Valutazione degli effetti dell'ambiente spaziale sul sensore di detriti della missione Alba CubeSat

Since the early 1970s, the number of orbital debris populating our orbits has always increased. Today with the recent formation of new debris caused by the destructions of Resurs P1 (1), Kosmos 1408, NOAA-16 the fear of Kessler’s syndrome, a massive cascade collision effect, is renewed and the search for solutions can no longer be postponed. Therefore, various initiatives have been developed aimed at studying and mitigating this phenomenon. Among others, can be found the US-SSN observation and tracking network or the LDEF and HST missions which had the objective of measuring the amount of debris in various orbits. To date, debris smaller than about 5 centimetres cannot be traced from the Earth’s surface, so this population must be studied with the aid of impact sensors positioned in each specific orbit. This is where the Alba CubeSat student mission comes in, one of its four objectives being to characterise this environment by measuring the number of impacts on the front face of the CubeSat 2U using an impact detector conceptually inspired by the DRAGONS sensor developed by NASA. Such instrumentation will be primarily subject to damage caused by the radioactive environment and atomic oxygen erosion in LEO. Therefore, this document will verify, through the implementation of the simulation software OMERE, SYSTEMA and SPENVIS, that these components of the space environment shorten the useful life of the satellite only by an acceptable margin.

Dall'inizio degli anni '70, il numero di detriti orbitali che popolano le nostre orbite è sempre aumentato. Oggi, con la recente formazione di nuovi detriti causata dalle distruzioni di Resurs P1 (1), Kosmos 1408, NOAA-16, si rinnova il timore della sindrome di Kessler, un massiccio effetto di collisione a cascata, e la ricerca di soluzioni non può più essere rimandata. Per questo motivo, sono state sviluppate diverse iniziative volte a studiare e mitigare questo fenomeno. Tra le altre, si possono citare la rete di osservazione e tracciamento US-SSN o le missioni LDEF e HST, che avevano l'obiettivo di misurare la quantità di detriti in varie orbite. Ad oggi, i detriti più piccoli di circa 5 centimetri non possono essere rintracciati dalla superficie terrestre, quindi questa popolazione deve essere studiata con l'ausilio di sensori di impatto posizionati in ogni specifica orbita. È qui che entra in gioco la missione studentesca Alba CubeSat che annovera tra i suoi quattro obbiettivi quello di caratterizzare questo ambiente misurando il numero di impatti sulla faccia anteriore del CubeSat 2U con l'ausilio di un rilevatore di impatti concettualmente ispirato al sensore DRAGONS sviluppato dalla NASA. Tale strumentazione sarà principalmente soggetta ai danni causati dall'ambiente radioattivo e dall'erosione dell'ossigeno atomico in LEO. Pertanto, questo documento verificherà, attraverso l'implementazione dei software di simulazione OMERE, SYSTEMA e SPENVIS, che questi componenti dell'ambiente spaziale riducono la vita utile del satellite solo di un margine accettabile.