NanoDynA (Nanosatellite Dynamic Attitude Simulator) è un banco prova dinamico per lo studio della determinazione e controllo dell’assetto di nanosatelliti/CubeSat. Il sistema permette di simulare la dinamica rotazionale di piccoli satelliti in orbita Terrestre tramite cuscinetto sferico ad aria. L’ambiente spaziale viene ricreato tramite simulatore solare e simulatore di campo magnetico. L’orientamento del nanosatellite viene tracciato in tempo reale tramite sistema di visione monoculare. Il banco prova, nel suo insieme, permette di testare un ampio spettro di sensori e attuatori per il controllo d’assetto, permettendo agli sviluppatori di missioni CubeSat di verificare in ambiente rappresentativo le performance del sottosistema d’assetto, che è tra i più critici per il successo della missione.
Il banco prova, basato su cuscinetto sferico ad aria dotato di sistema di bilanciamento automatico e simulatori ambientali, permette la verifica affidabile e in condizioni rappresentative delle prestazioni del sottosistema di assetto di piattaforme nanosatellitari. L’elevato grado di automazione del banco prova, assieme alla flessibilità delle interfacce, consente di poterlo adattare in tempi brevi a diverse geometrie e dimensioni di mock-up da testare. Il sistema di tracciamento tramite visione monoculare e markers posizionati sul mock-up in prova forniscono un riferimento d’assetto ad elevata precisione.
La flessibilità del sistema è sicuramente la carta vincente. Può ospitare CubeSats di diverse dimensioni (dagli standard 1U fino a 6U). La possibilità di testare diverse combinazioni di sensori ed attuatori è garantita dalla simulazione solare e di campo magnetico.
Le applicazioni del sistema sono molteplici: • sviluppo e verifica di sensori d’assetto • sviluppo e verifica di attuatori d’assetto • test end-to-end dell’intero sistema di determinazione e controllo • verifica delle diverse modalità operative del satellite
Validazione di leggi di controllo magnetico per satelliti
Il controllo d’assetto tramite bobine magnetiche è il più utilizzato in campo nanosatellitare per la semplicità ed elevata affidabilità. Tuttavia, le prestazioni sono spesso solo marginalmente sufficienti alle specifiche di missione, e dipendono in larga parte dai disturbi agenti sul sistema e dalle imperfezioni dei sensori e attuatori impiegati. Per questo motivo, il progetto di tale sistema di controllo, se basato esclusivamente su analisi numeriche, può portare a sovrastimarne le prestazioni rispetto a quelle che si avranno effettivamente in volo. NanoDynA consente la verifica del controllo magnetico testando il vero hardware di volo sottoposto ad un’accurata simulazione ambientale, fornendo quindi risultati molto più affidabili rispetto alla simulazione numerica.
Università di Vigo
Il gruppo di ricerca del CIRI Aerospaziale è in cerca di partner interessati al testing di hardware e software innovativi per la determinazione e il controllo d’assetto.