Utilizzo Tecnologie COTS per satelliti di TLC e Smallsat - Ing. Stefano Coltellacci
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Utilizzo Tecnologie COTS per
satelliti di TLC e Smallsat
Ing. Stefano Coltellacci
Segretario Commissione Aerospazio
Ordine Ingegneri Provincia di Roma
Seminario - La Scienza senza Barriere – dallo Spazio alla Rete – 24 Gennaio 2018 1 di 11
Le Origini/1
• I primi satelliti sono stati realizzati INTERAMENTE a livello di prototipi con tutti gli apparati
progettati e realizzati ad hoc.
• I sistemi erano così innovativi che non permettevano il riutilizzo di sistemi già esistenti se
non al livello di schema concettuale.
• Le condizioni ambientali dello spazio e del lancio richiedono a tutto il sistema satellite di
rispettare requisiti termici, meccanici e di resistenza alle radiazioni mai affrontati i
precedenza.
• Tutto doveva essere ideato, progettato e costruito da zero
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Le Origini/2
• Con l’aumentare del numero delle missioni satellitari aumenta il numero di
apparati/sistemi costruiti, ideati e sperimentati
• Ad ognuno di questi apparati viene assegnato un livello di «maturità tecnologica» a livello
industriale (Technology Readiness Level)
• Si cominciano a riutilizzare apparati e concetti che hanno funzionato già in missioni
operative o hanno bisogno di un periodo di «maturazione» più corto per arrivare al livello
necessario per essere parte di un sistema satellite, TRL 7 o 8
• La realizzazione è comunque dedicata per ogni missione, il prodotto non è ancora
direttamente disponibile per il committente
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Faster Better and Cheaper!
• Nel 1992 il Direttore della NASA Daniel Goldin diede avvio al programma Faster Better &
Cheaper nel tentativo di sviluppare missioni satellitari efficaci in tempi più rapidi e
abbattendo drasticamente i costi
• L’iniziativa aveva tra i suoi pilastri l’esteso utilizzo di tecnologie e sistemi COTS
(commercial-off-the-shelf) di esteso e provato utilizzo in ambito terrestre industriale da
adattare per l’utilizzo spaziale.
• L’iniziativa ha avuto risultati contrastanti, su 16 missioni realizzate 6 hanno subito critici
malfunzionamenti, un tasso di insuccesso elevato e non assolutamente accettabile, d’altra
parte è da rilevare che le 10 missioni completate hanno avuto un costo comparabile a
quello di una singola missione progettata e realizzata secondo la strategia tradizionale
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L’avvento dei piccoli satelliti!
• Sulla scia dell’iniziativa della NASA FBC molti soggetti con ridotta disponibilità economica
cominciano ad affacciarsi sul panorama spaziale
• Con la progettazione di missioni di piccoli satelliti molto economici l’utilizzo di prodotti
COTS è imprescindibile
• Si persegue una filosofia che aumenta il rischio di failure, dovuto al possibile utilizzo di
sistemi non maturi o non completamente affidabili, in cambio di missioni che prevedono
limitati obiettivi (risultati tecnico-scientifici non di alto valore assoluto) ma con grande
valore aggiunto, infatti i satelliti sono costruiti per la maggior parte da studenti universitari
durante il loro periodo di tesi con l’affiancamento di personale docente esperto e
consentono sperimentazioni in orbita di sistemi con costi ridottissimi.
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I cubesat
Dal 2000 questo
formato di
nanosatellite si è
affermato sulla
scena spaziale
grazie alla
possibilità di essere
realizzato con
grande facilità ed
essere rilasciato in
orbita con modalità
semplici e molto
economiche
• La modularità di questi sistemi è spinta all’estremo
• Le schede all’interno (PC-104 form factor) seguono uno schema fisso per le connessioni
e i sistemi di bordo (il «modulo di servizio» in un satellite tradizionale) possono essere
facilmente acquistati da appositi «negozi» presenti sul mercato, prodotti realmente COTS
• Il massimo sforzo viene indirizzato verso la progettazione e realizzazione di payload
innovativi da sperimentare in missioni di durata ridotta (8-12 mesi massimo a seconda
dell’orbita)
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La filosofia cubesat
Oggi il concetto di cubesat non è solo
limitato all’utilizzo educational, è
diventato un vero e proprio standard
per organizzazioni come la NASA e
l’ESA per missioni semplici nella
pianificazione e realizzazione ma di
alto valore tecnologico.
Si cominciano a vedere anche
applicazioni commerciali per EO, TLC
e AIS. Il satellite cubesat stesso è
diventato, quasi interamente, un vero
prodotto COTS.
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Sistemi COTS con filosofia cubesat
Il concetto di
modularità delle
schede 10x10 dei
cubesat ha portato i
costruttori verso la
realizzazione di
computer di bordo,
sistemi di storage e
gestione dell’energia,
demodulatori DVB-S2
di tali dimensioni.
Questi prodotti sono
destinati nel recente
futuro ad essere
utilizzati a bordo di
sistemi satellite con
volumi e dimensioni
diverse dal formato
cubesat (1U->27U)
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Iniziative Cubesat per studenti L'iniziativa CubeSat Launch (CSLI) della NASA QB50 è un network internazionale di fornisce accesso allo spazio per CubeSats CubeSats per misure multipunto della sviluppati dai centri e programmi della NASA, bassa atmosfera. Questo progetto istituzioni educative e organizzazioni no-profit dell’Unione Europea è gestito dal von che consentono agli sviluppatori di CubeSat di Karman Institute (Rhode-Saint-Genèse, accedere a un percorso a basso costo per Belgium) ed è rivolto a tutte le Università condurre ricerche nelle aree della scienza , del mondo. Sono stati già lanciati 36 esplorazione, sviluppo tecnologico, istruzione CubeSats o operazioni. Seminario - La Scienza senza Barriere – dallo Spazio alla Rete – 24 Gennaio 2018 9 di 11
Riferimenti Bibliografici
Archivio Storico Telecom Italia
Archivio immagini Getty – www.gettyimages.it
AUDIT REPORT FASTER, BETTER, CHEAPER: POLICY, STRATEGIC
PLANNING, AND HUMAN RESOURCE ALIGNMENT - March 13, 2001
Faster, Better, Cheaper Revisited - Program Management Lessons from NASA -
Lt. Col. Dan Ward, USAF
NASA - https://www.nasa.gov/
Group of Astrodynamics for the Use of Space Systems Srl -
https://www.gaussteam.com/
EO Portal directory - https://directory.eoportal.org/web/eoportal/satellite-missions
http://www.pumpkinspace.com/about-us.html
http://www.cubesatkit.com/index.html
https://www.creonic.com/en
https://www.planet.com/
Seminario - La Scienza senza Barriere – dallo Spazio alla Rete – 24 Gennaio 2018 10 di 11Grazie a tutti per l’attenzione
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