Implementazione di un processo di sviluppo per un satellite in formato CubeSat 3U = Implementation of a development process for a 3U CubeSat satellite

Il presente elaborato ha come obiettivo la definizione e l’implementazione di un processo di sviluppo di un satellite in formato CubeSat 3U, mediante l’impiego della piattaforma collaborativa 3D Experience, con particolare attenzione all’integrazione di sensori in fibra ottica a reticolo di Bragg (FBG). Tali sensori, in virtù della loro capacità di misurare deformazioni meccaniche (strain) e variazioni termiche, costituiscono una tecnologia di grande interesse per applicazioni in ambito spaziale, offrendo vantaggi significativi in termini di miniaturizzazione, immunità ai disturbi e possibilità di monitoraggio strutturale in tempo reale. Il CubeSat oggetto di studio viene progettato e sviluppato presso la struttura ITS Mobilità Sostenibile Aerospazio/Meccatronica di Torino, ed è concepito come un dimostratore tecnologico. La sua funzione principale è quella di operare come banco di prova per payload sperimentali da validare in ambiente spaziale, consentendo al contempo di offrire agli studenti coinvolti un’opportunità formativa concreta e stimolante. L’adozione del formato CubeSat permette una significativa riduzione dei costi rispetto ai satelliti tradizionali, pur garantendo la possibilità di operare in condizioni rappresentative, quali il vuoto, la microgravità e l’esposizione a radiazioni cosmiche. In una prima fase viene descritta l’architettura fisica del satellite, con particolare riferimento ai sottosistemi, ed ai payload selezionati. In seguito, vengono individuati i punti di misurazione dei sensori FBG, e si progetta il percoso ottimale della fibra necessario al loro raggiungimento, nel rispetto dei requisiti. A supporto della fase di progettazione, sono stati sviluppati modelli digitali rappresentativi dei percorsi della fibra ottica, affiancati dalla realizzazione di un mock-up fisico tramite tecniche di additive manufacturing, così da verificare la corrispondenza tra modello virtuale e componente reale, riducendo i rischi di criticità in fase di integrazione. Successivamente, l’attività si concentra sullo sviluppo dell’ambiente dedicato alla fase di assemblaggio e test del CubeSat, ponendo attenzione alla disposizione dei macchianari e degli ambienti, in modo da garantire un’adeguata ergonomia e un’efficiente esecuzione delle operazioni. Parallelamente, viene condotto un processo di tailoring delle normative ECSS, al fine di adattare i requisiti standard alle specificità di un CubeSat 3U e pianificare in maniera mirata le campagne di test, sia a livello di equipment sia a livello di element. Infine, vengono condotte delle simulazioni strutturali al fine di verificare il rispetto dei requisiti di vibrazioni randomiche derivanti dal documento NanoRacks CubeSat Deployer IDD fornito da Nanoracks.