dei veicoli spaziali (traiettoria e assetto) in fasi di missione complesse, quali il rientro planetario
- Descrivere matematicamente le traiettorie a bassa spinta e comprenderne l’impiego nei trasferimenti orbitali
- Apprendere tecniche avanzate per il progetto delle costellazioni satellitari e la valutazione delle relative prestazioni

Obiettivi formativi

Acquisizione delle capacità di analisi e sintesi di sistemi di guida e navigazione nelle missioni spaziali e l'interazione con il controllo, gli altri sottosistemi del veicolo.
Applicazioni di tecniche di Sorveglianza spaziale per il monitoraggio, la prevenzione e la rimozione di detriti spaziali.
Conoscenza e valutazione dell'effetto delle perturbazioni ambientali sull'evoluzione di sistemi orbitali complessi (i.e. megacostellazioni, nubi di frammenti, formazioni...) e sostenibilità del traffico spaziale.

Obiettivi formativi

Fornire una conoscenza di base dei propulsori astronautici, cioè dei propulsori impiegati nelle missioni spaziali per manovre di "deep-space" oppure per controllo d'assetto e "station-keeping". Fornire gli strumenti utili allo studio dei propulsori elettrotermici, elettrostatici, elettromagnetici e nucleari termici. Attenzione viene posta verso le alternative “green” ai sistemi propulsivi chimici convenzionali per le applicazioni future con l’obiettivo di ridurre l’impiego di propellenti tossici.

Obiettivi formativi

Obiettivi generali:

Conoscere i principi di base dell'intelligenza artificiale, in particolare la modellazione di sistema intelligente tramite la nozione di agente intelligente.
Conoscere le tecniche di base dell'Intelligenza Artificiale con particolare riferimento alla manipolazione di simboli e, più in generale, a modelli discreti.

Obiettivi specifici:

Conoscenza e comprensione:
Metodi di ricerca automatica nello spazio degli stati: metodi generali, metodi basati su euristiche, ricerca locale.
Rappresentazioni fattorizzate: problemi di soddisfacimento di vincoli, modelli di pianificazione.
Rappresentazione della conoscenza attraverso sistemi formali: logica proposizionale, logica del primo ordine, cenni alle logiche descrittive ad alle forme di ragionamento non monotono.
Uso della logica come linguaggio di programmazione: PROLOG.

Applicare conoscenza e comprensione:
Modellazione di problemi con i diversi metodi di rappresentazione acquisiti.
Analisi del comportamento degli algoritmi di ragionamento di base.

Capacità critiche e di giudizio:
Essere in grado di valutare la qualità di un modello di rappresentazione di un problema e dei risultati ottenuti applicando su di esso tecniche di ragionamento automatico.

Capacità comunicative:
Le capacità di comunicazione orale dello studente vengono stimolate attraverso l'interazione durante le lezioni tradizionali mentre le capacità espositive nello scritto vengono sviluppate attraverso la discussione di esercizi e delle domande a risposta aperta previste nelle prove di esame.

Capacità di apprendimento:
Oltre alle classiche capacità di apprendimento fornite dallo studio teorico del materiale didattico, attraverso gli esercizi relativi all'applicazione dei modelli appresi, il corso contribuisce a sviluppare le capacità di risoluzione di problemi dello studente.

Obiettivi formativi

Il corso di Elettronica dei Sistemi Spaziali intende fornire gli strumenti per la comprensione delle figure di merito, dei requisiti di progetto, e delle topologie circuitali dei sottosistemi che compongono un payload satellitare per telecomunicazioni in tecnologia integrata.
Obiettivi di apprendimento specifici:
- Comprensione e utilizzo delle principali figure di merito di un sistema elettronico a Radio-Frequenza su satellite e dei principali sottosistemi che lo compongono: amplificatore, Mixer, PLL, filtro
- Analisi dei circuiti più utilizzati per realizzare tali sotto-sistemi in tecnologia integrata
- Comprensione dello schema a blocchi e delle componenti del sistema di alimentazione su satellite
- Analisi dei limiti funzionali dei dispositivi e degli apparati elettronici in ambiente spaziale, e cenni alle tecniche di Radiation-Hardening dei circuiti integrati

