PROGETTO CUBESAT DEPLOYER
Progetto realizzato con il concorso delle risorse
Programma Operativo Regionale del Fondo Europeo di Sviluppo Regionale
POR MARCHE FESR 2014/2020 – ASSE 1 – OS 1 – AZIONE 1.1- INT. 1.1.1
Promozione della ricerca e dello sviluppo negli ambiti della specializzazione intelligente
BANDO 2019
Contributo ricevuto € 264.540,27
Il progetto CUBESAT Deployer è stato focalizzato allo sviluppo e produzione, tramite tecnica additive manufacturing, di un prototipo di sistema di separazione (anche detto sistema di rilascio o deployer) che viene utilizzato per la separazione dal vettore lanciatore ed il rilascio in orbita di nanosatelliti/cubesat o aggregati di cubesat.
Uno degli elementi critici nel trasporto in orbita dei satelliti è il Sistema di Separazione, ovvero il componente deputato a garantire il collegamento e la separazione fisica del satellite dal vettore di lancio che deve perciò garantire una adeguata IF meccanica per preservare la funzionalità del satellite nelle fasi di lancio e nel rilascio in orbita.
Lo sviluppo dei sistemi di separazione è legato all’evoluzione tecnologica ed ai requisiti delle piattaforme satellitari. In questo ambito il mercato dei satelliti di dimensioni ridotte (micro satelliti con massa =11÷ 50 kg e nanosatelliti/cubesat = 1÷ 10 kg) sta riscontrando una forte espansione imputabile a diversi fattori come la miniaturizzazione della componentistica, la riduzione dei costi di produzione (grazie allo sviluppo di nuove tecniche di addictive manufacturing come la stampa 3D), la necessità di sostituire vecchie costellazioni di satelliti con nuove (SkyBox, OneWeb) e la crescente domanda di connettività globale.
Il trend attuale vede una domanda di accesso allo spazio sempre più elevata a costi sostenibili anche per il mercato dei micro satelliti la maggior parte dei quali richiede il posizionamento in orbita LEO. Lo stesso lanciatore Vega è stato progettato per altitudini LEO. I vincoli di costo imposti dal segmento di mercato dei piccoli satelliti e le performances di Vega hanno spinto l’Agenzia Spaziale Europea (ESA) ad investire in missioni multi payload per piccoli satelliti utilizzando Vega.
Il progetto CUBESAT Deployer si è inserito in questo emergente e trainante filone di mercato che sta rendendo lo spazio accessibile anche a centri di ricerca ed università ed è sinergico anche ai recenti sviluppi nel settore dei lanciatori che vedono la possibilità di effettuare lanci multipli. Va infatti ricordato che per tali tipologie (dimensioni) di piattaforme satellitari l’aspetto relativo ai costi di lancio costituisce un forte discriminante per l’accesso allo spazio: i lanci multipli sono interessanti soprattutto per le piccole aziende, le
università e i centri di ricerca coinvolti nello sviluppo di piccoli satelliti, infatti questi attori non troverebbero altrimenti il budget necessario a pagare un lancio singolo e sono costretti a sfruttare un posto a bordo già pagato dalla missione principale. Questo permette alle PMI ed ai centri di ricerca di qualificare in volo tecnologie, esperimenti o prodotti con un investimento modesto.
L’altro aspetto innovativo del progetto CUBESAT deployer ha riguardato la produzione del sistema tramite processo di additive manufacturing che ha presentato i seguenti vantaggi:
- Possibilità di produrre parti con geometrie non ottenibili con tecniche produttive convenzionali
- Ottimizzazione del design
- Riduzione del peso del componente nel rispetto delle proprietà meccaniche
- Possibilità di ridurre il numero di assemblaggi
In questa ottica SAB Aerospace ha sviluppato un prototipo di sistema di separazione/deployer che ha le seguenti caratteristiche innovative:
- adatto alla messa in orbita di satelliti con un range di massa da 1÷ 50 kg (cubesat o aggregati di cubesat)
- modulare e scalabile per il rilascio in orbita in sequenza (multiplo) di più cubesat
- che permette di alimentare/ricaricare i cubesat dopo la fase di storage
- che presenta:
- bassi livelli di shock indotto al payload durante la fase di rilascio in orbita
- peso ottimizzato tramite la scelta di tecnologie di 3D printing
- basso costo:
- massimizzando la scelta di componentistica non strettamente derivante dal mondo spaziale
- tramite l’impiego di tecnologia 3D printing la cui produzione è basata su componentistica nazionale poiché uno degli obiettivi del presente progetto è gettare le basi per la creazione di un’indipendenza tecnologica sui deployer
Di seguito vengono mostrate immagini del sistema sviluppato, del test di vibrazione e del test di separazione.
Sistema Cubesat Deployer
Test di Vibrazione
Test di Dispiegamento
Nanosatellites are typically compact, lightweight, and simplified in their design. SAB Aerospace is at the forefront of the growing nanosatellite industry for modern space applications. Deployers for nanosatellites are essential components that enable the efficient and reliable deployment of small satellites.
Nanosatellite deployers are designed to release and deploy nanosatellites into space from a launch vehicle. They are crucial components of the launch process, as they ensure the controlled and precise release of small satellites into their intended orbits. Different deployers are used depending on the size and form of the nanosatellites being launched.
SAB Aerospace’s nanosatellite deployers are meticulously engineered to ensure precise and efficient deployment of these cost-effective satellites into their designated orbits.
Deployers are integrated into the payload fairings of launch vehicles, ensuring that the nanosatellites are protected during launch and are released at the appropriate point in the mission.
One of the most common nanosatellites are CubeSats, which have a standard size and form. CubeSats are built in multiples of 10 x 10 x 10 centimetres and are modularised so they can form larger configurations.
SAB Aerospace has proven expertise in producing reliable deployers for CubeSats and other nanosatellite configurations. By tailoring technology to the unique demands of nanosatellites, SAB Aerospace has streamlined the process of launching and deploying these versatile assets.
Some deployers are equipped with additional features, such as small thrusters or deployable solar panels, to assist nanosatellites in achieving their desired orbits and performing their missions. They include interlocks to prevent accidental deployments and ensure that the nanosatellites are securely held in place until the designated deployment phase.
Cost-Efficiency Through Customised Solutions
SAB Aerospace is equipped to customise deployers based on mission requirements. This not only ensures a perfect fit for a variety of nanosatellite sizes and configurations but also maximises payload capacity, optimising launch costs. The company’s commitment to flexibility and adaptability allows aerospace organisations to achieve greater efficiency in their satellite deployment strategies.
SAB Aerospace doesn’t just provide deployers –– the company offers strategic deployment planning that aligns with the financial objectives of its aerospace partners. Through meticulous mission analysis and collaboration, SAB helps clients optimise satellite constellations, maximising the payload of satellites on a given launch and reducing overall costs.
The smaller size and simplified design of nanosatellites allow for faster development cycles. This is advantageous for projects with time constraints or those aiming to demonstrate new technologies quickly.
Nanosatellites can be deployed for a variety of purposes, including:
- Observation
- Scientific research
- Technology demonstration
- Communication
Their smaller size allows for agile and versatile mission profiles. Nanosatellites offer the advantage of being able to form secondary payloads on larger launch vehicles through rideshare programmes. This makes it more accessible for smaller organisations to launch their satellites into orbit.
