Mission analysis of spacecraft equipped with advanced propulsion systems (Analisi di missione di satelliti equipaggiati con sistemi propulsivi avanzati)

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1. Attivit`

a formative

1.1 Corsi di Dottorato seguiti durante il triennio

• Elementi di Probabilit`a e Statistica, Prof. Franco Flandoli (24 ore).

• Academic Writing and Presentation Skills for Engineering Ph.D. students (C1 class), Prof.ssa Joanne Spataro (40 ore).

• Academic Writing and Presentation Skills for Engineering Ph.D. students (C1+ class), Prof.ssa Joanne Spataro (30 ore).

• Fundamentals of Optimization, Prof. Gabriele Pannocchia (25 ore).

• Fundamentals of Artificial Neural Networks and Genetic Algorithms, Prof.ssa Beatrice Lazzerini (10 ore).

• Fundamentals of Multi-Objective Optimization, Prof. Alessio Artoni e Dr. Francesco Pistolesi (20 ore).

1.2 Altri corsi seguiti durante il triennio

• Meccanica del Volo, Prof. Alessandro A. Quarta (120 ore).

• Elementi di Meccanica Celeste, Prof.ssa Anna M. Nobili (48 ore). • Dinamica del Volo, Prof. Eugenio Denti (120 ore).

1.3. Convegni, workshop e seminari

Convegni:

• 10th IAA Symposium on the Future of Space Exploration: Towards the Moon Village and Beyond, 27–29 Giugno 2017, Torino, Italia, con presentazione di contributo (vedi Pubblicazioni).

• 7th International Meeting on Celestial Mechanics, 4–8 Settembre 2017, San Martino al Cimino (VT), Italia, con presentazione di contributo (vedi Pub-blicazioni).

• 4th IAA Conference on University Satellite Mission & CubeSat Workshop, 4–7 Dicembre 2017, Roma, Italia, con presentazione di contributo (vedi Pubblicazioni).

• 69th International Astronautical Congress, 1–5 Ottobre 2018, Brema, Ger-mania, con presentazione di contributo (vedi Pubblicazioni).

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• 6th International Conference on Tethers in Space, 12–14 Giugno 2019, Ma-drid, Spagna, con presentazione di contributo (vedi Pubblicazioni).

• 11th IAA Symposium on the Future of Space Exploration. Moon, Mars and beyond: Becoming an Interplanetary Civilization, 17–19 Giugno 2019, Torino, Italia, con presentazione di contributo (vedi Pubblicazioni).

• 5th International Symposium on Solar Sailing, 30 Luglio – 2 Agosto 2019, Aquisgrana, Germania, con presentazione di contributo (vedi Pubblicazioni).

Workshop e seminari:

• The present and the future of high speed interfaces for satellite on board data systems, 24 Aprile 2018, Centro Congressi le Benedettine, Pisa, Italia (4 ore).

• 1st Workshop on Innovative Spacecraft Attitude and Orbit Control Design Techniques, 14 Giugno 2018, Politecnico di Torino, Torino, Italia (7 ore).

• 2nd Workshop on Innovative Spacecraft Attitude and Orbit Control Design Techniques, 7 Giugno 2019, Politecnico di Milano, Milano, Italia (7 ore).

• Uncertainty Quantification in Modern Sciences, 10 Settembre 2019, Univer-sit`a di Pisa, Pisa, Italia (8 ore).

2. Pubblicazioni

2.1 Articoli su riviste internazionali

[A.1] Bassetto M., Mengali G., Quarta A. A., “E-sail attitude control with tether voltage modulation”, Acta Astronautica, Vol. 166, pp. 350–357, Gennaio 2020, DOI:10.1016/j.actaastro.2019.10.023.

[A.2] Bassetto M., Quarta A. A., Mengali G., “Magnetic sail-based displaced non-Keplerian orbits”, Aerospace Science and Technology, Vol. 92, pp. 363–372, Settembre 2019, DOI:10.1016/j.ast.2019.06.018.

[A.3] Bassetto M., Mengali G., Quarta A. A., “Attitude dynamics of an electric sail model with a realistic shape”, Acta Astronautica, Vol. 159, pp. 250–257, Giugno 2019, DOI:10.1016/j.actaastro.2019.03.064.

(3)

[A.4] Bassetto M., Mengali G., Quarta A. A., “Stability and control of spinning electric solar wind sail in heliostationary orbit ”, Journal of Guidance, Con-trol, and Dynamics, Vol. 42, No. 2, pp. 425–431, Febbraio 2019, DOI: 10.2514/1.G003788.

[A.5] Bassetto M., Quarta A. A., Mengali G., “Locally-optimal electric sail trans-fer ”, Proceedings of the Institution of Mechanical Engineers, Part G: Jour-nal of Aerospace Engineering, Vol. 233, No. 1, pp. 166–179, Gennaio 2019, DOI:10.1177/0954410017728975.

[A.6] Bassetto M., Mengali G., Quarta A. A., “Thrust and torque vector characteri-stics of axially-symmetric E-sail ”, Acta Astronautica, Vol. 146, pp. 134–143, Maggio 2018, DOI:10.1016/j.actaastro.2018.02.035.

