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Rivelatori di Particelle e attività dell’ IFSI Relatore: Stefano Orsini

Istituto di Fisica dello Spazio Interplanetario. Istituto di Astrofisica Spaziale e Fisica Cosmica. Relatore: Stefano Orsini. Roma,15-16 novembre 2003. Rivelatori di Particelle e attività dell’ IFSI Relatore: Stefano Orsini. Istituto di Fisica dello Spazio Interplanetario.

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Rivelatori di Particelle e attività dell’ IFSI Relatore: Stefano Orsini

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Presentation Transcript

  1. Istituto di Fisica dello Spazio Interplanetario Istituto di Astrofisica Spaziale e Fisica Cosmica Relatore: Stefano Orsini Roma,15-16 novembre 2003 Rivelatori di Particelle e attività dell’ IFSI Relatore: Stefano Orsini

  2. Istituto di Fisica dello Spazio Interplanetario Istituto di Astrofisica Spaziale e Fisica Cosmica Relatore: Stefano Orsini Roma,15-16 novembre 2003 • Con l’esperienza maturata in oltre trent’anni di attività sperimentale e di sviluppo, l’IFSI ha acquisito la capacità (unica in Italia) di realizzare in laboratorio con un livello di qualità tale da essere idoneo a missioni spaziali: • Sensori di ioni o elettroni (300 eV –12 keV); • Sensori di ENA* (10 eV – 100 keV) • * Energetic Neutral Atoms

  3. Istituto di Fisica dello Spazio Interplanetario Istituto di Astrofisica Spaziale e Fisica Cosmica Relatore: Stefano Orsini Roma,15-16 novembre 2003 alcune missioni, tra le più importanti HELIOS ISEE AMPTE GEOTAIL CRRES CLUSTER DOUBLE STAR SOLAR ORBITER RICERCHE CON RIVELATORI DI IONI Osservazioni in situ di: • Vento Solare Distribuzione:accelerazione, turbolenza, anisotropie… Funzioni di distribuzione di H+-He++ • Magnetosfera terrestre Regimi di plasma, ‘drift’, processi fisici di confine…Funzioni di distribuzione di H+, He+, O+…

  4. Istituto di Fisica dello Spazio Interplanetario Istituto di Astrofisica Spaziale e Fisica Cosmica Relatore: Stefano Orsini Roma,15-16 novembre 2003 MH-ENA (1-100 keV) L-ENA (few tens eV) GENERAZIONE DEGLI ENA Thermal gas escape Solar wind Exospheric gas: (charge-exchange) Surface: Ion Sputtering ions Magnetosphere and exosphere PLANET or SMALL BODY

  5. Istituto di Fisica dello Spazio Interplanetario Istituto di Astrofisica Spaziale e Fisica Cosmica Relatore: Stefano Orsini Roma,15-16 novembre 2003 ASTRID (SAC-B) CASSINI IMAGE MARS EXPRESS TWINS VENUS EXPRESS BEPICOLOMBO SOLAR ORBITER RICERCHE CON RIVELATORI ENA Osservazioni remote di: • Corpi Magnetizzati (Terra, Mercurio, Giove Saturno) Circolazione del plasma magnetosferico Scambio di carica • Corpi non magnetizzati con atmosfera (Marte, Venere…) Emissione di gas neutro energetico (esosfera) Scambio di carica,‘sputtering’… • Corpi senza atmosfera (Mercurio, Satelliti, Asteroidi…) Emissione di gas neutro energetico: erosione superficiale ‘Sputtering’, impatti di micrometeoriti,… • Il Sole Regione di accelerazione del vento solare Vento solare neutro

  6. Istituto di Fisica dello Spazio Interplanetario Istituto di Astrofisica Spaziale e Fisica Cosmica ISEE-2 / EGD 1977-1980 HEOS 1-2 1968-69 1971-73 Relatore: Stefano Orsini Roma,15-16 novembre 2003 Legend:ION / ENA PI/ Co-I

