La dimostrazione della fattibilità dell’assemblaggio di un veicolo spaziale in orbita
Se si deve immaginare come sono attualmente costruiti satelliti e veicoli spaziali, l’immagine che di solito viene in mente è di un’enorme camera sterile con molti scienziati ed esperti vestiti di bianco che si danno da fare. Dopo essere stati meticolosamente costruite, queste costose apparecchiature devono essere lanciate nello spazio. Si tratta di un lavoro incredibilmente costoso, oltre che laborioso. Questo è uno dei motivi per cui è stato lanciato il progetto PERIOD, finanziato dall’UE, per vedere se fosse possibile trovare un’alternativa agli attuali approcci alla produzione e all’assemblaggio di hardware spaziale a terra.
Robotica e automazione nello spazio
In particolare, il progetto ha cercato di esaminare in modo approfondito la possibilità di produzione e assemblaggio direttamente in orbita, utilizzando la robotica e l’automazione. «I vantaggi di questo processo sarebbero molteplici», spiega il coordinatore del progetto PERIOD Stéphane Estable della Airbus Defence and Space in Germania. «Tra questi, il superamento degli attuali vincoli sul volume complessivo e sulla progettazione delle antenne satellitari su larga scala e l’opportunità di costruire infrastrutture spaziali più grandi, come le stazioni spaziali modulari.» Inoltre, le tecnologie di produzione e assemblaggio nello spazio basate su robot potrebbero consentire il potenziamento e la riparazione di veicoli spaziali e satelliti esistenti. Un ostacolo determinante fino ad oggi, tuttavia, è stata l’incapacità di dimostrare la maturità e l’integrabilità di tale tecnologia. In altre parole, potrebbe effettivamente funzionare?
Convalida della produzione in orbita
La motivazione principale di PERIOD era quindi quella di sviluppare ulteriormente e convalidare promettenti tecnologie di servizi spaziali. Queste innovazioni, come un sistema di controllo operativo del robot, un quadro di fusione dei dati dei sensori, un quadro orientato all’obiettivo dell’autonomia e una suite integrata di sensori 3D, sono state sviluppate nell’ambito del cluster di ricerca strategica PERASPERA dell’UE. Il team del progetto ha anche testato e confrontato le «interconnessioni standard», che consentirebbero di combinare sistemi robotici modulari. «Per raggiungere questo obiettivo, è stato preparato un dimostratore di laboratorio che ha gradualmente integrato tutte queste tecnologie insieme in incrementi con complessità crescente», aggiunge Estable. «Siamo stati anche in grado di eseguire una sequenza di assemblaggio robotizzata di un modello satellitare, composto da due segmenti principali entrambi dotati di un’interconnessione standard.» Questo lavoro ha permesso al team di definire in dettaglio come le tecnologie robotiche potrebbero essere utilizzate insieme per la produzione di antenne, nonché l’assemblaggio e il rifornimento di satelliti, in orbita.
Progressi nelle tecnologie all’avanguardia
PERIOD è riuscito a sviluppare e convalidare ulteriormente queste tecnologie e a effettuare una valutazione comparativa altamente dettagliata di tre interconnessioni standard europee. In tal modo, il team del progetto è stato in grado di dimostrare, in laboratorio, come potrebbe essere eseguita nello spazio un’operazione di assemblaggio satellitare basata su robot. Il progetto ha anche contribuito a definire gli standard e i regolamenti per i servizi, la produzione e l’assemblaggio nello spazio, che saranno fondamentali per proseguire nella direzione proposta. In futuro è previsto un lavoro più mirato in materia. Da non tralasciare il fatto che molti dei risultati del progetto sono ora disponibili per attività future all’interno della comunità spaziale. «Le dimostrazioni di laboratorio e il concetto di dimostrazione in orbita che abbiamo sviluppato consentiranno anche alla comunità spaziale di costruire casi aziendali su come i sistemi spaziali saranno progettati e gestiti in futuro», afferma Estable. «Continueremo a sviluppare queste tecnologie e continueremo anche a svolgere dimostrazioni di laboratorio di servizi nello spazio con crescente complessità. Il nostro obiettivo è quello di implementare una dimostrazione in orbita per convalidare pienamente le operazioni e le tecnologie complessive, prima della distribuzione di applicazioni commerciali.»
Parole chiave
PERIOD, spazio, satellite, veicolo spaziale, robotica, PERASPERA, in orbita