Solar Orbiter Data Processing Unit

Solar Orbiter Data Processing Unit

Tu sei qui


Sviluppo del Solar Wind Analyser Data Processing Unit nell'ambito della missione Solar Orbiter


Il Sole e l'eliosfera, la sua atmosfera estesa, costituiscono un sistema molto complesso. I pianeti interni al Sistema Solare, tra cui la Terra, si trovano all'interno dell'eliosfera, subendone perciò la sua influenza, che spesso può essere chiaramente individuata dai ricercatori e scienziati durante le fasi di alta attività solare.
La missione Solar Orbiter, nell'ambito del programma Cosmic Vision dell'Agenzia Spaziale Europea, è una nuova missione (lancio previsto nel 2017) destinata ad esplorare il Sole e la sua eliosfera per migliorare la nostra comprensione della meteorologia spaziale e dei suoi effetti sulla Terra. Si potrà osservare il Sole e raccogliere le misure in un'orbita che va da 0,28 (più vicino di Mercurio) a 1,4 Unità Astronomiche (la Terra è a 1 UA). Inoltre, questa missione fornirà un laboratorio naturale per lo studio dei processi in fisica, astrofisica e fisica dei plasmi fondamentali che non possono essere studiati altrove in dettaglio.

Il payload scientifico del Solar Orbiter è composto da dieci esperimenti. Tra gli strumenti, la suite Solar Wind Analyser (SWA) fornirà misurazioni in-situ ad altissima risoluzione temporale di vento solare di particelle composizione (ioni, protoni ed elettroni) e distribuzioni di velocità. L'obiettivo finale è quello di stabilire i collegamenti fisici fondamentali tra l'atmosfera magnetizzata e altamente dinamica del Sole e il vento solare in tutti i suoi stati tranquilli e disturbati.
Lo SWA è a sua volta composto da quattro sensori dedicati all'analisi di particelle a diversi livelli di energia. Due degli strumenti misurano gli elettroni (Electron Analyser Sensor, o EAS), uno misura i protoni e le particelle alfa (Proton Analyser Sensor, o PAS) e uno misura gli ioni pesanti che sono una componente minore del vento solare (Heavy Ion Sensor, o HIS). Gli strumenti misureranno indipendentemente, in 3D, funzioni di distribuzione di velocità, valutando densità, velocità, temperatura e flusso termico del plasma che compone il vento solare.
L'Italia collabora all'esperimento SWA sviluppando il Data Processing Unit (DPU) attraverso un progetto avente Roberto Bruno dell'Istituto di Astrofisica Spaziale e Planetologia (IAPS) come responsabile scientifico e SWA principal co-investigator.

Il progetto DPU si occuperà di fornire:

  • Le singole interfacce per la sonda per alimentazione, telemetria, tele- comandi e gestione dell'energia;
  • Lo strumento di gestione dei comandi, gestione dei dati e la compressione dei dati per i quattro strumenti;
  • L'Electrical Ground Support Equipment (EGSE) per lo strumento;
  • Contributi alla definizione di bordo compressione dei dati SW;
  • Contributi all'attuazione del Mechanical Ground Support Equipment (MGSE);
  • Contributi alla definizione del sensore;

Il ruolo di Planetek Italia

Il progetto è affidato a un gruppo di società composto da TSD, Planetek Italia, Sitael e SSI. Le attività di Planetek si concentrano sullo strato EGSE SW e sul software di bordo per l'elaborazione dei dati scientifici.

Due le responsabilità di Planetek: la prima è lo sviluppo del software scientifico di bordo (compresa l'elaborazione dei dati scientifici e compressione) e la seconda è la progettazione e lo sviluppo del sotto-sistema software nel Electrical Ground Support Equipment (EGSE).
In entrambe le attività Planetek si avvale dell'esperienza maturata nel precedente progetto SpacePDP: moduli già sviluppati sono stati personalizzati in modo da soddisfare le esigenze specifiche della suite SWA. L'unità di processamento dei dati di bordo è basata su un modulo processore LEON2, e comprende le interfacce Space Wire. Lo strumento EGSE invece mira alla verifica DPU e quindi comprende una personalizzazione del modulo FPGA attuazione nucleo Wireless Space. Deve simulare in interfacce esterne del DPU fatto che l'interazione con il pass per DPU.
I sensori SWA raccolgono le particelle che compongono il vento, uno dei compiti principali nella gestione dei dati on-board è la valutazione di "momenti" nello spazio delle fasi, cioè espressioni matematiche in grado di caratterizzare il vento considerato come un flusso di plasma. Tuttavia, come evidenziato dalla squadra scientifica, a tali bisogni di calcolo di una percentuale significativa del totale delle risorse computazionali, quindi stiamo sviluppando l'esecuzione ottimale custimised ai dati specifici coinvolti. Lo stesso approccio è stato adottato per definire che è la tecnica di compressione migliore adattamento ai dati.


Leggi e scarica l'articolo del GeoXperience Magazine (PDF)

informazioni sul progetto

Cliente:
Agenzia Spaziale Italiana
Campi applicativi:
Sito: