Questa area di ricerca si concentra sullo sviluppo di metodologie integrate e relativi strumenti per supportare la progettazione concettuale e preliminare di un'ampia gamma di sistemi di trasporto spaziale sostenibili e di velivoli civili ad alta velocità. La necessità di integrare la valutazione della sostenibilità fin dall’inizio del processo di progettazione e la novità dei sistemi da analizzare pongono diverse sfide scientifiche. In questo contesto, vengono proposti i seguenti temi di ricerca:
- Metodologie e strumenti per la progettazione concettuale di sistemi sostenibili e riutilizzabili di accesso allo spazio e rientro e relativi sottosistemi integrati
Con un fatturato globale previsto superiore a mille miliardi di dollari entro il 2040, l'industria spaziale è uno dei settori a più rapida crescita al mondo. Dato il boom di investimenti nel settore spaziale e l’imminente avvento dell’era del turismo spaziale, è fondamentale valutare l’impatto dei sistemi di lancio già operativi ed adottare strategie di progettazione mirate alla sostenibilità per i lanciatori futuri. In questo contesto, la presente attività di ricerca mira a sviluppare metodologie e strumenti a supporto della progettazione di futuri lanciatori sostenibili e riutilizzabili. La metodologia sviluppata incorporerà le seguenti funzionalità:
- catturare un'ampia gamma di configurazioni comprendenti un diverso numero di stadi, varie tecnologie propulsive, propellenti, strategie di decollo e atterraggio nonché differenti concetti di missione;
- supportare analisi preliminari di sostenibilità, comprese le stime dei costi del ciclo di vita, le stime delle emissioni del ciclo di vita e la fattibilità tecnologica;
- comprendere le interrelazioni esistenti tra i sottosistemi integrati, con particolare enfasi sul ruolo dei combustibili criogenici come elementi chiave per l'integrazione delle future configurazioni di lancio;
- studiare l'impatto dell'integrazione di tecnologie abilitanti a livello di sottosistema e di veicolo.
Questa attività di ricerca è svolta nel quadro della cooperazione internazionale con l'Agenzia Spaziale Italiana (ASI), l'Agenzia Spaziale Europea (ESA) e il Centro Italiano Ricerche Aerospaziali (CIRA).
- Metodologie e strumenti per la progettazione concettuale di sistemi di trasporto spaziale sostenibili e relativi sottosistemi integrati
Come previsto dai piani di sviluppo dell’esplorazione spaziale, è fondamentale immaginare scenari di esplorazione nei quali la presenza umana sia completamente sostenibile. In questo contesto, sono diverse le iniziative in campo, che riuniscono varie parti interessate, tra cui agenzie spaziali e imprese private, in uno sforzo collaborativo per trasformare questo obiettivo visionario in realtà. In questo scenario impegnativo, questa ricerca mira a sviluppare metodologie e strumenti in grado di supportare la progettazione di un'ampia gamma di sistemi di trasporto spaziale, inclusi sistemi di ascesa e (ri)entro, tug e lander. Per supportare la progettazione del veicolo e dei relativi sottosistemi integrati, le metodologie e gli strumenti sviluppati dovranno adottare un approccio multidisciplinare alla progettazione e dovranno integrare simulazioni di missione dettagliate.
Questa attività di ricerca è svolta nel quadro della cooperazione internazionale con l'Agenzia Spaziale Italiana (ASI), l'Agenzia Spaziale Europea (ESA), Thales Alenia Space.
- Metodologie e strumenti per la progettazione concettuale di velivoli civili ad alta velocità sostenibili e relativi sottosistemi integrati
La richiesta di un’aviazione civile più veloce e più sostenibile sta spingendo la comunità scientifica mondiale e l’industria aerospaziale a sviluppare una nuova generazione di velivoli civili ad alta velocità (supersonici e ipersonici), che dovranno essere sostenibili dal punto di vista ambientale e garantire, al contempo, un elevato livello di protezione dei cittadini. Questa attività di ricerca mira a sviluppare una metodologia di progettazione integrata e un insieme di strumenti per supportare la progettazione di velivoli ad alta velocità e relativi sottosistemi. Per far fronte a questo compito, la metodologia dovrà catturare adeguatamente le correlazioni tra gli aspetti aero-termodinamici e propulsivi e gestire un'ampia gamma di layout, dai concetti tradizionali di fusoliera e ala ai concetti waverider. Parte di questa attività di ricerca è svolta nel quadro di progetti di collaborazione internazionale finanziati dalla Commissione Europea come il progetto H2020 MORE&LESS (https://doi.org/10.3030/101006856)
Referenti: Nicole Viola e Roberta Fusaro