Obiettivi formativi

- Comprendere le tecniche di geodesia spaziale (GNNS, VLBI, SLR) per la georeferenziazione di dati territoriali e sui metodi per l’elaborazione multi-temporale di dati di telerilevamento ottico, radar e lidar.
- Sviluppare competenze sulle tecniche di geodesia spaziale e di telerilevamento satellitare e aereo per il controllo, il monitoraggio e la prevenzione dei rischi di origine naturale o antropica che comportano processi degenerativi sull'ambiente e sul territorio (dissesto idrogeologico, erosione costiera, inquinamento da stoccaggio di rifiuti e da aree industriali, stato della vegetazione, ecc.)
- comprendere i metodi e gli strumenti per la costruzione di WEBGIS e database georefernziati, dalla scala urbana alla scala territoriale, utili per la gestione di sistemi di produzione di beni e l’erogazione di servizi sostenibili (ad. controllo della stabilità di edifici e infrastrutture, manutenzione di reti tecnologiche e di trasporto, gestione delle aree verdi, ecc.)
- Esperienza su dati sperimentali nell'ambito di laboratorio tematico da sviluppare su casi di studio reali

Obiettivi formativi

l’obiettivo del modulo è fornire allo studente gli strumenti per comprendere ed acquisire padronanza su:

 Applicazioni ed obiettivi scientifici di sensori radar per telerilevamento, concepito sia per l’osservazione della Terra che

di altri corpi celesti

 Acquisire conoscenza dei principi di funzionamento dei sensori radar, capacità di dimensionarne i parametri di sistema

fondamentali

 Avere padronanza degli algoritmi di elaborazione dei dati dei sensori radar che consentano l’elaborazione dei dati e

l’estrazione delle informazioni legate al raggiungimento degli obiettivi scientifici.

Obiettivi formativi

The Space Medicine module aims to equip students with a comprehensive understanding of the unique challenges posed by space travel on human health. The module focuses on developing expertise in space-related medical issues, including the diagnosis, monitoring, prevention, and treatment of space-specific health concerns. Students will also explore the intricacies of life support systems, telemedicine applications, and the role of nutrition and exercise in sustaining astronaut well-being. By the end of the course, learners will be able to address the complex medical needs of individuals in space missions, especially focused on long term permanence in space and to issues related to space exploration and human settlement beyond Earth.

Learning objectives
After completing this course, the student will be able to:
Gain competence in the diagnosis and treatment of space-specific medical conditions.
Explore life support systems and their critical role in sustaining human life in space.
Understand the principles and applications of health monitoring and telemedicine for remote healthcare in space.
Understand the role of nutrition and exercise in maintaining astronaut health and well-being.
Gain competence on countermeasures to the challenges of bone and muscle health in microgravity.
Understand the basic aspects of strategies for cardiovascular and immune system health maintenance during space travel.
Understand the psychological and social dynamics of astronaut teams and strategies for promoting mental health.
Explore the ethical considerations and challenges related to medical decision-making in space missions.
Examine the impact of space radiation on human health and develop strategies for mitigation.

Obiettivi formativi

The Space Medicine module aims to equip students with a comprehensive understanding of the unique challenges posed by space travel on human health. The module focuses on developing expertise in space-related medical issues, including the diagnosis, monitoring, prevention, and treatment of space-specific health concerns. Students will also explore the intricacies of life support systems, telemedicine applications, and the role of nutrition and exercise in sustaining astronaut well-being. By the end of the course, learners will be able to address the complex medical needs of individuals in space missions, especially focused on long term permanence in space and to issues related to space exploration and human settlement beyond Earth.

Learning objectives
After completing this course, the student will be able to:
Gain competence in the diagnosis and treatment of space-specific medical conditions.
Explore life support systems and their critical role in sustaining human life in space.
Understand the principles and applications of health monitoring and telemedicine for remote healthcare in space.
Understand the role of nutrition and exercise in maintaining astronaut health and well-being.
Gain competence on countermeasures to the challenges of bone and muscle health in microgravity.
Understand the basic aspects of strategies for cardiovascular and immune system health maintenance during space travel.
Understand the psychological and social dynamics of astronaut teams and strategies for promoting mental health.
Explore the ethical considerations and challenges related to medical decision-making in space missions.
Examine the impact of space radiation on human health and develop strategies for mitigation.

Obiettivi formativi

Human factors in aerospace includes the effects of the aerospace environment on human physiology. This module provides the basics knowledge to study the effects of aerospace flight on the human body. The module addresses both aviation and spaceflight physiology. Aviation physiology includes aspects such as hypoxia, barotrauma, decompression sickness, biodynamics (acceleration, spatial disorientation, motion sickness, simulator sickness), night vision problems, thermal stress, noise and vibration, lifestyle. Human spaceflight physiology includes aspects such as microgravity effects, space adaptation syndrome, cardiovascular response, bone and muscle response, radiation effects in space, space hygiene, space nutrition, suborbital and parabolic flight.

