Enrico Del Re - ToscanaSpazio

Attività nel settore Spazio
dell'Università di Firenze
Enrico Del Re
II Giornata Regionale dell’Aerospazio
25 Gennaio 2013
CsaVRI - Università di Firenze
Università di Firenze
Dipartimenti interessati
Dip. di Biologia (Renato Fani)
Dip. di Fisica e Astronomia (Oscar Adriani)
Dip. di Ingegneria dell’Informazione (DINFO) (Enrico Del Re)
Dip. di Ingegneria Industriale (Andrea Arnone, Bruno Facchini, Marco
Pierini)
Dip. di Scienze Biomediche, Sperimentali e Cliniche (Monica
Monici, Sergio Capaccioli)
DINFO
Laboratori che operano nel settore dell’aerospazio
• LESC (Laboratorio di Elaborazione dei Segnali e
Comunicazioni)
• SatLab (Laboratorio di Comunicazioni Satellitari e
Cognitive) presso il MICC (Media Integration and
Communication Center)
• Laboratorio Reti di Telecomunicazioni
• Laboratorio congiunto con Selex Elsag
• LEMA (Laboratorio di Microonde ed Antenne)
DINFO - descrizione attività
Principali tematiche:
 Integrazione tra sistemi satellitari e terrestri in contesti di
emergenza e di situazioni critiche.
 Tecniche avanzate di routing e gestione della sicurezza
e della Qualità del Servizio in reti eterogenee satellitari
terrestri per servizi di e-health ed e-learning.
 Studio e progettazione di un emulatore per interfaccia
SI-SAP conforme allo standard ETSI BSM.
 Telerilevamento - Elaborazione di immagini SAR.
 Sistemi a microonde e antenne per satelliti
SISTEMI E RETI SATELLITARI
Progetto SALICE- Satellite-Assisted
Localization and Communication for
Emergency services.
Progetto STEEL
Sistemi, Tecnologie abilitanti E
mEtodi per la formazione a
distanza
Progetto TESHEALTH
TElemedicine Services for
HEALTH
Partecipazione al ETSI SES/SatECSatellite Emergency Communications
group.
Attività di standardizzazione nell’area
delle comunicazioni satellitari per le
emergenze in particolare per servizi di
tipo broadband.
Progetto ESA-BSM
Emulatore di interfaccia SI-SAP
compatibile con lo standard
ETSI BSM.
Telerilevamento
Elaborazione di immagini SAR
•
•
monitoraggio ambientale, gestione
emergenze, controllo risorse
agricole e forestali, cartografia.
filtraggio rumore moltiplicativo
(immagini SAR)
Progetto ASI COSMO-SkyMed Segmentation-Based MAP
Despeckling of SAR Images in the
Undecimated Wavelet Domain.
Elaborazione di immagini iperspettrali
•
A ciascun pixel è associata una firma spettrale
determinata dalle caratteristiche chimicofisiche degli elementi presenti nel pixel stesso.
Applicazioni:
Classificazione
 Rivelazione di cambiamenti
 Rivelazione di anomalie
 Rivelazione di bersagli
Dipartimento di Ingegneria Industriale
Laboratori che operano nel settore dell’aerospazio
• Laboratorio di simulazione numerica per lo studio
aerodinamico di aeroelasticità ed aeroacustica delle
turbine aeronautiche e delle pompe criogeniche
• Laboratorio di simulazione numerica e sperimentale per
lo studio delle problematiche di scambio termico,
combustione e termoacustica
• Laboratorio di dinamica strutturale e vibro-acustica
• Laboratorio di sviluppo e ottimizzazione multidisciplinare
di strutture light-weight
POMPE CRIOGENICHE
ARIANE 5
pompa (LOX) “VULCAIN”, lanciatore
Europeo “VINCI”
• Analisi Fluidodinamica
• Supporto al Design
• Studio Cavitazione
COMBUSTIONE nelle
TURBINE AERONAUTICHE
DLE (Dry Low Emission)
Aeroengine Combustors
Banco prova per analisi sperimentali sullo smorzamento acustico dei sistemi di raffreddamento ad effusione.