  7. Istituto di Fisica dello Spazio Interplanetario Istituto di Astrofisica Spaziale e Fisica Cosmica Relatore: Stefano Orsini Roma,15-16 novembre 2003 Giotto 1985 Legend:ION / ENA PI/ Co-I

  8. Istituto di Fisica dello Spazio Interplanetario Istituto di Astrofisica Spaziale e Fisica Cosmica SAC-B / ISENA 1996 EQUATOR-S / ESIC1998-99 CLUSTER / CIS-1‘96 Relatore: Stefano Orsini Roma,15-16 novembre 2003 Legend:ION / ENA PI/ Co-I

  9. Istituto di Fisica dello Spazio Interplanetario Istituto di Astrofisica Spaziale e Fisica Cosmica Relatore: Stefano Orsini Roma,15-16 novembre 2003 ION / ENA Experiment(PI/ Co-I) Legend:ION / ENA PI/ Co-I

  10. Istituto di Fisica dello Spazio Interplanetario Istituto di Astrofisica Spaziale e Fisica Cosmica ASPERA-3, 2003 VENUS EXPRESS ASPERA-4, 2005 CLUSTER – CIS 22001 DOUBLE STAR – ESIC2004 Bepi Colombo, ESA Cornerstone V, 2012 Electron spectrometer (PARTICLE PACKAGE) Mercury Planetary Orbiter SERENA EXPERIMENT Mercury Magnetospheric Orbiter Relatore: Stefano Orsini Roma, 5-6 novembre 2003 Legend:ION / ENA PI/ Co-I

  11. Istituto di Fisica dello Spazio Interplanetario Istituto di Astrofisica Spaziale e Fisica Cosmica Relatore: Stefano Orsini Roma,15-16 novembre 2003 PROGETTO “SERENA” SearchforExosphere Refilling andEmittedNativeAbundances Consistenza del gruppo di lavoro(IFSI / CNR, Roma, Italy) Stefano Orsini (ricercatore)Principal Investigator Anna Milillo (ricercatore)Science Coordinator Andrea Di Lellis (AMDL consult.)Sensor Design & Program Mng Maurizio Maggi (tecnico senior)Electronics Design Alessandro Mura (ricercatore art. 15)Science Data & Sensor Analysis Elisabetta De Angelis (ricercatore art. 15)Chief calibration activity Nello Vertolli (tecnico art. 15)Electr. set-up & qualification Raffaella D’Amicis (PhD student) Science studies Valeria Mangano (PhD student) Science studies

