Sognavamo di toccare lo spazio, di progettare e mandare in orbita un nostro satellite, e ci siamo riusciti. Qui puoi vedere questo e altri progetti legati all'ingegneria spaziale.
Abbiamo iniziato nel 2012 con il sogno di lanciare il nostro satellite nello spazio. Eravamo solo dei laureati di ieri che dovevano imparare a implementare progetti tecnici complessi da soli.
Le specificità dell'epoca ci hanno imposto di lavorare su una varietà di temi, cosa che oggi ci avvantaggia nella realizzazione di progetti non standard.
PS:
nel 2017 il nostro microsatellite è stato lanciato nello spazio :)
In questo lavoro, abbiamo progettato un dispositivo per il lancio di piccoli veicoli spaziali che sono stati consegnati alla ISS. La preparazione di questo dispositivo per l'attivazione in futuro doveva essere effettuata dagli astronauti, che avrebbero allestito il lanciatore e posizionato il satellite su di esso. Secondo i documenti di capitolato, dovevamo realizzare un progetto con una versione meccanica del meccanismo di spinta e di sintonizzazione, senza motori, e abbiamo sviluppato un dispositivo di questo tipo.
Sono presenti due maniglie per regolare meccanicamente la forza di spinta. Facendo oscillare uno di essi, la forza viene aumentata/diminuita. Questa disposizione è stata progettata appositamente per la comodità di un astronauta che indossa una tuta spaziale pressurizzata.
Gli scudi frenanti aerodinamici flessibili non sono utili solo per l'atterraggio su Marte. Abbiamo sviluppato un piccolo veicolo di discesa per la discesa del carico dalla Terra. Tale sistema potrebbe restituire vari campioni di laboratorio e materiali creati sulla ISS.
Ma la sua applicazione più interessante è che potrebbe sostituire i grandi satelliti per la ricerca biolaboratoriale. Le sue dimensioni ridotte permetteranno di lanciare le missioni scientifiche più volte all'anno, anziché attendere il caricamento dell'intero volume di un veicolo di grandi dimensioni.
Per produrre un prototipo di apparecchio (un prototipo di progetto funzionante), abbiamo organizzato la produzione degli elementi dell'involucro. Abbiamo combinato lo scudo frontale rigido e il corpo del serbatoio ad alta pressione in una singola struttura. Questa soluzione ha permesso di ridurre il volume e il peso utilizzati, poiché durante la discesa il serbatoio riceve calore dal flusso d'aria in entrata e la pressione nel serbatoio aumenta.
Il apparecchio è progettato per essere compatto, con un fattore di forma simile a quello di un piccolo satellite standard e un attacco simile per il lancio di un carico utile.
Per i test fisici dei sistemi di controllo e stabilizzazione dell'assetto dei satelliti spaziali, si utilizzano combinazioni di un generatore di campo magnetico esterno e di supporti speciali (ad esempio, un cuscinetto aerodinamico). Tali test consentono di verificare la correttezza dei risultati della modellazione matematica e delle impostazioni reali del satelliti.
Il nostro generatore di campo magnetico è ottimizzato per piccoli satelliti di dimensioni fino a 80 cm e consente di impostare la direzione e l'intensità del campo magnetico (compreso l'azzeramento del campo esterno).
Il principale elemento di unicità dello stand è la sospensione del satellite, che non contiene supporti aerodinamici, ma è costituita da una lunga corda (2 piani), da un motore di rotazione e da un sistema di visione computerizzata che fornisce un azzeramento continuo della coppia generata nella corda dalla rotazione del satellite. Questo sistema consente di memorizzare i parametri di rotazione del satellite per diverse ore, il satellite stesso è in uno stato completamente assemblato e, soprattutto, l'intero sistema e il satellite con i suoi motori possono essere utilizzati (testati) all'interno della camera a vuoto.
L'installazione sperimentale dispone anche di diversi sistemi indipendenti per lo spostamento di apparecchiature esterne intorno al satellite. Questi sistemi permettono di verificare il funzionamento degli algoritmi di orientamento solare, la ricerca di oggetti e costellazioni e il puntamento delle antenne.
Le bobine magnetiche sono utilizzate in massa nei sistemi di stabilizzazione dei satelliti. Abbiamo sviluppato una nuova bobina magnetica compatta e analizzato il ciclo di vita di un prodotto del genere in un ambiente di produzione unico. Un'indagine condotta presso i produttori di bobine magnetiche classiche ha rivelato che i problemi più frequenti riguardano l'ordine di connessione degli avvolgimenti della bobina e la correttezza della loro contabilizzazione nel software, poiché sia la bobina stessa, sia il sistema di orientamento e il piccolo satellite spaziale sono prodotti in esemplari singoli in aziende diverse. È difficile e costoso (per i piccoli produttori di piccoli satelliti) creare un unico sistema per i test e spostarlo tra le varie aziende.
Per risolvere questo problema e migliorare l'affidabilità, abbiamo integrato all'interno della bobina una piccola unità elettronica che consente di diagnosticare la bobina stessa e di determinare se un insieme di bobine multiple è installato e collegato correttamente. Tutto questo funziona attraverso il bus informativo standard del computer di bordo del satellite.
Questa soluzione aggiunge circa 50 grammi (insieme al cavo) al peso del satellite, ma semplifica notevolmente il processo di assemblaggio e collaudo. Durante il funzionamento del satellite, è anche possibile diagnosticare rapidamente ogni bobina (se è necessaria la risoluzione dei problemi).