motori aeronautici civili di nuova generazione (20202050) ad alta efficienza e basso impatto ambientale
(partecipazione a 8 progetti europei negli ultimi 10 anni)
• Design, sviluppo ed innovazione dei sistemi di
raffreddamento delle camere di combustione
• Modellistica della combustione parzialmente
premiscelata con combustibile liquido
• Analisi termoacustica dei processi di combustione
Calcolo di Design – Modello numerico di prototipo (tubolare) di combustore aeronautico
Concept di modello sperimentale di un settore di combustore anulare
Andamento sperimentale dell’efficienza adiabatica di raffreddamento
Combustore anulare di motore aeronautico
Calcolo di Design - Distribuzione di
temperatura su una parete raffreddata
di combustore aeronautico
TECNICHE NUMERICHE PER L’ACUSTICA ESTERNA
FMBEM, BEM
Dipartimento di Biologia
Laboratori che operano nel settore
dell’aerospazio:
• Laboratorio di Evoluzione Microbica e
Molecolare (LEMM)
International Space Station (ISS)
http://www.nasa.gov/mission_pages/station/research/experiments/VIABLE_ISS.html
The eValuatIon And monitoring of microBiaL biofilms insidE ISS
(VIABLE ISS) study involves the evaluation of the microbial
biofilm development on space materials. Both metallic and textile
space materials, either conventional or innovative, are located
inside and on the cover of Nomex pouches that are placed inside
the International Space Station (ISS).
http://www.esa.int/esaMI/Mars500/SEM20JFKZ6G_0.html
Mars 500‐Project MICHA
(MIcrobial ecology of Confined Habitats and humAn health)
Dipartimento di Scienze Biomediche,
Sperimentali e Cliniche
Laboratori che operano nel settore dell’aerospazio:
Lab. Congiunto ASAcampus – Biologia degli Stress Fisici
Principali tematiche
 Effetto di micro‐ e ipergravità sulla morfologia cellulare
 Effetto di micro‐ e ipergravità sulla differenziazione cellulare
Effetto di micro‐ e ipergravità sulla funzione immunitaria
Effetto di micro‐ e ipergravità sulla funzione endoteliale
 Effetto di micro‐ e ipergravità su produzione e funzione della MEC
 Effetto di micro‐ e ipergravità sulla riparazione e rigenerazione dei tessuti
Polvere lunare: effetti sui processi di riparazione dei tessuti
Contromisure
2002 ‐ Signal Transduction, Genetic Expression and Differentiation in Microgravity
Le condizioni di microgravità favoriscono la maturazione degli osteoclasti
(cellule che riassorbono l’osso), quindi viene riassorbita una maggior quantità
di osso. Questa è una delle cause che determinano l’insorgere dell’osteoporosi
negli astronauti che partecipano a missioni spaziali.
2005 ‐ NGF experiment, Eneide Space Mission
Gene expression (a.u.)
120
100
80
60
40
20
0
CD83
CD80
CD 86
Astronaut DCs (PM)
CD40
NFkB
Control DCs
Nel corso di questo esperimento, svolto con la collaborazione dell’astronauta
italiano Roberto Vittori, si è dimostrato che la microgravità inibisce la
maturazione e la funzione delle cellule dendritiche del sistema immunitario.
L’effetto è reversibile: nei controlli effettuati alcuni mesi dopo il ritorno a terra
i valori sono ritornati nella norma.
Progetti attualmente in corso:
Metabolic effetcs of long‐term space‐like confinement stress:
possible nutritional and psychological countermeasures related
to Mars 105 & Mars 500: the first full‐length, high‐fidelity
simulation of a human mission to Mars, a collaboration between
ESA and Russian Space Agency.