Learning objectives
After completing this course, the student will be able to:
• Understand the impact of the aerospace environment on human physiology.
• Analyze the physiological responses to hypoxia, barotrauma, and decompression sickness.
• Understand the challenges and adaptations related to biodynamics.
• Appraise the impact of night vision problems, thermal stress, noise, vibration, and lifestyle factors on human physiology.
• Gain insights into the effects of microgravity on the human body.
• Explore the phenomenon of space adaptation syndrome for human space travelers.
• Understand the cardiovascular responses to spaceflight conditions.
• Explore the effects of radiation in space on human health.
• Investigate space hygiene considerations relevance to prolonged space missions.
• Understand the importance of space nutrition for sustaining astronaut health.

Obiettivi formativi

Il corso si propone di fornire allo studente gli strumenti necessari per affrontare lo studio di un sistema robotico per le missioni spaziali. In particolare, l’obiettivo principale è l’analisi del sistema di guida, navigazione e controllo per missioni di on-orbit-servicing, di rendez-vous e docking, e di esplorazione planetaria con robot mobili.

Obiettivi formativi

Il corso di SPACE SURVEILLANCE AND SPACE TRAFFIC MANAGEMENT introduce lo studente allo studio dei moti del satellite in orbita e, trattando il satellite come elemento di un sistema multicomponentei (costellazione, formazione, space traffic), stabilisce i collegamenti tra le materie dell'Astrodinamica, della Navigazione, Tracking e Guida spaziale e della Determinazione Orbitale.

Obiettivi di apprendimento specifici:
- Comprendere i fondamenti dell'Astrodinamica con particolare riguardo alle perturbazioni ambientali incidenti sulla traiettoria
- Saper progettare e calcolare, avendone compreso il senso fisico, le strategie di guida, basate su manovre impulsive e a bassa spinta, per lo station keeping, mantenimento del volo in formazione e collision avoidance
- Definizione e determinazione da misure di terra delle effemeridi accurate e dei Two Line Elements
- Definizione di Close approach e rischio di collisione.
- Sistemi di determinazione orbitale iniziale ed accurata e Sistemi di determinazione d'assetto basati su misure ottiche
- Sistemi di navigazione e tracking, basati su filtri sequenziali, per lanciatori e velivoli stratosferici
- Gli studenti avranno modo di fare esperienza pratica basandosi sull'utilizzo di network di osservatori per la Sorveglianza Spaziale della Sapienza
- Essere capaci di risolvere problemi con gli appropriati strumenti computazionali attraverso la conoscenza, l’applicazione e lo sviluppo di di codice di calcolo e/o dei moderni applicativi per la simulazione di missioni spaziali.

Obiettivi formativi

- Ampliare le conoscenze di meccanica orbitale e dinamica d’assetto acquisite nei precedenti corsi
- Descrivere e simulare i sistemi di stabilizzazione semi-passiva, con particolare riferimento ai sistemi dual spin
- Comprendere le problematiche del riorientamento dei satelliti e simulare le relative manovre
- Descrivere matematicamente e simulare il moto complessivo dei veicoli spaziali (traiettoria e assetto) in fasi di missione complesse, quali il rientro planetario
- Descrivere matematicamente le traiettorie a bassa spinta e comprenderne l’impiego nei trasferimenti orbitali
- Apprendere tecniche avanzate per il progetto delle costellazioni satellitari e la valutazione delle relative prestazioni

Obiettivi formativi

L’obiettivo del corso è fornire agli studenti la conoscenza dettagliata
delle metodologie in uso per il progetto dei satelliti e dei sistemi
satellitare, secondo gli standard internazionali.

Obiettivi formativi

Modulo di elettronica (6 crediti)
Il modulo di elettronica intende fornire le conoscenze generali di un sistema elettronico inteso come sistema di elaborazione di informazioni. In particolare, partendo dai concetti di base relativi ai sistemi lineari, il corso mira a fornire gli strumenti matematici per l’analisi dei segnali e le conoscenze di base di elettronica analogica e digitale partendo dai componenti fondamentali per arrivare ai circuiti elettronici e infine ai sistemi elettronici più complessi. Il corso mette a fuoco il legame tra banda in frequenza, consumo di potenza e rumore nei circuiti analogici e reti digitali per le applicazioni spaziali e satellitari nel contesto delle infrastrutture di trasporto, energetiche, telecomunicazioni.
Risultati di apprendimento attesi: gli studenti saranno in grado di analizzare circuiti elettronici analogici e digitali e acquisiranno elementi di progettazione di sistemi elettronici per differenti campi applicativi.
Modulo di sensori ottici (3 crediti)
Il modulo di sensori ottici ha lo scopo di fornire un’introduzione ai sistemi ottici integrati partendo dai meccanismi di trasduzione della radiazione tramite sorgenti ottiche (laser e LED) e fotorivelatori a semiconduttore fino ad arrivare a comprendere gli aspetti a livello di sistema di sensori di immagini basati su CCD e CMOS. Il modulo presenta casi applicativi nel campo del telerilevamento ambientale e comunicazioni ottiche a larga banda in fibra e nello spazio libero e per sistemi complessi.
Risultati di apprendimento attesi: gli studenti saranno in grado di comprendere il funzionamento dei sensori di immagine e ambientali, confrontando le prestazioni delle diverse tecnologie disponibili in funzione dei requisiti di sistema.

