Tre nuovi satelliti costruiti dalla Nanyang Technological University, Singapore (NTU Singapore) sono entrati in orbita, che verranno utilizzati per condurre esperimenti orbitali come testare parti stampate in 3D nello spazio, misurare dati atmosferici e valutare nuovi materiali spaziali.
I satelliti – VELOX-AM , ARCADE e SCOOB-II – fungono da dimostrazioni delle principali capacità di NTU nell’ingegneria satellitare e nella formazione universitaria degli ingegneri spaziali. Dal 2011, NTU ha costruito, lanciato e gestito con successo 13 satelliti, inclusi questi tre lanciati domenica mattina (30 luglio) dall’Indian Space Research Organization sul Polar Satellite Launch Vehicle.
Il veicolo di lancio trasportava anche un microsatellite dello spin-off Aliena di NTU , che testerà un motore di propulsione di nuova generazione.
Sia VELOX-AM che ARCADE sono micro-satelliti del peso rispettivamente di 22 kg e 27 kg, sviluppati in collaborazione con i partner di NTU. SCOOB-II è il secondo satellite cubico progettato e costruito dagli studenti NTU nell’ambito della Student Satellite Series, che offre agli studenti universitari di ingegneria opportunità di apprendimento nel mondo reale sulla progettazione di satelliti.
Il professor Luke Ong, NTU Vice President (Research) , ha dichiarato: “Progredire verso i microsatelliti nella gamma di 25 kg consente a NTU di soddisfare i requisiti specifici dell’applicazione e della missione in modo più efficace. Il programma di sviluppo satellitare dell’Università prevede di sfruttare l’esperienza multidisciplinare dei docenti e dei ricercatori della NTU di varie scuole per contribuire al progresso dell’industria spaziale di Singapore. Inoltre, NTU collabora strettamente con partner locali e internazionali per introdurre tecnologie innovative per migliorare ulteriormente le capacità del settore spaziale di Singapore”.
Ronald Tong, Acting Executive Director, Office for Space Technology & Industry (OSTIn) , ha dichiarato: “Il successo del lancio dei satelliti NTU segna un’altra pietra miliare nel viaggio spaziale di Singapore, sfruttando i nostri punti di forza nella scienza, nell’ingegneria, nella produzione e nell’istruzione universitaria. Il lancio riflette la solida comunità di ricerca spaziale di Singapore e contribuirà a varie applicazioni tra cui lo studio dell’atmosfera terrestre. In qualità di ufficio spaziale nazionale di Singapore, OSTIn continuerà a sostenere lo sviluppo del nostro ecosistema spaziale, compreso lo sviluppo di più talenti scientifici, tecnologici, ingegneristici e matematici (STEM).
NTU e A*STAR per testare parti stampate in 3D nello spazio a bordo del VELOX-AM
Il satellite VELOX-AM (Additive Manufacturing) è uno sforzo di collaborazione con l’Agenzia per la scienza, la tecnologia e la ricerca (A*STAR) di Singapore volto a testare, per la prima volta, come la produzione additiva o le parti stampate in 3D possono essere utilizzate in modo efficace per produrre componenti satellitari complessi.
Il satellite di 50 cm x 30 cm x 50 cm trasporta un pannello della struttura principale stampato in 3D. NTU ha costruito il corpo del satellite, mentre l’Advanced Remanufacturing and Technology Center (ARTC) di A*STAR ha sviluppato e stampato in 3D parti strutturali che sono state sottoposte a rigorosi test di resistenza agli urti per simulare le forze di un lancio del satellite.
Queste parti stampate in 3D sono state prodotte con un processo di produzione end-to-end, garantendo prestazioni costanti dei componenti per resistere a condizioni ambientali spaziali estreme. L’Institute of High Performance Computing di A*STAR ha analizzato le prestazioni meccaniche per determinare come le parti stampate in 3D reagiranno alle forze durante il lancio e mentre sono in orbita.
Un altro carico utile sperimentale stampato in 3D a bordo del VELOX-AM è un modulo funzionalmente testato che ospita un materiale a cambiamento di fase per consentire un migliore controllo termico del satellite. Questo materiale cambia la sua forma tra stato liquido e solido per assorbire e rilasciare energia termica, favorendo il risparmio energetico.
Il dott. David Low, amministratore delegato di ARTC di A*STAR , ha dichiarato: “Sfruttando i progressi nella produzione additiva, A*STAR ha prodotto componenti satellitari complessi che soddisfano i requisiti di progettazione, funzionalità e prestazioni che consentono al VELOX-AM di resistere a grandi forze durante lancio e per mantenere alte prestazioni mentre si è in orbita. Questa collaborazione con NTU Singapore rappresenta un’entusiasmante opportunità per studiare come le parti stampate in 3D possono funzionare nello spazio. Attendiamo con impazienza altre collaborazioni di questo tipo, per sbloccare il potenziale delle capacità di produzione avanzate a supporto delle missioni spaziali di Singapore”.
L’ultimo esperimento che VELOX-AM sta conducendo nello spazio ruota attorno ai polimeri a memoria di forma, che sono materiali che possono contenere “memorie” delle loro forme precedenti. Questi materiali possono essere deformati, ad esempio torcendoli o piegandoli, e possono tornare alla loro forma originale applicando calore su di essi.
Questa tecnica è promettente per applicazioni su pannelli solari e antenne. Ad esempio, i pannelli solari possono essere piegati in modo molto compatto per essere portati su una stazione spaziale, dove possono essere riscaldati per tornare alle loro dimensioni originali e maggiori.
