Copernicus evolution: Research activities in support of the evolution of the Copernicus downstreaming services
La ricerca intende sviluppare un approccio multi-sensore utilizzando il telerilevamento in combinazione con osservazioni in-situ e coordinate ai passaggi dei satelliti in ambiente di diverso genere per definire la vulnerabilità dei diversi sistemi e dei relativi ecosistemi, attraverso la mappatura della variabile climatica essenziale (ECV) copertura del suolo e della morfodinamica, le loro interrelazioni spaziali e temporali. Esso prevede quindi lo studio e lo sviluppo integrato di metodi di elaborazione e analisi di dati satellitari ed in situ. Il Progetto individua quindi un approccio integrato che permetta, tramite applicazione di selezionati algoritmi, l’utilizzo scientifico dei dati iperspettrali PRISMA in sinergia con altre missioni satellitari, di effettuare una mappatura dettagliata della copertura del suolo per valutare la vulnerabilità degli ecosistemi e la protezione dei relativi servizi, che risultano di fondamentale importanza per la salvaguardia e tutela delle diverse matrici ambientali. L’insieme delle tecniche e delle tecnologie che saranno impiegate fanno capo ad algoritmi innovativi applicabili ai dati multispettrali Sentinel e Landsat, che verranno implementati per i nuovi dati iperspettrali PRISMA. L’approccio dovrebbe stimolare l’utenza interessata ad un uso applicativo supportando la piena data exploitation della missione. Infatti, il riconoscimento delle tipologie, delineazioni, discontinuità, confini e mappature dei vari ecosistemi di riferimento, risulta necessario per poter impostare qualsiasi strategia di gestione e identificare piani di intervento per la sostenibilità a lungo termine. L'obiettivo della componente di telerilevamento è quindi quella individuare e caratterizzare importanti indicatori utilizzando dati multitemporali forniti da sensori multi/iper-spettrali. Una metodologia di mappatura e valutazione dei servizi ecosistemici su mappe di uso/copertura del suolo a partire da dati satellitari verrà presentata in specifici casi studio quali il delta del Mekoong. Nello specifico, gli indici di vegetazione derivati dai dati satellitari, non solo saranno utili ad identificare i patterns della vegetazione, ma fungeranno da proxy per la mappatura e la misura dei diversi servizi ecosistemici ad essa associati.

Altri progetti:

-SpecFor – Spectroscopic detection of Forest damage: Investigating new Italian holm oak declines from leaf to landscape level (Bando PRIN)

- SubRISK+ "Enhancing our understanding of Subsidence RISK induced by groundwater exploitation towards sustainable urban development (Bando PRIN)

- COMEFAR - COordinated Multiwavelength Exploration of FAst Radio bursts (Istituto Nazionale di Astrofisica -INAF)

- ANIMA - Astronomy with Natively Interpretable MAchine learning (INAF)

- TULiP - Timing the Ultra-Luminous X-ray Pulsars (INAF)

-The binary pulsar 4U 0728-25 in the context of the persistent BeXRBs (INAF)

- BLOSSOM - BLack hOleS Swift fOrMation (INAF)

- Untangling the wires in the High Mass X-ray Binaries’ behavior (INAF)

- Partenariato italiano SPACE IT UP!

- SEAWIND-Super – Eddington Accretion: Wind, INfow and Disk (Bando PRIN)

Formazione:

Offerta didattica sui temi dello spazio, l’astrofisica e dell’osservazione della Terra e dei suoi mutamenti
Da alcuni anni lo IUSS offre agli Allievi dell’ambito di Scienze e Tecnologie diversi Corsi Ordinari su temi legati a spazio, astrofisica e osservazione della Terra e dei suoi cambiamenti. Tra quelli attivi o comunque recenti, per esempio, “La ricerca di vita extraterrestre” e “Astronomia X: strumentazione, analisi dati e pubblicazione dei risultati” del Prof. Andrea Tiengo, “Astrochimica” della Prof.ssa Cristina Puzzarini (Università di Bologna), “Missioni Spaziali per l'osservazione della Terra” del Prof. Andrea Taramelli, “Statistical tools to analyze astronomical data” del Dott. Mario Pasquato (INAF), “Radiative processes in astrophysics”, “High-energy Astrophysics” ed il seminario “Black Holes” del Prof. Paolo Esposito e quello “Come muoiono le stelle” del Dott. Guglielmo Mastroserio, costituiscono un vero e proprio percorso formativo nell’ambito delle scienze spaziali, toccando temi spesso poco approfonditi nelle carriere universitarie tradizionali. Il Centro CAELUS si propone come naturale entità di coordinamento tra queste attività didattiche e quelle affini sul cambiamento climatico, la trattazione e l’analisi dei dati e gli aspetti filosofici e sociali dello sviluppo tecnologico, che sono già presenti nell’attuale offerta didattica e che si potranno ulteriormente espandere nei prossimi anni. Nel DN SST verranno inoltre erogati i corsi: “Observing Space from Space” e “From observation to discovery: data analysis using a human brain” (Prof. Tiengo) and “New Space Economy in Earth Observations” (Prof. Taramelli, offerto anche nel DN OT).
 

