Sciame di cubi stampati in 3D sarà lanciato dall’ISS nel 2021
Sono in corso trattative per il lancio del primo round di satelliti dalla Stazione Spaziale Internazionale (ISS) nel 2021. Nell’ambito di un progetto interdisciplinare soprannominato “Swarm of Small Spacecraft”, gli ingegneri dell’Università Politecnica Tomsk (TPU) in Russia stamperanno in 3D CubeSat recinzioni per almeno cinque satelliti che verranno rilasciati in orbita. L’obiettivo principale dell’esperimento è testare la possibilità di interazione automatizzata di oggetti spaziali, in particolare nelle attività di navigazione e comunicazione. Il Centro di controllo missione studentesca di TPU (MCC) monitorerà e supervisionerà le apparecchiature dalla Terra utilizzando un sistema di controllo satellitare e assicurandosi che l’astronave in miniatura risponda a tutte le loro richieste.
“I satelliti dovranno eseguire la costruzione a comando, muoversi in orbita, mantenere la formazione, interagire con la Terra e tra loro, cambiando e coordinando la loro posizione sulla base dei dati ricevuti”, ha affermato Andrey Kolomeitsev, assistente del Dipartimento di ingegneria elettronica di TPU e operatore del Centro clienti. “All’MCC faremo in modo che i satelliti svolgano la loro funzione, seguano le traiettorie, ricevano informazioni di telemetria, monitorino le condizioni dei motori e, se necessario, inviino comandi ai veicoli per garantire il riallineamento.”
Creato da studenti e istruttori, l’MCC fa parte del Virtual Design Center (VDC) di TPU per l’ingegneria spaziale e forma gli studenti per il controllo del volo di piccoli veicoli spaziali in orbita, promuovendo l’interesse per le industrie spaziali e spaziali e aiutandoli a raggiungere soluzioni tecnologiche innovative .
Per controllare il gruppo di CubeSats, il team richiederà un’antenna in grado di fornire la ricezione in ogni momento e con qualsiasi tipo di clima; un sistema automatizzato; apparecchiature in grado di ricevere ed elaborare simultaneamente informazioni da tutti i veicoli spaziali; e una squadra con esperienza. Secondo Alexey Yakovlev , direttore della School of Advanced Manufacturing Technologies di TPU, gli studenti e gli studenti post-laurea della TPU hanno già una vasta esperienza nella gestione delle trasmissioni e delle operazioni satellitari. Nel 2017, Tomsk-TPU-120, un nanosatellite 3D da cinque chilogrammi stampato da studenti e personale TPU usando la modellazione dinamica, è stato distribuito in orbita a mano durante una passeggiata spaziale russa sulla ISS. All’epoca, i cosmonauti Fyodor Yurchikhin e Sergei Ryazansky aprirono semplicemente il portello di uscita di uno dei vani di attracco, scoprirono il satellite, accesero il suo sistema di alimentazione e lo liberarono nello spazio.
TPU ha le capacità e le competenze tecniche per ricevere ed elaborare informazioni e gestire costellazioni satellitari . Al MCC, gli studenti vengono addestrati a ricevere segnali dai satelliti che sorvolano la città russa di Tomsk. Che si tratti di un satellite cinese che trasmette il suo nominativo in codice Morse o del telemetro trasmittente satellitare Tomsk-TPU-120 stampato dall’istituto, queste attività di routine torneranno utili l’anno prossimo quando più satelliti inizieranno a orbitare nello spazio. Inoltre, sono pronti a gestire i malfunzionamenti di CubeSat, sapendo come risolvere eventualiproblemi relativi aiveicoli spazialiche possono insorgere a causa di polvere spaziale, collisioni, condizioni meteorologiche spaziali e problemi interni.
Gli studenti e il personale della TPU sono stati invitati a prendere parte al progetto di Alexander Chernyavsky, consigliere del direttore generale della Rocket and Space Corporation Energia (RSC Energia), il principale sviluppatore e appaltatore del programma di volo spaziale con equipaggio russo. Come riportato dall’agenzia di stampa TASS , 15 organizzazioni e università russe saranno coinvolte nell’esperimento spaziale che comprende lo sviluppo di CubeSats e un dispositivo di piattaforma di lancio che si troverà sulla ISS. Oltre al TPU, altri partecipanti noti al progetto includono l’ Istituto Skolkovo di Scienza e Tecnologia , RSC Energia eGli sviluppatori di Samara, ai quali è stato affidato il compito di creare software speciali per controllare lo sciame di CubeSats, che avranno maggiori capacità di ricezione e trasmissione di informazioni.
“In futuro, il traffico spaziale diventerà molto più attivo e un’interazione multi-agente sarà importante, quindi è necessario testare le tecnologie di controllo oggi. Questo è il motivo per cui questo è un esperimento molto importante “, ha detto Kolomeitsev.
L’interfaccia sarà disponibile non solo per i partecipanti al TPU nell’esperimento, ma anche per gli esperti di altre università che sono membri del consorzio. Al fine di assegnare le frequenze a ciascun satellite, TPU ha riferito che sono attualmente in corso lavori con la Commissione statale sulle frequenze radio (SCRF), parte del Ministero dello sviluppo digitale, delle telecomunicazioni e dei mass media della Federazione Russa.
La progettazione di corpi CubeSat utilizzando la tecnologia di stampa 3D per missioni più economiche e più rapide non è una novità, in quanto molte agenzie, startup e università lo fanno da alcuni anni. I satelliti in miniatura sono ideali per incoraggiare gli studenti a inviare progetti in orbita e persino le agenzie spaziali incoraggiano gli studenti a sviluppare i propri CubeSat, come la National Aeronautics and Space Administration (NASA) con la sua iniziativa di lancio di CubeSat per scuole superiori, università e organizzazioni non profit o il programma educativo CubeSat dell’Agenzia spaziale europea (ESA) chiamato Fly your Satellite!, offrendo agli studenti universitari la possibilità di sviluppare le proprie missioni spaziali. Per gli ingegneri russi della TPU, la creazione di piccoli satelliti multiuso è stata una delle loro priorità, in particolare perché avere un gruppo in orbita di CubeSats li aiuterebbe ad affrontare molti problemi urgenti legati all’agricoltura, agli incendi boschivi, ai cambiamenti climatici e al naturale risorse, oltre a contribuire a testare nuove tecnologie per la scienza dei materiali spaziali. Man mano che l’esplorazione dello spazio avanza, continueremo a scoprire progetti che combinano tecnologie e innovazione, rendendo la distribuzione satellitare in orbita disponibile a più persone che mai.
