Questa tematica è incentrata sullo sviluppo di missioni di piccole piattaforme spaziali di cui si curano tutte le fasi di ciclo di vita dalla progettazione, alla realizzazione e verifica, fino alle operazioni in orbita. I piccoli satelliti sono riconosciuti come uno dei pilastri della cosiddetta New Space Economy. Rappresentano la tecnologia chiave che ha aperto l’accesso all’orbita a un’ampia comunità a costi sostenibili. L’attività di ricerca si sviluppa attraverso percorsi teorici e sperimentali nel laboratorio di Sistemi e Tecnologie per la Ricerca Aerospaziale (STARlab) del DIMEAS. Le missioni di volo e i progetti di sviluppo tecnologico sono condotte in collaborazione con le principali agenzie spaziali e i leader industriali del settore.
Riferimenti:
Sabrina Corpino e Fabrizio Stesina
- Progettazione, sviluppo e operazioni di missioni spaziali con piccolo piattaforme
L'attività di ricerca mira allo sviluppo di missioni di volo e prototipi di nuovi concept. Finora sono state sviluppate tre missioni di volo in collaborazione con l'Agenzia Spaziale Europea e l'Agenzia Spaziale Italiana. Gli argomenti principali sono:
- definizione di Concepts of Operations e Architetture di Missione,
- progettazione e analisi di soluzioni a livello di sistema,
- sviluppo di tecnologia ad-hoc per la missione (hardware e software),
- studi di trade-off e valutazione delle soluzioni e tecnologie identificate,
- pianificazione ed esecuzione delle operazioni in orbita.
L'attività viene svolta principalmente presso lo STARlab, dove sono disponibili numerose strutture a supporto dell'intero ciclo di vita:
- Concurrent Engineering System (CES), pienamente compatibile con ESA CDF
- Simulatore avanzato e banco di prova CubeSat (CAST)
- Centro di controllo CubeSat (C3), comprese le antenne in banda UHF e S
- Satellite di training (ESAT)
- Camera Bianca (CR1) e banco a flusso laminare
- Progetto, verifica e validazione di sistemi di guida navigazione e controllo (GNC) per veicoli spaziali
L’attività di ricerca riguarda lo sviluppo di strategie innovative e tecnologie avanzate per sistemi di guida navigazione e controlli per future missioni spaziali. Principali argomenti sono:
- algoritmi e strategie di navigazione relativa con strumenti ottici e a radiofrequenza,
- le strategie di determinazione di posizione e assetto (relativi) di un veicolo spaziale basate su tecniche tradizionali (ad esempio Filtri di Kalman) e su intelligenza artificiale,
- le strategie di guida e controllo per le fasi nominali e le fasi critiche di una missione (e.g in caso di guasti a bordo o variazioni al piano di missione),
- sviluppo di moderne tecnologie a basso costo e prototipi per sistemi GNC di piccole piattaforme aerospaziali.
Possibili casi di studio sono il rendez-vous and docking/berthing, satelliti per il remote sensing che necessitano di accurati puntamenti e determinazioni dei payload a bordo, controllo di formazione di costellazioni di small-sats, determinazione e controllo della posizione di rovers su suolo di Luna/Marte/Asteroidi. Oltre agli aspetti teorici e analitici, si sviluppano strumenti per la verifica sperimentale delle soluzioni trovate.
- PE6_7 Intelligenza artificiale, sistemi intelligenti, sistemi multi-agente
- PE6_8 Grafica col computer, visione col computer (computer vision), multi media, computer games
- PE7_1 Ingegneria dei sistemi di controllo
- PE7_2 Ingegneria elettrica: componenti e/o sistemi di potenza
- PE7_3 Ingegneria della simulazione e della modellazione
- PE7_4 (Micro- e nano-) ingegneria dei sistemi
- PE7_5 (Micro- e nano-) componenti elettronici, optoelettronici e fotonici
- PE8_1 Ingegneria Aerospaziale
- CubeSat
- Nanosatelliti
- Micro rover per esplorazione planetaria
- Progettazione di Missioni e Sistemi Spaziali
- Tecnologia miniaturizzata
- Assemblaggio, Integrazione e Verifica
- Mission Operations
- Segmento di Terra
- Algoritmi e Sistemi per la Guida, la Navigazione e il Controllo
- Visual navigation
- Avionica per piccole piattaforme