RA ‐ Radiation, Microgravity, Apoptosis: countermeasures against eye lesions endured during space flight of long duration
GRAMP - Group of Research on Apoptosis Molecular Pathology
ASI
RA (Radiations, microgravity, Apoptosis): countermeasures
against eye lesions endured during human space flights of
long duration
Contromisure farmacologiche atte a prevenire le lesioni dell’occhio subite dagli astronauti in
seguito a voli di lunga durata nello spazio
Risultati sull’apoptosi
L’applicazione di una soluzione a base di CoQ10 sulla cornea di ratto inibisce l’apoptosi
delle cellule retiniche in risposta a radiazioni UV valutata con la tecnica del TUNEL
(cellule apoptotiche colorate in marrone)
Risultati sulla neoangiogenesi
L’aODN anti-uPAR inibisce la neoangiogenesi di cellule endoteliali retiniche valutata
su Matrigel rispetto ai controlli non trattati o trattati con un ODN di sequenza
degenerata
Non trattato
ODN-degenerato
100%
107% ± 14
ODN anti-uPAR
54% ± 4*
Progetto EMEC: Effect of Microgravity on Enzime Catalysis
Il progetto EMEC è stato concepito nei primi anni
‘90 dal Prof. Paolo Vanni (Dip. Scienze
Biochimiche, Università Firenze) e finanziato
dall’ESA (European Space Agency) e dall’ASI
(Agenzia Spaziale Italiana), in collaborazione con
la SSC (Swedish Space corporation).
Le Officine Galileo hanno sviluppato la
strumentazione tecnica per la realizzazione
dell’esperimento, sulla base delle nostre richieste.
Lo scopo del progetto era quello di studiare
l’effetto
della
microgravità
sulla
catalisi
enzimatica. L’esperimento è stato realizzato
nell’aprile-maggio 1996, durante il volo parabolico
di un razzo sonda MASER7, avvenuto dalla base
di Kiruna (Svezia).
Il progetto EMEC ha visto la sua prosecuzione nel
maggio 2000, durante una campagna di voli
parabolici, svoltasi a Bordeaux, Francia.
M. Tacconi, R. Veratti, P. Falciani, E. Giachetti,
F. Ranaldi, P. Vanni. Enzymatic catalysis in low
gravity conditions: the E.M.E.C. module.
Proceedings Sixth European Symposium on Life
Sciences Research in Space. Trondheim,
Norway, 16-20 June 1996, ESA SP-390
(October 1996)
M. Tacconi, R. Veratti, P. Falciani, E. Giachetti,
F. Ranaldi, P. Vanni Enzyme catalysis under low
gravity conditions. European low gravity
association (ELGRA), Biennal meeting Paris, 1719 March 1997, p. 19
M. Tacconi, R. Veratti, P. Falciani, E. Giachetti,
F. Ranaldi, P. Vanni. Enzyme catalysis under
low gravity conditions. 13th ESA Symposium on
European Rocket and Ballon Programmes and
Related Research. Oland, Sweden, 26-29 May
1997, ESA SP-397
Boncinelli P., Ranaldi F., Giachetti E. and Vanni
P."Effect of gravity at macromolecular level"
European low gravity association (ELGRA),
Biennal meeting Rome, 28 February-3 March
1999, p. 137
Ranaldi F., Fiusco A.R., Tacconi M., Veratti R.,
Falciani P., and Vanni P. (1999) Enzyme kinetics
parameters are not altered by microgravity.
Microgravity Scienze and Technology 12, 36-40.
Giachetti E, Ranaldi F, Vanni P. (2001) Enzyme
catalysis in microgravity: an intricate problem to
be solved. FEBS Lett. Aug 24;504(1-2):78-9.
F.Ranaldi, P.Vanni, E.Giachetti (2003) Enzime
catalysis in microgravity: steady-state kinetic
analysis of the ICL reaction. Biophys.Chem. 103
169-177.