Test termici sul sensore di impatti di detriti spaziali della missione Alba CubeSat

I CubeSat sono nanosatelliti, ovvero satelliti di massa compresa tra 1kg e 10kg, che possono essere utilizzati per molteplici applicazioni: dall’osservazione della Terra, alle telecomunicazioni, fino ad applicazioni di dimostrazione tecnologica e scientifica in orbita. La loro spiccata versatilità ha reso possibile l’accesso allo Spazio da parte di molte università e centri di ricerca. Infatti, grazie alle peculiari caratteristiche di ridotta massa, elevata standardizzazione del design, uso intensivo di componentistica commerciale e conseguenti costi contenuti, nonché rapidi tempi di sviluppo rispetto ai satelliti tradizionali di più grandi dimensioni, da diversi anni questa tecnologia promuove la formazione nell’ambito di programmi spaziali studenteschi. Alba CubeSat UNIPD è un progetto studentesco dell'Università di Padova che mira a lanciare nello spazio, per la prima volta nella storia dell'Università, un satellite interamente sviluppato da studenti. Il team è stato selezionato, insieme ad altri cinque team europei, per partecipare al programma dell'Agenzia Spaziale Europea (ESA) chiamato Fly Your Satellite! – Design Booster. Questo programma offre agli studenti partecipanti l’opportunità di essere supportati e guidati da specialisti dell'ESA durante l’intero sviluppo della missione, dalle fasi preliminari al consolidamento della progettazione del satellite fino al lancio in orbita. Il team sta sviluppando AlbaSat, un CubeSat 2U con quattro obiettivi di missione distinti: (1) studiare l'ambiente di micro-detriti (sub-mm) in orbita attorno alla Terra, (2) misurare le microvibrazioni a bordo del satellite, (3) determinare con precisione l'orbita tramite algoritmi di laser ranging e (4) studiare sistemi alternativi per possibili applicazioni di comunicazione quantistica satellitare su nanosatelliti. Per raggiungere gli obiettivi di missione, AlbaSat è dotato di quattro payload: (1) un sensore di impatti, (2) un sensore di micro-vibrazioni, (3) una combinazione di Corner Cube Retroreflectors e (4) un retroriflettore modulante. Inoltre, diversi sottosistemi vengono utilizzati per garantire il successo della missione: telemetria, sistema di tracciamento e controllo (TT&C), sistema di alimentazione elettrica (EPS), sistema di controllo della determinazione dell'assetto (ADCS), computer di bordo (OBC). Il lavoro di tesi si propone di condurre test termici sul sensore di impatti e di analizzare il fenomeno di trasmissione del calore per conduzione termica dalla piastra esterna, che è soggetta ai carichi termici ambientali, ai componenti interni i.e., alla control board. Gli obbiettivi della tesi consistono nel valutare sperimentalmente il comportamento dell’Impact Sensor quando è soggetto ai carichi termici previsti in orbita, nonché ottenere sperimentalmente i parametri necessari per consolidare le simulazioni termiche. Nella tesi è presentata la campagna di test che è stata condotta sul sensore di impatti con lo scopo di raggiungere gli obiettivi prefissati e sono presentati e commentati i risultati ottenuti.