Precise Orbit Determination per i satelliti Galileo finalizzato a studi di fisica fondamentale

Galileo for Science (G4S) è un esperimento proposto da F. Vespe dell’Agenzia Spaziale Italiana e finanziato nell’ambito dei progetti premiali del MIUR. Per la sua realizzazione sono stati coinvolti il Centro di Geodesia Spaziale (ASI/CGS) di Matera, l’Istituto di Astrofisica e Planetologia Spaziale dell’INAF (IAPS-INAF) di Roma e il Politecnico di Torino (Polito). Il progetto ha come obiettivo l’esecuzione di una serie di misurazioni di fisica fondamentale mediante l’uso del sistema di navigazione satellitare GALILEO. In particolare conta di effettuare esperimenti nel campo della Relatività Generale (RG) e della Gravitazione (G) come: • Misura dell’effetto della precessione del perigeo di Schwarzshild (campo gravitoelettrico); • Red-Shift gravitazionale; • Effetto Gravitomagnetico di Lense-Thirring; • Indagine su teorie alternative della Gravitazione; • Stima dei vincoli alla rivelabilità della materia oscura del nostro sistema solare. G4S è stato ispirato dall’errata iniezione orbitale di due satelliti GALILEO lanciati nel 2014: GSAT0201 e GSAT0202, ovvero DORESA e MILENA. Furono iniettati in un’orbita più bassa e molto eccentrica, rendendoli inutilizzabili per il loro impiego operativo nella navigazione. Grazie alla loro alta eccentricità, si sono subito dimostrati particolarmente utili per effettuare esperimenti di RG e G. La loro alta eccentricità rende infatti possibile misure di RG e G perché i loro effetti si mappano soprattutto sul perigeo che, per orbite altamente eccentriche, può essere misurato con straordinaria precisione. Siccome gli effetti da rivelare sono comunque davvero minuscoli, diventa particolarmente cruciale per il buon esito delle misure, effettuare una raffinata Determinazione Orbitale Precisa (POD) di questi satelliti, come di quelli in orbita nominale. Pertanto, nella I parte la tesi farà una descrizione dettagliata del sistema GALILEO e, più in generale, dei sistemi GNSS attualmente operativi. Nella II parte si passeranno in rassegna tutte le perturbazioni gravitazionali e non che agisono sui satelliti GNSS. Nella III parte si descriveranno gli obiettivi dell’esperimento G4S. Infine, nella IV parte si descriverà in dettaglio i moduli SW del BERNESE utili per effettuare la POD dei satelliti GNSS. Si sono così elaborati con il BERNESE i dati di alcuni archi orbitali dei satelliti GALILEO già usati per il progetto GREAT ed elaborati con un diverso SW. Infine, si discuterà dei risultati ottenuti e si trarranno alcune conclusioni utili per il prosieguo del lavoro.