Negli ultimi anni, i governi, le agenzie spaziali e le società private hanno riconosciuto i micro e nano satelliti come attraenti piattaforme spaziali anche per missioni nello spazio profondo, in quanto garantiscono una significativa riduzione dei costi di sviluppo e lancio rispetto alle tradizionali missioni. La navigazione di missioni in spazio profondo è fondamentale per il raggiungimento degli obiettivi della missione. Si tratta di un processo estremamente complicato, generalmente effettuato solo dalle più grandi agenzie spaziali nazionali e internazionali. Il CIRI Aerospace è in grado di fornire il servizio di navigazione nello spazio profondo, ad un costo che è una frazione rispetto a quanto attualmente offerto dalle agenzie spaziali. Per le attività di navigazione viene utilizzato il software di determinazione orbitale MONTE, sviluppato dal NASA JPL.
Missioni Cubesat nello spazio profondo
La navigazione di nanosatelliti nello spazio profondo comprende l’analisi di missione, la determinazione e il controllo orbitale. Tali attività vengono effettuate durante tutte le fasi di una missione spaziale: dalla progettazione della traiettoria per raggiungere gli obiettivi di missione e alla definizione dei requisiti di navigazione durante lo sviluppo della missione, alla navigazione vera e propria durante la fase operativa della missione, al post-processing e archiviazione dei dati e dei prodotti nei formati standard. Inoltre, è necessario interagire con le principali agenzie spaziali internazionali per l’acquisto del tempo di utilizzo delle stazioni di terra.
Gli aspetti innovativi sono rappresentati dalla flessibilità e dall’elevata automazione. Questo rende possibile effettuare la navigazione nello spazio profondo, ad un costo contenuto, compatibile con il budget di una missione CubeSat.
Le applicazioni del sistema sono innumerevoli: - Analisi di missione e definizione della traiettoria - Definizione dei requisiti del sottosistema AOCS e dei payload - Definizione delle operazioni di tracking a terra - Determinazione e controllo orbitale in tempo reale - Ricostruzione e archiviazione a posteriori della traiettoria
Risorse di calcolo disponibili
Missione spaziale LICIACube
DART (Double Asteroid Redirection Test) dimostrerà per la prima volta la possibilità di deviare un asteroide potenzialmente pericoloso per la vita sulla Terra. LICIACube (Light Italian Cubesat for Imaging of Asteroid) è il contributo italiano alla missione NASA DART, con cui verrà lanciato e da cui si separerà pochi giorni prima dell’impatto. L’obiettivo principale della missione LICIACube è osservare l’asteroide dopo l'impatto con DART, per studiare l'evoluzione e la struttura del pennacchio di detriti e il cratere creato dall’impatto. Coordinato dall'Agenzia Spaziale Italiana (ASI), è un progetto che riunisce scienziati, ingegneri e partner industriali italiani. Sono state effettuate simulazioni della determinazione orbitale di LICIACube durante la fase scientifica. I risultati mostrano che i requisiti di navigazione possono essere soddisfatti con la piattaforma esistente. Una eventuale riduzione di tempo di tracciamento non comporta un calo significativo delle prestazioni.
- Agenzia Spaziale Italiana - Argotec Srl - Istituto Nazionale di AstroFisica - Jet Propulsion Laboratory
Il gruppo di ricerca si occupa della navigazione anche della missione CubeSat ArgoMoon.
Incertezza di determinazione orbitale al B-plane