Sistemi propulsivi a vela solare: dimensionamento, dispiegamento e comportamento dinamico in orbita

The thesis analyzes solar sail propulsion systems, with particular focus on their sizing, deployment, and dynamic behavior in orbit. After a brief historical overview and a review of the state of the art, the optimization of the sail is addressed in terms of performance, longevity, and cost, including an analysis of the thermal control (TCS) and electrical power (EPS) subsystems. The deployment phase in orbit is then examined, highlighting the main mechanical and structural challenges. Finally, the dynamic behavior of the sail in orbit is analyzed, considering maneuverability, attitude control (ACS), orbit maintenance, and potential solutions for telecommunications. The objective is to provide an integrated overview of the feasibility and potential of solar sails in the space domain.

La tesi analizza i sistemi propulsivi a vela solare, con particolare attenzione al loro dimensionamento, dispiegamento e comportamento dinamico in orbita. Dopo una breve panoramica storica e dello stato dell’arte, si affronta l’ottimizzazione della vela in termini di prestazioni, durata e costi, includendo un’analisi dei sottosistemi termici (TCS) ed elettrici (EPS). Viene quindi studiata la fase di dispiegamento in orbita, evidenziandone le principali sfide meccaniche e strutturali. Infine, si analizza il comportamento dinamico della vela in orbita, considerando manovrabilità, controllo d’assetto (ACS), mantenimento dell’orbita e possibili soluzioni per le telecomunicazioni. L’obiettivo è fornire un quadro integrato della fattibilità e delle potenzialità delle vele solari in ambito spaziale.