Dottorato Nazionale in Space Science and Technology
L'Italia ha una lunga tradizione nelle scienze e tecnologie spaziali e ha sviluppato una filiera completa di attività che collegano la formazione universitaria, la ricerca accademica e privata e le attività industriali. Le attività spaziali rappresentano un campo multidisciplinare che richiede un'istruzione e una formazione specifiche. Il Corso di Dottorato Nazionale in Space Science and Technology ha come obiettivo la formazione di giovani dottori di ricerca nel campo delle scienze, dell’ ingegneria, della tecnologia e delle relazioni internazionali nel settore spaziale,  attraverso l’acquisizione e lo sviluppo di conoscenze, capacità e competenze nei settori di ricerca di interesse delle ventisette tra Università e Enti di Ricerca partecipanti. I temi formativi collegati alle attività spaziali  coprono molteplici settori, cosa che  rende particolarmente efficace l’approccio del Dottorato Nazionale. In questo modo si possono condividere lezioni e contenuti formativi, laboratori ed opportunità di stage, offerti da un gran numero di università ed enti di ricerca nazionali ed internazionali, garantendo qualità ed eccellenza nei contenuti, la costruzione di una solida rete di relazioni professionali e allo stesso tempo una grande varietà di profili formativi personalizzati. L’offerta didattica è organizzata in corsi avanzati seguiti in remoto nel corso dei primi due anni di corso. L’attività di ricerca sull’argomento della tesi di dottorato viene svolta nel corso del triennio presso la sede che ha fornito la borsa, usufruendo anche di periodi presso altre sedi in Italia (minimo sei mesi) ed all’ estero (minimo sei mesi), secondo un piano di ricerca discusso con il Referente di Curriculum ed approvato dal Collegio dei Docenti. Il risultato dell’attività di ricerca deve concretizzarsi in una tesi dai contenuti originali e innovativi. Alla fine del corso di dottorato lo studente deve inoltre aver sviluppato la capacità di svolgere attività di ricerca in modo autonomo, nonché la capacità di comunicare efficacemente i risultati e i metodi utilizzati a un pubblico internazionale, sia in forma orale sia scritta. L’attività dottorale punta allo sviluppo di un approccio esplorativo alle tematiche di ricerca ed al trasferimento dei risultati di rilevanza e qualificazione scientifica a problemi e contesti applicativi, nella prospettiva di rafforzare i legami tra ricerca di base e applicata nell’ambito di tematiche ambientali prioritarie per la società, che richiedono lo sviluppo di tecnologie, metodi e soluzioni ad alto contenuto innovativo. Al candidato verrà infine offerta la possibilità di apprendere le competenze relative alla formulazione di progetti di ricerca e alla loro gestione in contesti nazionali e internazionali, acquisendo gli strumenti necessari a svolgere il lavoro di ricerca individuale e di gruppo. Il dottorato si articola in 7 curricula:  1) Osservazione dell'Universo, 2) Terra e sistema Sole-Terra, 3) Scienze planetarie, 4) Astrobiologia, Scienze della Vita e Medicina Spaziale, 5) Sensoristica e strumentazione spaziale, 6) Ingegneria e tecnologie delle piattaforme satellitari, 7) Economia, giurisprudenza e diplomazia spaziale, 8) onde gravitazionali e gravitazione
 