Le nostre attività nel 2013 sono iniziate con il sogno di lanciare il nostro satellite nello spazio. Una condizione importante era che volevamo realizzare il satellite in modo completamente indipendente, sviluppando il design, l'elettronica, la tecnologia di produzione e il software. Organizzare in proprio la produzione di parti e l'assemblaggio della struttura, effettuare test. Non per acquistare moduli già pronti, come fanno in molti.
Un lavoro di tale portata richiedeva esperienza nel completamento di progetti complessi, esperienza di progettazione e di produzione. In tre anni abbiamo portato a termine molti progetti semplici e complessi e nel 2016 abbiamo iniziato a lavorare sul nostro satellite. Nel corso dell'anno abbiamo progettato e prodotto diversi scafi, realizzato diverse varianti di attrezzature di bordo e scritto il software. L'apparato era una piattaforma tecnica con sistemi di bordo che potevano essere utilizzati in seguito per installare apparecchiature scientifiche di altri team.
Per il primo volo, al posto dell'attrezzatura scientifica, abbiamo posizionato dei sensori aggiuntivi per monitorare lo stato della nostra piattaforma. Il compito principale era quello di verificare la funzionalità della struttura, dell'elettronica e del software.
Il nostro sogno si è avverato nel 2017, il nostro satellite è stato consegnato nello spazio :)
La poltrona rotante ad accelerazione di Coriolis è molto utilizzata nell'addestramento degli astronauti per i voli spaziali. Questo classico simulatore permette di valutare l'apparato vestibolare del candidato e, se necessario, di allenarlo. Abbiamo deciso di creare una versione moderna.
Questo complesso non sostituisce una vera e propria centrifuga per astronauti, ma amplia notevolmente le possibilità di addestramento rispetto ai metodi classici. Utilizza una combinazione di attività fisiche e non fisiche. La compattezza e l'intercambiabilità degli scenari rendono il simulatore adatto all'addestramento non solo di astronauti, ma anche di piloti di aerei, piloti da corsa, bagnini, paracadutisti, atleti, ecc.
Abbiamo deciso di estendere le funzionalità del simulatore classico.
In primo luogo, lo abbiamo integrato di schermi interattivi su cui viene trasmessa la componente visiva del compito, che richiede un processo decisionale, durante la rotazione. In questo modo è possibile non solo valutare se il candidato tollera bene la rotazione, ma anche capire quanto sia capace in tali condizioni e quanto sia in grado di prendere decisioni sul governo della nave in tali condizioni.
In secondo luogo, abbiamo aggiunto la meccanizzazione controllata dello spostamento e dell'inclinazione della sedia durante la rotazione. Questa caratteristica consente di realizzare una parte del sovraccarico in modo simile a quello di una centrifuga, anche se a un valore molto più basso. I risultati di questi test congiunti integrati forniscono ai ricercatori informazioni più complete sulle capacità di un particolare candidato.
Lo scenario più probabile per lo sviluppo di moderne stazioni spaziali con equipaggio è che uomini e robot lavorino insieme. In questo modo, i robot devono anche avere capacità di controllo a distanza e algoritmi e ausili di navigazione propri per orientarsi lungo i percorsi di base.
Abbiamo sviluppato il concetto di un robot assistente universale in grado di svolgere il compito di spostare piccoli carichi all'interno e all'esterno della stazione. A questo scopo, il robot è dotato di uno speciale sistema di stoccaggio dell'aria compressa che ne garantisce l'utilizzo sicuro sia all'esterno che all'interno del volume della stazione, mentre la carrozzeria è stata progettata per ridurre al minimo il rischio di danneggiare oggetti fragili in caso di collisione accidentale. Il robot ha la funzione di prendere un oggetto e di spostarlo lungo un percorso prestabilito verso un determinato membro dell'equipaggio.
Nel processo di analisi dei compiti da risolvere, gli assistenti robotici per l'assemblaggio e le operazioni di laboratorio sono emersi come un'area di attività separata. Possono essere costruiti sulla stessa base tecnica, ma con un fattore di forma speciale.
La navigazione del robot si basa esclusivamente sulla visione computerizzata, in modo da non riempire l'etere con ulteriori canali di comunicazione radio e non influenzare l'equipaggio della stazione con emettitori di navigazione a ultrasuoni. Come risultato della R&S, abbiamo costruito un banco di prova galleggiante e lo abbiamo utilizzato per testare la navigazione e la stabilizzazione del robot nello spazio sulla base della computer vision.
È il nostro progetto no-profit, ci lavoriamo noi stessi e lo usiamo per formare studenti e nuovi membri del team. Organizziamo piccoli corsi di formazione per gli studenti, che insieme a noi cercano di risolvere problemi tecnici all'interfaccia tra i campi della progettazione meccanica, del controllo elettronico, del design industriale e dell'ottimizzazione dei processi.
Il nucleo del progetto è un approccio scientifico e sperimentale, ad esempio, per testare i concetti teorici e gli algoritmi stiamo costruendo e perfezionando un banco da laboratorio per esperimenti di movimento in un simulatore del suolo lunare.
Se siete una start-up o un'azienda tecnica, potete ordinarci di sviluppare un compito specifico o di cercare nuove opportunità di sviluppo/ottimizzazione/automazione in una determinata area tematica.
Se siete un investitore, possiamo trovare e proporre un'idea promettente per lanciare una start-up congiunta per l'argomento/area di interesse da voi scelto.