  12. NPA SERENA - Major Responsibilities Principal Investigator Stefano Orsini IFSI/CNR, Roma, Italy Program and Design Manager Andrea M. Di LellisAMDL, Roma, Italy Co-PI - STROFIO Stefano Livi JHUAPL, Laurel, MD, USA [Co-PI? (PICAM)Klaus Torkar?IWF, Graz, Austria] Deputy PI, Science Coordinator Anna Milillo IFSI/CNR • Associated Institutions • -IFSI/INAF, Roma,Italy: Stefano Orsini, Anna Milillo, Maurizio Maggi, Elisabetta De Angelis, Alessandro Mura, Nello Vertolli, Valeria Mangano, Raffaella D’Amicis , Pasquale Cerulli-Irelli, Stefano Massetti , Silvia Zampieri. • -AMDL, Roma, Italy Andrea M. Di Lellis. • ENEA, Frascati, Italy: Vincenzo Zanza, Giovanni Bracco. • JHU/APL, Laurel, MD,USA: Stefano Livi, Donald G. Mitchell, Edmond C. Roelof, Pontus C. Brandt. • Physikalisches Institut, University of Bern,Switzerland: Peter Wurz • IRF,Kiruna,Sweden: Rickard Lundin, Stas Barabash. • -FMI,Helsinki,Finland: Esa Kallio, Hannu Koskinnen. • - IKI, Moscow, Russia: Oleg Vaisberg. • -MPAe,Katlenburg-Lindau,Germany: Norbert Krupp, Joachim Woch. • -CESR/CNRS,Toulouse,France: Iannis Dandouras. • -RAL,Chilton, Didcot, UK: Manuel Grande. • -ISAS,Sagamihara, Kanagawa, Japan: Kazushi Asamura. • Osservatorio Astronomico, Padova, Italy: Gabriele Cremonese. • -SWRI,San Antonio, TX,USA: David J.McComas, Craig Pollock. • -University of Maryland,MD, USA: Rosemary M. Killen. • -NASA/GSFC, Greenbelt,MD, USA: Thomas E.Moore, Michael R. Collier, Mei-Ching Fok. • -IWF, Graz, Austria: Klaus Torkar, Helmut Lammer, Helfried Biernat. • -CETP/CNRS, S. Maur des Fossés,France: Jean-Jacques Berthelier,Dominique Delcourt, F. Leblanc • Institute of Space Research, NOA,Penteli,Greece: Yannis A. Daglis. • STEL, Nagoya University,Toyokawa, Japan: Yohsuke Kamide. Hardware Providers Contr. Rate Responsibility IFSI/CNR, Italy (jointly with AMDL, ENEA, IRF):56 % (+4%?) ELENA (+MIPA?) JHU/APL, USA (jointly with UniBe, SWRI, GSFC) :30% (-10%?) STROFIO IWF, Austria (jointly with CETP and IKI): (10% ? PICAM ?) Other Institutions (UniBe, FMI, MPAe, CESR, RAL, ISAS): 14% (-4%?)GSE + tbd subsystems

  13. Istituto di Fisica dello Spazio Interplanetario Istituto di Astrofisica Spaziale e Fisica Cosmica Relatore: Stefano Orsini Roma,15-16 novembre 2003 Neutral Particle Analyzer SERENA Search for Exospheric Refilling and Emitted Native Abundances THE TWO SUB-UNITS STROFIO (RAM FOV): Thermal Gas Mass Spectrometer (fractions eV –10 eV) ELENA (NADIR FOV): Exosphere Low Energy Neutral Atoms (few tens eV -few keV)

  14. Istituto di Fisica dello Spazio Interplanetario Istituto di Astrofisica Spaziale e Fisica Cosmica Relatore: Stefano Orsini Roma,15-16 novembre 2003 S T R O F I O ( A P L, U S A ) E L E N A ( I F S I, I t a l y )

  15. Istituto di Fisica dello Spazio Interplanetario Istituto di Astrofisica Spaziale e Fisica Cosmica Relatore: Stefano Orsini Roma, 5-6 novembre 2003 SOLAR ORBITER, ESA MISSION Solar wind detector Neutral solar wind detector

  16. Istituto di Fisica dello Spazio Interplanetario Istituto di Astrofisica Spaziale e Fisica Cosmica Relatore: Stefano Orsini Roma, 5-6 novembre 2003 NSWD Neutral Solar Wind Detector Beyond 3 solar radii, the neutral atoms become more and more decoupled from the plasma of the solar corona. The neutral solar wind constitues an in-situ trace particle population of the solar wind plasma. The expected neutral atom flux is about 103 atoms cm-2 s-1, at 0.21 AU, but it could increase up to 104-105 atoms cm-2 s-1 during Coronal Mass Ejections (CME). Angular resolution ~ 1° Field-of-view = 7° Aberration = 9.2° (Vsw = 400 km/s and Vorbiter = 65 km/s) Aberration = 4.6° (Vsw = 800 km/s and Vorbiter = 65 km/s) coronal hole Sun and corona traced by NSWD SOLAR ORBITER

  17. Istituto di Fisica dello Spazio Interplanetario Istituto di Astrofisica Spaziale e Fisica Cosmica Relatore: Stefano Orsini Roma,15-16 novembre 2003 RIVELATORI DI PARTICELLE: PROGETTI IN CORSO E FUTURE ATTIVITA’

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