Dottorato Nazionale in Osservazione della Terra
È riconosciuta da tempo la fondamentale importanza dell'uso integrato di metodi e strumenti di Osservazione della Terra (OT), Geomatica e GeoInformazione (GGI) e Tecnologie dell'Informazione e della Comunicazione (ICT), finalizzato al monitoraggio, il più possibile globale e continuo, del nostro pianeta, a beneficio della conoscenza e salvaguardia dell'ambiente, della sicurezza e sviluppo sostenibile dei territori e delle produzioni, della protezione delle popolazioni e della qualità della vita sulla Terra. Gran parte dei circa 250 indicatori usati per rappresentare il conseguimento dei Sustainable Development Goals delle Nazioni Unite si basano su informazioni ottenute integrando OT, GGI e ICT, la cui importanza è centrale per le attività della United Nations initiative on Global Geospatial Information Management (UN-GGIM). In questo ambito si inquadra il programma Copernicus, coordinato dalla Commissione Europea in collaborazione con gli Stati Membri, l'Agenzia spaziale europea, l'Agenzia Europea per l'Ambiente e altre organizzazioni europee. Copernicus è dedicato a offrire ad autorità pubbliche, organizzazioni e prestatori di servizi europei e internazionali, non solo dati da OT e da sensori a terra ma, soprattutto, servizi basati sulle informazioni da essi estraibili in modo libero e gratuito. La fondamentale peculiarità di Copernicus è l'offerta di servizi ufficialmente guidati dai fabbisogni e dai requisiti espressi dagli utenti finali. Obiettivo primario del Dottorato Nazionale in Osservazione della Terra (DN OT) è pertanto la formazione di figure professionali con competenze trasversali e integrate di OT, GGI e ICT, e competenze specifiche di tipo applicativo, amministrativo e legale, in grado di valorizzare i servizi già esistenti e di progettarne di nuovi, in stretta collaborazione con gli utenti effettivi e potenziali che ne manifestano l'opportunità se non la necessità. Questo obiettivo viene perseguito a partire dalle ampie e consolidate competenze in OT, GGI e ICT già disponibili in diverse Università ed Enti Pubblici di Ricerca, integrandole con competenze specifiche disponibili in pubbliche amministrazioni, fondazioni a capitale pubblico e imprese. Il DNOT, che si integra nel programma di formazione permanente di Copernicus Academy, sviluppa le sue attività di formazione e ricerca nelle seguenti aree tematiche: 1) metodologie, tecnologie e infrastrutture per l'acquisizione, l'analisi e la gestione di dati e informazioni di OT e geospaziali; 2) individuazione, analisi e gestione dei rischi naturali e antropici; 3) analisi e gestione delle crisi ed emergenze; 4) ciclo dell'acqua e criosfera, acque e ambiente marino e costiero; 5) pianificazione e gestione dell'ambiente urbano; 6) agricoltura, foreste e gestione ambientale dei suoli; 7) atmosfera, clima e cambiamento climatico; 8) cultural heritage e paesaggio; 9) aspetti giuridici ed economici dell'OT e della gestione dei dati e delle informazioni geospaziali; 10) data mining.
 

Potenziamento della collaborazione nell’ambito delle scuole superiori
La collaborazione si è già intensificata con la creazione dei nuovi Dottorati Nazionali, a cui partecipano anche SISSA, GSSI e SSSA. Si perseguiranno nuove collaborazioni per valorizzare le sinergie tra le varie Scuole, produrre ricerca di qualità e ottenere fondi esterni attraverso la presentazione di progetti comuni. Sulla base di quanto sopra si prevede lo sviluppo di un gruppo di ricerca congiunto per lo studio del sistema terra e lo sviluppo sostenibile, insieme al 3CSA di forte interazione con il gruppo stesso, che sarà per il nostro Paese un centro di eccellenza unico di ricerca e di formazione interdisciplinare considerando che esso potrebbe nascere come un centro interdisciplinare che coinvolge la SSSA, lo IUSS e il GSSI.
 

Eventi di promozione dell’attività di ricerca del Centro a livello nazionale e internazionale
Allo scopo di promuovere e consolidare il ruolo del Centro e dei Dottorati Nazionali nel panorama della ricerca e della formazione nazionale e internazionale, è prevista l’organizzazione a scadenze regolari di Seminari, Workshops e Summer Schools sulle tematiche del centro. Si approfitterà della risonanza delle future scoperte (quelle degli anni passati hanno prodotto dozzine di comunicati stampa internazionali emessi da agenzie quali NASA, ESA, JAXA…) per promuovere l’immagine anche attraverso piattaforme multimediali e social media.