Engineering Extremely Rare Events in Astrodynamics for Deep-Space Missions in Autonomy

Informazioni relative al progetto

EXTREMA

ID dell’accordo di sovvenzione: 864697

DOI

10.3030/864697

Data della firma CE 12 Febbraio 2020

Data di avvio 1 Gennaio 2021

Data di completamento 31 Dicembre 2025

Finanziato da

• EXCELLENT SCIENCE - European Research Council (ERC)

Costo totale

€ 1 972 837,00

Contributo UE

€ 1 972 837,00

Coordinato da

POLITECNICO DI MILANO
Italy

CORDIS fornisce collegamenti ai risultati finali pubblici e alle pubblicazioni dei progetti ORIZZONTE.

I link ai risultati e alle pubblicazioni dei progetti del 7° PQ, così come i link ad alcuni tipi di risultati specifici come dataset e software, sono recuperati dinamicamente da .OpenAIRE .

Risultati finali

Open Research Data Pilot (1)

Data Management Plan

Pubblicazioni

Peer reviewed articles (15)

Stable sets mapping with Taylor differential algebra with application to ballistic capture orbits around Mars

Autori: Pierluigi Di Lizia; Gianmario Merisio; Thomas Caleb; Francesco Topputo
Pubblicato in: CELESTIAL MECHANICS & DYNAMICAL ASTRONOMY, 2022, ISSN 0923-2958
Editore: Kluwer Academic Publishers
DOI: 10.1007/s10569-022-10090-8

High-Accuracy, Vision-Based Attitude Estimation System for Air-Bearing Spacecraft Simulators

Autori: Fabio Ornati, Gianfranco Di Domenico, Paolo Panicucci, Francesco Topputo
Pubblicato in: Journal of Spacecraft and Rockets, Numero 62, 2025, Pagina/e 579-591, ISSN 0022-4650
Editore: American Institute of Aeronautics and Astronautics
DOI: 10.2514/1.a36073

A Deterministic-Stochastic Hybrid Integrator for Random Ordinary Differential Equations with Aerospace Applications

Autori: Carmine Giordano
Pubblicato in: Aerospace, Numero 12, 2025, Pagina/e 397, ISSN 2226-4310
Editore: MDPI AG
DOI: 10.3390/aerospace12050397

Finding regions of bounded motion in binary asteroid environment using Lagrangian descriptors

Autori: Gianmario Merisio; Sebastiano Raffa; Francesco Topputo
Pubblicato in: COMMUNICATIONS IN NONLINEAR SCIENCE & NUMERICAL SIMULATION, 2023, ISSN 1007-5704
Editore: Elsevier BV
DOI: 10.1016/j.cnsns.2023.107198

The TinyV3RSE Hardware-in-the-Loop Vision-Based Navigation Facility

Autori: Paolo Panicucci; Francesco Topputo
Pubblicato in: Sensors, 2022, ISSN 1424-8220
Editore: Multidisciplinary Digital Publishing Institute (MDPI)
DOI: 10.3390/s22239333

Deep-Space Optical Navigation Exploiting Multiple Beacons

Autori: V. Franzese; F. Topputo
Pubblicato in: The Journal of the Astronautical Sciences, 2022, ISSN 2195-0571
Editore: Springer Nature
DOI: 10.1007/s40295-022-00303-5

Robust Low-Thrust Trajectory Optimization Using Convex Programming and a Homotopic Approach

Autori: Andrea Carlo Morelli; Christian Hofmann; Francesco Topputo
Pubblicato in: IEEE Transactions on Aerospace and Electronic Systems, 2022, ISSN 0018-9251
Editore: Institute of Electrical and Electronics Engineers
DOI: 10.1109/taes.2021.3128869

Qualitative study of ballistic capture at Mars via Lagrangian descriptors

Autori: Alessio Quinci; Gianmario Merisio; Francesco Topputo
Pubblicato in: COMMUNICATIONS IN NONLINEAR SCIENCE & NUMERICAL SIMULATION, 2023, ISSN 1007-5704
Editore: Elsevier BV
DOI: 10.1016/j.cnsns.2023.107285

