FIBRE OTTICHE E SENSORI PER APPLICAZIONI SPAZIALI = Optical Fibers and Sensors for Space Applications

Il monitoragio termico è un requisito fondamentale per la gestione del ciclo di vita di sistemi spaziali: il mantenimento di condizioni operative nominali è essenziale per garantire affidabilità e durata delle missioni. I sensori tradizionali, come termocoppie e RTD, pur essendo consolidati, presentano limiti legati a massa, cablaggi e suscettibilità ai disturbi elettromagnetici. In questo contesto, i sensori a reticolo di Bragg in fibra ottica (FBG) offrono una soluzione innovativa grazie alla leggerezza, alla possibilità di multiplexare più punti di misura lungo una singola fibra e all’immunità ai disturbi esterni. Il presente lavoro di tesi ha come obiettivo la valutazione dell’affidabilità dei sensori FBG per un monitoraggio integrato termico e funzionale del sistema considerato, nel caso in oggetto una piastra metallica, rappresentativa di un pannello radiativo, su cui è disposta trasversalmente una heat pipe. A tal fine è stato realizzato un banco di prova dotato di quattro sensori FBG distribuiti su due linee di fibra e sollecitato da una cartuccia riscaldante. I dati acquisiti sono stati confrontati con le previsioni di un modello termico sviluppato in ambiente MATLAB/Simulink. I risultati sperimentali hanno evidenziato una buona sensibilità e ripetibilità delle misure svolte in diversi cicli termici, mentre il modello numerico ha mostrato un’elevata coerenza con le misure sperimentali, confermando l’affidabilità dell’approccio proposto. In conclusione, la ricerca conferma i sensori FBG come tecnologia affidabile per il monitoraggio termico aerospaziale e ne dimostra la capacità, integrata a modelli numerici, di distinguere condizioni nominali da off-nominali degli specifici componenti strumentati. I risultati ottenuti rappresentano un primo step verso lo sviluppo di reti sensoriali distribuite e diagnostica predittiva a bordo di sistemi spaziali.