Obiettivi formativi

Modulo di elettronica (6 crediti)
Il modulo di elettronica intende fornire le conoscenze generali di un sistema elettronico inteso come sistema di elaborazione di informazioni. In particolare, partendo dai concetti di base relativi ai sistemi lineari, il corso mira a fornire gli strumenti matematici per l’analisi dei segnali e le conoscenze di base di elettronica analogica e digitale partendo dai componenti fondamentali per arrivare ai circuiti elettronici e infine ai sistemi elettronici più complessi. Il corso mette a fuoco il legame tra banda in frequenza, consumo di potenza e rumore nei circuiti analogici e reti digitali per le applicazioni spaziali e satellitari nel contesto delle infrastrutture di trasporto, energetiche, telecomunicazioni.
Risultati di apprendimento attesi: gli studenti saranno in grado di analizzare circuiti elettronici analogici e digitali e acquisiranno elementi di progettazione di sistemi elettronici per differenti campi applicativi.
Modulo di sensori ottici (3 crediti)
Il modulo di sensori ottici ha lo scopo di fornire un’introduzione ai sistemi ottici integrati partendo dai meccanismi di trasduzione della radiazione tramite sorgenti ottiche (laser e LED) e fotorivelatori a semiconduttore fino ad arrivare a comprendere gli aspetti a livello di sistema di sensori di immagini basati su CCD e CMOS. Il modulo presenta casi applicativi nel campo del telerilevamento ambientale e comunicazioni ottiche a larga banda in fibra e nello spazio libero e per sistemi complessi.
Risultati di apprendimento attesi: gli studenti saranno in grado di comprendere il funzionamento dei sensori di immagine e ambientali, confrontando le prestazioni delle diverse tecnologie disponibili in funzione dei requisiti di sistema.

Obiettivi formativi

Modulo di elettronica (6 crediti)
Il modulo di elettronica intende fornire le conoscenze generali di un sistema elettronico inteso come sistema di elaborazione di informazioni. In particolare, partendo dai concetti di base relativi ai sistemi lineari, il corso mira a fornire gli strumenti matematici per l’analisi dei segnali e le conoscenze di base di elettronica analogica e digitale partendo dai componenti fondamentali per arrivare ai circuiti elettronici e infine ai sistemi elettronici più complessi. Il corso mette a fuoco il legame tra banda in frequenza, consumo di potenza e rumore nei circuiti analogici e reti digitali per le applicazioni spaziali e satellitari nel contesto delle infrastrutture di trasporto, energetiche, telecomunicazioni.
Risultati di apprendimento attesi: gli studenti saranno in grado di analizzare circuiti elettronici analogici e digitali e acquisiranno elementi di progettazione di sistemi elettronici per differenti campi applicativi.
Modulo di sensori ottici (3 crediti)
Il modulo di sensori ottici ha lo scopo di fornire un’introduzione ai sistemi ottici integrati partendo dai meccanismi di trasduzione della radiazione tramite sorgenti ottiche (laser e LED) e fotorivelatori a semiconduttore fino ad arrivare a comprendere gli aspetti a livello di sistema di sensori di immagini basati su CCD e CMOS. Il modulo presenta casi applicativi nel campo del telerilevamento ambientale e comunicazioni ottiche a larga banda in fibra e nello spazio libero e per sistemi complessi.
Risultati di apprendimento attesi: gli studenti saranno in grado di comprendere il funzionamento dei sensori di immagine e ambientali, confrontando le prestazioni delle diverse tecnologie disponibili in funzione dei requisiti di sistema.

Obiettivi formativi

Obiettivi generali:

Conoscere i principi di base dell'intelligenza artificiale, in particolare la modellazione di sistema intelligente tramite la nozione di agente intelligente.
Conoscere le tecniche di base dell'Intelligenza Artificiale con particolare riferimento alla manipolazione di simboli e, più in generale, a modelli discreti.