[A.7] Bassetto M., Niccolai L., Quarta A. A., Mengali G., “Logarithmic spiral tra-jectories generated by solar sails”, Celestial Mechanics and Dynamical Astro-nomy, Vol. 130, No. 2, Articolo numero 18, Febbraio 2018, DOI:10.1007/s10569-017-9812-6.

[A.8] Bassetto M., Niccolai L., Quarta A. A., Mengali G., “Plasma brake appro-ximate trajectory. Part II: Relative motion”, Advances in the Astronautical Sciences, Vol. 163, pp. 249–259, 2018.

[A.9] Quarta A. A., Mengali G., Bassetto M., “Optimal solar sail transfers to circu-lar Earth-synchronous displaced orbits”, Astrodynamics, DOI:10.1007/s42064-019-0057-x.

[A.10] Niccolai L., Bassetto M., Quarta A. A., Mengali G., “A review of Smart Du-st architecture, dynamics, and mission applications”, Progress in Aerospace Sciences, Vol. 106, pp. 1-14, Aprile 2019, DOI:10.1016/j.paerosci.2019.01.003.

[A.11] Niccolai L., Bassetto M., Quarta A. A., Mengali G., “Plasma brake approxi-mate trajectory. Part I: Geocentric motion”, Advances in the Astronautical Sciences, Vol. 163, pp. 235–247, 2018.

[A.12] Bassetto M., Caruso A., Quarta A. A., Mengali G., “Optimal steering law of refractive sail ”, Advances in Space Research, DOI:

10.1016/j.asr.2019.10.033.

[A.13] Caruso A., Bassetto M., Mengali G., Quarta A. A., “Optimal solar sail tra-jectory approximation with finite Fourier series”, sottomesso ad Advances in Space Research.

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[A.14] Bassetto M., Boni L., Mengali G., Quarta A. A., “Electric sail phasing ma-neuvers with radial thrust ”, sottomesso ad Acta Astronautica.

[A.15] Boni L., Bassetto M., Mengali G., Quarta A. A., “Static structural analy-sis of an electric sail with Finite Element approach”, sottomesso ad Acta Astronautica.

2.2 Contributi in atti di convegno

[C.1] Bassetto M., Quarta A. A., Mengali G., “Locally-optimal electric sail trans-fer ”, 10th IAA Symposium on the Future of Space Exploration: Towards the Moon Village and Beyond, 27–29 Giugno 2017, Torino, Italia.

[C.2] Bassetto M., Niccolai L., Quarta A. A., Mengali G., “Notes on logarithmic spiral trajectories generated by solar sails”, 7th International Meeting on Celestial Mechanics, 4–8 Settembre 2017, San Martino al Cimino (VT), Italia.

[C.3] Niccolai L., Bassetto M., Quarta A. A., Mengali G., “Plasma brake appro-ximate trajectory. Part I: Geocentric motion”, 4th IAA Conference on Uni-versity Satellite Mission & CubeSat Workshop, 4–7 Dicembre 2017, Roma, Italia.

[C.4] Bassetto M., Niccolai L., Quarta A. A., Mengali G., “Plasma brake approxi-mate trajectory. Part II: Relative motion”, 4th IAA Conference on University Satellite Mission & CubeSat Workshop, 4–7 Dicembre 2017, Roma, Italia.

[C.5] Bassetto M., Mengali G., Quarta A. A., “Attitude dynamics of an electric sail model with a realistic shape”, 69th International Astronautical Congress, 1–5 Ottobre 2018, Brema, Germania.

[C.6] Bassetto M., ´Alvarez Mera L. S., Mengali G., Quarta A. A., “E-sail attitu-de control with tether voltage modulation”, 6th International Conference on Tethers in Space, 12–14 Giugno 2019, Madrid, Spagna.

[C.7] Bassetto M., Boni L., Mengali G., Quarta A. A., “Electric sail phasing ma-neuvers with radial thrust ”, 11th IAA Symposium on the Future of Space Exploration. Moon, Mars and beyond: Becoming an Interplanetary Civili-zation, 17–19 Giugno 2019, Torino, Italia.

[C.8] Boni L., Bassetto M., Mengali G., Quarta A. A., “Static structural analysis of an electric sail with Finite Element approach”, 11th IAA Symposium on the Future of Space Exploration. Moon, Mars and beyond: Becoming an

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[C.9] Bassetto M., Quarta A. A., Mengali G., “Optimal steering law for refractive sails”, 5th International Symposium on Solar Sailing, 30 July – 2 Agosto 2019, Aquisgrana, Germania.

3. Attivit`

a didattica integrativa

• Esercitazioni per il corso di Spaceflight Mechanics, tenuto dal Prof. Giovanni Mengali (20 ore).

• Esercitazioni per il corso di Dinamica e Controlli dei Veicoli Aerospaziali, tenuto dal Prof. Giovanni Mengali (10 ore).

4. Tesi supervisionate

• Smart Dust Relative Motion in a Heliocentric Mission Scenario, di Antonio Figliuolo.

• Ottimizzazione Locale di Traiettorie con Vele Elettriche, di Andrea Span`o. • Trasferimenti Quasi-Ottimi per Veicoli Spaziali con Vela Elettrica, di

Pier-paolo Frescucci.

• Electric Sail Attitude Control Law with Tether Voltage Modulation, di Laura Susana ´Alvarez Mera.