Warm Start of Interior-Point Methods Applied to Sequential Convex Programming

Autori: Andrea Carlo Morelli, Christian Hofmann, Francesco Topputo
Pubblicato in: IEEE Transactions on Aerospace and Electronic Systems, Numero 60, 2024, Pagina/e 3837-3846, ISSN 0018-9251
Editore: Institute of Electrical and Electronics Engineers
DOI: 10.1109/taes.2024.3371405

A Homotopic Direct Collocation Approach for Operational-Compliant Trajectory Design

Autori: Alessandra Mannocchi; Carmine Giordano; Francesco Topputo
Pubblicato in: THE JOURNAL OF THE ASTRONAUTICAL SCIENCES, 2022, ISSN 2195-0571
Editore: Springer
DOI: 10.1007/s40295-022-00351-x

Performance Assessment of Convex Low-Thrust Trajectory Optimization Methods

Autori: Christian Hofmann; Andrea C. Morelli; Francesco Topputo
Pubblicato in: JOURNAL OF SPACECRAFT AND ROCKETS, 2023, ISSN 0022-4650
Editore: American Institute of Aeronautics and Astronautics
DOI: 10.2514/1.a35461

Convex Low-Thrust Trajectory Optimization with No-Thrust Constraints and Moving Target

Autori: Christian Hofmann, Francesco Topputo
Pubblicato in: Journal of Spacecraft and Rockets, Numero 61, 2024, Pagina/e 889-899, ISSN 0022-4650
Editore: American Institute of Aeronautics and Astronautics
DOI: 10.2514/1.a35877

Convex Trajectory Optimization Using Thrust Regularization

Autori: Andrea C. Morelli; Alessandro Morselli; Carmine Giordano; Francesco Topputo
Pubblicato in: Journal of Guidance, Control, and Dynamics, 2024, ISSN 0731-5090
Editore: American Institute of Aeronautics and Astronautics
DOI: 10.2514/1.g007646

Onboard Orbit Determination for Deep-Space CubeSats

Autori: Eleonora Andreis; Vittorio Franzese; Francesco Topputo
Pubblicato in: Journal of Guidance, Control, and Dynamics, 2022, ISSN 0731-5090
Editore: American Institute of Aeronautics and Astronautics
DOI: 10.2514/1.g006294

Characterization of Gauss–Markov stochastic sequences for mission analysis

Autori: Carmine Giordano
Pubblicato in: Astrodynamics, Numero 8, 2024, Pagina/e 135-148, ISSN 2522-008X
Editore: Springer Science and Business Media LLC
DOI: 10.1007/s42064-023-0183-3

Conference proceedings (31)

A Robust Image Processing Pipeline for Planets Line-Of-Sight Extraction for Deep-Space Autonomous Cubesats Navigation

Autori: Andreis, E.; Panicucci, P.; Franzese, V.; Topputo, F.
Pubblicato in: 2022
Editore: American Astronautical Society

On the Performance of Discretization and Trust-Region Methods for On-Board Convex Low-Thrust Trajectory Optimization

Autori: Hofmann, Christian; Morelli, Andrea C.; Topputo, Francesco
Pubblicato in: 2022
Editore: American Institute of Aeronautics and Astronautics
DOI: 10.2514/6.2022-1892

Toward Self-Driving Interplanetary CubeSats: the ERC-Funded Project EXTREMA

Autori: Di Domenico, G.; Andreis, E.; Andrea Carlo Morelli; Merisio, G.; Franzese, V.; Giordano, C.; Morselli, A.; Panicucci, P.; Ferrari, F.; Topputo, F.
Pubblicato in: 2021
Editore: International Astronautical Federation

Towards Validation and Verification of Autonomous Vision-Based Navigation for Interplanetary Spacecraft

