Space and astronautical engineering - Ingegneria spaziale e astronautica

Il corso mira a fornire una comprensione completa di payload scientifici e di navigazione di un veicolo spaziale e della loro integrazione a bordo. Il corso offre agli studenti la possibilità di sviluppare le competenze necessarie per comprendere le sfide della progettazione di strumenti a partire da requisiti di prestazioni di alto livello fino ai requisiti di implementazione di basso livello. La prima parte del corso si concentra sugli aspetti tecnici, a partire dalla progettazione del carico utile fino alla sua integrazione finale all'interno del veicolo spaziale. Questi aspetti tecnici includono: scopo e requisiti di uno strumento; interfacce di alimentazione e dati con il veicolo spaziale; compatibilità meccanica, termica ed elettromagnetica con altra strumentazione di bordo in un determinato ambiente; massa, volume e consumo di energia/potenza dello strumento e loro impatto sulla progettazione del veicolo spaziale. Questo modulo affronta le principali fasi di progettazione e revisione di uno strumento e la campagna di test prima di essere integrato nel satellite o sonda spaziale. Questo modulo affronta anche le sfide progettuali incontrate nell’adattare uno strumento alle operazioni in diversi scenari di missione. Ad esempio, la selezione del lanciatore gioca un ruolo importante nel determinare l'ambiente di vibrazione degli strumenti, oppure le tolleranze alla radiazione che vengono richieste possono variare in modo assai significativo a seconda del profilo di missione. La seconda parte del corso verte sull'analisi dei carichi utili e delle loro principali caratteristiche e finalità. Per un insieme di strumenti selezionati si analizzeranno le scelte progettuali e i principali problemi da affrontare. Lo studente avrà già in parte acquisito familiarità con questi aspetti durante la prima parte del corso. Le caratteristiche tecniche e i requisiti dello strumento verranno confrontati con le prestazioni e i requisiti di misura sulla base di alcuni esempi concreti. I carichi utili che verranno analizzati sono scelti tra: altimetri laser, transponder radio, spettrometri, radar, fotocamere, accelerometri, magnetometri, analizzatore di particelle e riflettori laser (possono variare ogni anno). Le misurazioni scientifiche e le informazioni che possono fornire vengono analizzate indipendentemente per ogni strumento, evidenziandone le sinergie. Ad esempio, i dati dell'altimetro laser possono essere combinati con i dati di tracciamento radio per misurare maree di superficie e gravitazionale dei corpi celesti, fornendo dati essenziali per determinare la struttura interna di quei corpi. Il background teorico che gli studenti hanno sviluppato durante la laurea triennale e magistrale viene applicato in un contesto che consente allo studente di comprendere le sfide della realizzazione di strumentazione avanzata, qualificata per lo spazio. Al termine del corso, lo studente acquisirà le seguenti competenze: 1) Comprendere le interfacce (meccaniche, elettriche, termiche) tra lo strumento e il veicolo spaziale; 2) Comprendere i requisiti dello strumento e il suo impatto sulla progettazione del veicolo spaziale; 3) Valutare l'impatto sulla progettazione strumentale dell'ambiente operativo; 4) Acquisire la capacità di scrivere requisiti chiari per lo sviluppo e l’integrazione del payload nei veicoli spaziali; 5) Comprendere le funzioni e gli obiettivi dello strumento nel contesto della missione e l'utilizzo dei dati da parte dell'utente finale. 6) Acquisire conoscenze su alcuni degli strumenti più utilizzati nell'esplorazione spaziale.