Obiettivi specifici:

Conoscenza e comprensione:
Metodi di ricerca automatica nello spazio degli stati: metodi generali, metodi basati su euristiche, ricerca locale.
Rappresentazioni fattorizzate: problemi di soddisfacimento di vincoli, modelli di pianificazione.
Rappresentazione della conoscenza attraverso sistemi formali: logica proposizionale, logica del primo ordine, cenni alle logiche descrittive ad alle forme di ragionamento non monotono.
Uso della logica come linguaggio di programmazione: PROLOG.

Applicare conoscenza e comprensione:
Modellazione di problemi con i diversi metodi di rappresentazione acquisiti.
Analisi del comportamento degli algoritmi di ragionamento di base.

Capacità critiche e di giudizio:
Essere in grado di valutare la qualità di un modello di rappresentazione di un problema e dei risultati ottenuti applicando su di esso tecniche di ragionamento automatico.

Capacità comunicative:
Le capacità di comunicazione orale dello studente vengono stimolate attraverso l'interazione durante le lezioni tradizionali mentre le capacità espositive nello scritto vengono sviluppate attraverso la discussione di esercizi e delle domande a risposta aperta previste nelle prove di esame.

Capacità di apprendimento:
Oltre alle classiche capacità di apprendimento fornite dallo studio teorico del materiale didattico, attraverso gli esercizi relativi all'applicazione dei modelli appresi, il corso contribuisce a sviluppare le capacità di risoluzione di problemi dello studente.

Obiettivi formativi

Il corso di Elettronica dei Sistemi Spaziali intende fornire gli strumenti per la comprensione delle figure di merito, dei requisiti di progetto, e delle topologie circuitali dei sottosistemi che compongono un payload satellitare per telecomunicazioni in tecnologia integrata.
Obiettivi di apprendimento specifici:
- Comprensione e utilizzo delle principali figure di merito di un sistema elettronico a Radio-Frequenza su satellite e dei principali sottosistemi che lo compongono: amplificatore, Mixer, PLL, filtro
- Analisi dei circuiti più utilizzati per realizzare tali sotto-sistemi in tecnologia integrata
- Comprensione dello schema a blocchi e delle componenti del sistema di alimentazione su satellite
- Analisi dei limiti funzionali dei dispositivi e degli apparati elettronici in ambiente spaziale, e cenni alle tecniche di Radiation-Hardening dei circuiti integrati

Obiettivi formativi

Sono introdotti i principi dei radar ad apertura sintetica e le relative tecniche di
focalizzazione. Sono presentate le tecniche di elaborazione per la
autofocalizzazione delle immagini SAR e le relative correzioni. Sono introdotte
le tecniche di elaborazione delle immagini radar per l’estrazione
dell’informazione.

Obiettivi formativi

- Comprendere le tecniche di geodesia spaziale (GNNS, VLBI, SLR) per la georeferenziazione di dati territoriali e sui metodi per l’elaborazione multi-temporale di dati di telerilevamento ottico, radar e lidar.
- Sviluppare competenze sulle tecniche di geodesia spaziale e di telerilevamento satellitare e aereo per il controllo, il monitoraggio e la prevenzione dei rischi di origine naturale o antropica che comportano processi degenerativi sull'ambiente e sul territorio (dissesto idrogeologico, erosione costiera, inquinamento da stoccaggio di rifiuti e da aree industriali, stato della vegetazione, ecc.)
- comprendere i metodi e gli strumenti per la costruzione di WEBGIS e database georefernziati, dalla scala urbana alla scala territoriale, utili per la gestione di sistemi di produzione di beni e l’erogazione di servizi sostenibili (ad. controllo della stabilità di edifici e infrastrutture, manutenzione di reti tecnologiche e di trasporto, gestione delle aree verdi, ecc.)
- Esperienza su dati sperimentali nell'ambito di laboratorio tematico da sviluppare su casi di studio reali

Obiettivi formativi

l’obiettivo del modulo è fornire allo studente gli strumenti per comprendere ed acquisire padronanza su:

 Applicazioni ed obiettivi scientifici di sensori radar per telerilevamento, concepito sia per l’osservazione della Terra che

di altri corpi celesti

 Acquisire conoscenza dei principi di funzionamento dei sensori radar, capacità di dimensionarne i parametri di sistema

fondamentali

 Avere padronanza degli algoritmi di elaborazione dei dati dei sensori radar che consentano l’elaborazione dei dati e

l’estrazione delle informazioni legate al raggiungimento degli obiettivi scientifici.