Autori: null null, Paolo Panicucci, Eleonora Andreis, Fabio Ornati, Francesco Topputo
Pubblicato in: Papers of ESA GNC-ICATT 2023, 2024
Editore: ESA
DOI: 10.5270/esa-gnc-icatt-2023-112

A Hybrid Stochastic-Deterministic Integrator for Spacecraft Dynamics with Uncertainty

Autori: Giordano, C.; Topputo, F.
Pubblicato in: 2023
Editore: American Astronautical Society

Design of Operational Compliant Trajectories Through a Homotopic Direct Collocation Algorithm

Autori: Mannocchi, A.; Giordano, C.; Topputo, F.
Pubblicato in: 2023
Editore: American Astronautical Society

An Indirect Formulation of Operational Compliant Low-thrust Trajectories

Autori: Alessandra Mannocchi, Carmine Giordano, Francesco Topputo
Pubblicato in: AIAA SCITECH 2024 Forum, 2024
Editore: American Institute of Aeronautics and Astronautics
DOI: 10.2514/6.2024-0631

A Vision-Based Navigation Algorithm for Autonomous Deep-Space Cruise

Autori: Andreis, E.; Panicucci, P.; Franzese, V.; Topputo, F.
Pubblicato in: 2022
Editore: Georgia Institute of Technology

The EXTREMA Autonomous Guidance Algorithm for Low-Thrust Interplanetary Spacecraft

Autori: Morelli, A. C.; Morselli, A.; Perico, D.; Topputo, F.
Pubblicato in: Numero 16, 2025
Editore: N.A.

Closed-Loop Guidance for Interplanetary CubeSats with Indirect Methods

Autori: Mannocchi, A.; Giordano, C.; Topputo, F.
Pubblicato in: Numero 2, 2025
Editore: N.A.

Development of a flat-sat software for deep-space autonomous GNC hardware-in-the-loop testing

Autori: D. Perico
Pubblicato in: Materials Research Proceedings, Aerospace Science and Engineering, Numero 33, 2023, Pagina/e 239-246
Editore: Materials Research Forum LLC
DOI: 10.21741/9781644902677-35

Characterization of Ballistic Capture Corridors Aiming at Autonomous Ballistic Capture at Mars

Autori: Merisio, G.; Topputo, F.
Pubblicato in: 2022
Editore: American Astronautical Society

Backbone of Ballistic Capture Set

Autori: Merisio, G.; Topputo, F.
Pubblicato in: 2023
Editore: American Astronautical Society

Improvements and Applications of the DART Vision-Based Navigation Test Bench TINYV3RSE

Autori: Panicucci, P.; Pugliatti, M.; Franzese, V.; Topputo, F.
Pubblicato in: 2022
Editore: American Astronautical Society

ETHILE: A Thruster-In-The-Loop Facility to Enable Autonomous Guidance and Control of Autonomous Interplanetary CubeSat

Autori: Morselli, A.; Morelli, A. C.; Topputo, F.
Pubblicato in: 2022
Editore: International Astronautical Federation

Hardware-In-the-Loop Validation of Autonomous Interplanetary Navigation Algorithms for Interplanetary Cruises with the Optical Star Stimulator

Autori: Eleonora Andreis, Hans Krüger, Svenja Woicke, Paolo Panicucci, Francesco Topputo
Pubblicato in: AIAA SCITECH 2024 Forum, 2024
Editore: American Institute of Aeronautics and Astronautics
DOI: 10.2514/6.2024-0776

An Overview of Autonomous Optical Navigation for Deep-Space CubeSats

Autori: Andreis, E.; Vittorio Franzese; Topputo, F.
Pubblicato in: IAF Astrodynamics Symposium 2021, 2022
Editore: Curran Associates, Inc.

