Sviluppo di un payload per nanosatelliti per determinazione orbitale e di assetto attraverso laser ranging

Alba CubeSat UniPD is a student project with the goal of designing, building, and launching a 2U CubeSat satellite as part of the ESA "Fly Your Satellite!" programme. One of the objectives of the AlbaSat mission is to determine the satellite’s orbit and attitude using laser ranging, which involves illuminating the satellite with a laser beam during its pass over the ground station. The laser beam is reflected by the satellite using Corner Cube Retroreflectors (CCR), which bounce it back to the ground station where it is detected by a telescope. By measuring the time it takes for the laser to return to the ground station, the satellite’s position can be precisely estimated. This thesis shows the development process of the AlbaSat payload that enables the aforementioned objective to be achieved. The work was carried out by starting from the project requirements and then conducting a series of analyses to get to a design that complies with those requirements. Subsequently, a commercially available product that reflects the design was chosen through a trade-off analysis. The output of this project phase and of this thesis is a development model that represents the dimensional characteristics of the payload.

Alba Cubesat UniPD è un progetto studentesco con lo scopo di progettare, costruire e lanciare un satellite cubesat 2U, nel contesto del programma ESA "Fly Your Satellite!". Tra gli obiettivi della missione AlbaSat vi è la determinazione orbitale e di assetto utilizzando la tecnica del laser ranging, che consiste nell'illuminare il satellite con un laser durante il passaggio sopra la stazione di terra. Il fascio laser viene riflesso dal satellite utilizzando dei Corner Cube Retroreflectors (CCR), che lo rimandano alla stazione di terra dove viene rilevato da un telescopio. Misurando il tempo impiegato dal laser a tornare alla stazione di terra si ha una stima precisa della posizione del satellite. In questo elaborato viene mostrato il processo di sviluppo del payload di AlbaSat che permette il raggiungimento dell'obiettivo sopra citato. Il lavoro è stato svolto partendo dai requisiti di progetto, per poi svolgere una serie di analisi con lo scopo di giungere a un design conforme con tali requisiti. Successivamente, grazie a un'analisi di tradeoff, è stato scelto un prodotto disponibile in commercio che rispecchi il design. L'output di questa fase di progetto e di questo elaborato è un development model rappresentativo delle caratteristiche dimensionali del payload, che servirà a validare i modelli e le analisi svolte.