Validazione del modello vibrazionale di un picosatellite 2U

Picosatellites are revolutionizing space exploration, making access to space feasible even with limited budgets. Due to their cost-effectiveness and versatility, they enable universities, institutions, and start-ups to participate in innovative space missions. This thesis focuses on the creation of a vibrational model of a 2U picosatellite developed within the student project J2050 RedPill, followed by a comprehensive testing phase. The 2U pocketcube, with dimensions of approximately 5x5x11 cm, was developed as part of the Fly Your Satellite program in collaboration with the European Space Agency (ESA). A vibrational model is crucial to ensure the structural integrity and proper functioning of the satellite during launch, as it helps identify potential structural issues. This study emphasizes both numerical modeling and experimental testing to assess the dynamic behavior of the pocketcube under vibrational loads. The project was divided into several stages: initially, a numerical model was developed using Finite Element Method (FEM) simulation software. Then, the structural model of the pocketcube was subjected to vibrational loads at the University of Padua's laboratories using an electrodynamic shaker. The data collected from the experimental tests were analyzed and compared with the simulation results to evaluate the accuracy of the numerical model and the pocketcube's resistance to launch-induced stresses. This research provides a reliable foundation for the design and validation of small satellites. The consistency between the simulated model and the behavior observed during shaker testing will contribute to enhancing the safety and reliability of future space missions.

I picosatelliti stanno rivoluzionando l'esplorazione spaziale, rendendo possibile l'accesso allo spazio anche con budget limitati. Grazie alla loro economicità e versatilità, permettono a università, istituzioni e start-up di partecipare a missioni spaziali innovative. L'oggetto di questa tesi è la creazione di un modello vibrazionale di un picosatellite 2U sviluppato nell'ambito del progetto studentesco J2050 RedPill e la conseguente fase di test. Il pocketcube 2U, che misura circa 5x5x11 cm, è stato sviluppato in seguito alla selezione nel programma Fly Your Satellite in collaborazione con l'Agenzia Spaziale Europea (ESA). Un modello vibrazionale è essenziale per garantire la robustezza strutturale e il corretto funzionamento del satellite durante le operazioni di lancio, identificando potenziali criticità strutturali. Questo studio si concentra sulla modellazione numerica e sulla sperimentazione di laboratorio per analizzare il comportamento dinamico del pocketcube sotto sollecitazioni vibrazionali. Il lavoro è stato suddiviso in diverse fasi. Inizialmente è stato sviluppato un modello numerico utilizzando software di simulazione agli elementi finiti (FEM). Successivamente, il modello strutturale del pocketcube è stato sottoposto a carichi vibrazionali nei laboratori dell'Università di Padova, utilizzando uno shaker elettrodinamico. I dati raccolti dalle prove sperimentali saranno analizzati e confrontati con i risultati della simulazione per verificare la precisione del modello numerico e la resistenza del pocketcube ai carichi di lancio. Questo studio fornirà una base affidabile per la progettazione e la verifica dei piccoli satelliti. La corrispondenza tra il modello simulato e il comportamento sullo shaker contribuirà a migliorare la sicurezza e l'affidabilità delle future missioni spaziali.