An Overview of the EXTREMA Deep-Space Optical Navigation Experiment

Autori: Panicucci, P.; Andreis, E.; Franzese, V.; Topputo, F.
Pubblicato in: 2022
Editore: Georgia Institute of TEchnology

A Convex Guidance Approach to Target Ballistic Capture Corridors at Mars

Autori: Morelli, A. C.; Merisio, G.; Hofmann, C.; Topputo, F.
Pubblicato in: 2022
Editore: American Astronautical Society

The EXTREMA Orbital Simulation Hub: a Facility for GNC Testing of Autonomous Interplanetary CubeSat

Autori: Morselli, A.; Di Domenico, G.; Andreis, E.; Morelli, A. C.; Merisio, G.; Franzese, V.; Giordano, C.; Panicucci, P.; Ferrari, F.; Topputo, F.
Pubblicato in: 2022
Editore: European Space Agency

Toward Verification and Validation of the Milani Image Processing Pipeline in the Hardware-In-the-loop Testbench Tinyv3rse

Autori: Piccolo, F.; Pugliatti, M.; Panicucci, P.; Topputo, F.
Pubblicato in: 2022
Editore: American Astronautical Society

An Overview of Autonomous Optical Navigation for Deep-Space CubeSats

Autori: Andreis, E.; Franzese, V.; Topputo, F.
Pubblicato in: 2021
Editore: International Astronautical Federation

Line-Of-Sight Extraction Algorithm for Deep-Space Autonomous Navigation

Autori: Bella, S.; Andreis, E.; Franzese, V.; Panicucci, P.; Topputo, F.
Pubblicato in: 2022
Editore: American Astronautical Society

An Algorithm to Engineer Autonomous Ballistic Capture at Mars

Autori: Merisio, G.; Topputo, F.
Pubblicato in: 2022
Editore: International Astronautical Federation

Combined Convex and Direct Shooting Optimization for Low-Thrust Trajectory Generation with Analytical Thrust Profile

Autori: Morelli, A. C.; Morselli, A.; Giordano, C.; Topputo, F.
Pubblicato in: 2023
Editore: American Astronautical Society

Disturbances Quantification for Air-Bearing Spacecraft Attitude Simulation Platforms

Autori: Gianfranco Di Domenico, Francesco Topputo
Pubblicato in: AIAA SCITECH 2024 Forum, 2024
Editore: American Institute of Aeronautics and Astronautics
DOI: 10.2514/6.2024-0379

Integration of Onboard Autonomous Guidance and Navigation Algorithms for Interplanetary Cruise

Autori: Eleonora Andreis; Andrea Carlo Morelli; Paolo Panicucci; Alessandro Morselli; Francesco Topputo
Pubblicato in: 2023
Editore: European Space Agency
DOI: 10.5281/zenodo.8013754

Impact of Different Coordinate Sets on the Performance of Convex Low-Thrust Trajectory Optimization

Autori: Hofmann, C.; Morelli, A. C.; Topputo, F.
Pubblicato in: 2023
Editore: American Astronautical Society

TINYV3RSE: The DART Vision-Based Navigation Test-bench

Autori: Pugliatti, Mattia; Franzese, Vittorio; Panicucci, Paolo; Topputo, Francesco
Pubblicato in: 2022
Editore: American Institute of Aeronautics and Astronautics
DOI: 10.2514/6.2022-1193

A Homotopic Approach for Robust Low-Thrust Trajectory Design Through Convex Optimization

Autori: Andrea Carlo Morelli; Hofmann, C.; Topputo, F.
Pubblicato in: 2021
Editore: International Astronautical Federation

SPESI: a Real-Time Space Environment Simulator for the EXTREMA Project

Autori: Giordano, C.; Topputo, F.
Pubblicato in: 2023
Editore: American Astronautical Society

Non-peer reviewed articles (1)

The EXTREMA Thruster-In-The-Loop Experiment: a facility for hands-on testing of spacecraft guidance algorithms

Autori: Alessandro Morselli, Francesco Topputo
Pubblicato in: IFAC-PapersOnLine, Numero 58, 2024, Pagina/e 1-5, ISSN 2405-8963
Editore: Elsevier BV
DOI: 10.1016/j.ifacol.2024.08.452