Studiare l’atmosfera con ARCADE ( Atmospheric Coupling and Dynamics Explorer)
Il satellite ARCADE (Atmospheric Coupling and Dynamics Explorer) mira a misurare i dati per gli studi di accoppiamento atmosferico.
Il satellite da 32 cm x 32 cm x 32 cm è una collaborazione internazionale con partner provenienti da Germania, India, Taiwan e Stati Uniti. È il quarto satellite della serie INSPIRE (International Satellite Program in Research and Education) , un consorzio internazionale di università spaziali.
Il satellite trasporta quattro strumenti: un imager per le onde gravitazionali atmosferiche; una sonda al plasma per misurare la densità e la velocità del plasma ionosferico; uno strumento per l’ossigeno atomico per studiare la degradazione dell’ossigeno atomico dei materiali nell’orbita terrestre bassa; e un imager ottico per l’imaging della Terra.
A bordo del satellite ci sono anche celle solari flessibili in perovskite di nuova concezione, che saranno utilizzate in esperimenti per testare le loro prestazioni nell’orbita terrestre bassa per potenziali applicazioni in pannelli solari curvi e arrotolabili.
In combinazione con il suo propulsore a propulsione elettrica, il satellite può uscire dall’orbita in una regione dello spazio che è stata esplorata molto raramente. Questa missione ambiziosa mira a eseguire esperimenti e raggiungere obiettivi scientifici a una frazione del costo di missioni più grandi solitamente eseguite da satelliti più grandi che di solito superano i 400 kg, o quasi venti volte più pesanti.
SCOOB-II – formazione dei futuri ingegneri spaziali
SCOOB-II è il secondo satellite costruito nell’ambito della serie di satelliti per studenti di NTU che mira a fornire opportunità di apprendimento satellitare nel mondo reale per gli studenti universitari di ingegneria. Il primo satellite, SCOOB-I, è stato lanciato nel luglio 2022, dove ha dimostrato con successo le tecnologie spaziali sviluppate dagli studenti del Satellite Research Center (SaRC) della NTU, come i sensori per osservare il Sole.
Sviluppato anche presso SaRC, il satellite SCOOB-II da 4,1 kg trasporta un carico utile che dimostra operazioni di test di elettronica avanzata nello spazio. Misurando 34 cm x 10 cm x 10 cm, SCOOB-II, come continuazione di SCOOB-I, ha altri due pannelli solari dispiegabili che contribuiranno a generare circa tre volte l’energia generata da SCOOB-I, permettendogli di trasportare una maggiore potenza – carico utile impegnativo.
SCOOB-II porta anche un sistema di controllo della determinazione dell’assetto migliorato che aiuta il veicolo spaziale a puntare verso il sole per assorbire la massima energia solare per caricare la sua batteria di bordo.
La studentessa di dottorato dell’ultimo anno della NTU Saleem Amitha ha lavorato su SCOOB-I e SCOOB-II dal 2019. L’esperienza l’ha portata ad acquisire una vasta conoscenza e competenza pratica in vari aspetti della progettazione, sviluppo e test di satelliti, insieme a un comprensione approfondita di diversi sistemi satellitari.
La signora Amitha ha dichiarato: “Provo un incredibile senso di orgoglio ed eccitazione sapendo che il mio lavoro sarà presto nello spazio. L’opportunità di vedere il culmine dei miei sforzi e delle mie competenze manifestarsi in una forma tangibile, in orbita attorno alla Terra, è davvero impressionante. Durante il mio viaggio, ho incontrato varie sfide e opportunità di risoluzione dei problemi, che hanno ulteriormente rafforzato le mie capacità nella risoluzione dei problemi, nell’adattamento a circostanze impreviste e nella collaborazione efficace all’interno di un team di esperti.
NTU spin-off Il nuovo satellite di Aliena per testare il motore di propulsione completamente elettrico
Oltre ai tre satelliti NTU, domenica mattina è stato lanciato con successo anche un microsatellite che trasporta un motore di propulsione all’avanguardia dello spin-off Aliena di NTU.
L’ORB-12 STRIDER sarà utilizzato per dimostrare i sistemi di propulsione di nuova generazione attraverso il primo motore di propulsione completamente elettrico multimodale al mondo.
Questo motore comprende il propulsore Hall compatto (MUSIC) di punta di Aliena, il primo del suo genere ad essere sviluppato localmente a Singapore. Il propulsore utilizza un campo elettrico per accelerare gli ioni del propellente, consentendo al motore di consumare una frazione di potenza rispetto ai motori tradizionali nel manovrare il satellite nello spazio.
L’amministratore delegato e co-fondatore di Aliena, il dottor Mark Lim, ha dichiarato: “È con grande orgoglio che vediamo l’ORB-12 STRIDER manifestarsi insieme ai satelliti dell’alma mater dei nostri co-fondatori, NTU Singapore. Questo lancio fornirà un’eredità spaziale ai nostri sistemi per guidare un’ulteriore trazione commerciale e raccogliere dati orbitali che saranno utili mentre ci prepariamo per il nostro volo su una missione NTU a Very Low Earth Orbit.
Il satellite ORB-12 STRIDER è stato sviluppato nell’ambito di una collaborazione internazionale coordinata da Aliena con sede a Singapore, tra cui Orbital Astronautics (Regno Unito) come fornitore di autobus e Aurora Propulsion Technologies (Finlandia) come co-sviluppatori di sottosistemi.
CREDITO
Ringraziamo NTU Singapore