CubeSats stanno diventando sempre più potenti e sembra che ogni mese venga lanciato un nuovo CubeSat con capacità innovative. Finora, la dimostrazione tecnologica è stata uno degli obiettivi principali di queste missioni, ma l’industria sta evolvendo verso un ruolo attivo nella scoperta scientifica. Tuttavia, rimangono alcune sfide da affrontare prima che i CubeSat possano disporre di strumenti scientifici tanto potenti quanto quelli dei satelliti più grandi. È qui che entra in gioco il CubeSat SpIRIT, il primo proveniente dallo Space Lab dell’Università di Melbourne, con l’obiettivo di apportare un contributo significativo. Alla fine del 2023, è stato lanciato con diversi sistemi innovativi per gestire nuovi strumenti scientifici, e i suoi leader hanno pubblicato un documento alcuni mesi fa che dettaglia i progressi della missione fino a questo punto.
SpIRIT rappresenta una novità non solo per lo Space Lab di Melbourne, ma anche per l’Australia nel suo complesso. La loro agenzia spaziale è stata istituita nel 2018, iniziando a finanziare il progetto SpIRIT nel 2020, mentre la pandemia di COVID stava rendendo difficili gli sforzi di sviluppo congiunto. Per contribuire all’apprendimento nazionale su come costruire e controllare i CubeSat, è stato fatto un impegno per ottenere quante più apparecchiature possibile da aziende australiane, tra cui un propulsore ionico da Neumann Space e una piattaforma di pannelli solari da Inovor Technologies.
La parte più entusiasmante della missione SpIRIT riguarda gli strumenti progettati specificamente per essa. Tra questi ci sono diversi dispositivi intriganti, inclusi HERMES, un rilevatore di raggi X e raggio gamma; TheMIS, un sistema di gestione termica progettato per raffreddare HERMES; LORIS, un sistema di computazione edge; e Mercury, destinato a comunicazioni a bassa latenza.
Questo video illustra l’importanza di SpIRIT per il programma spaziale australiano. Crediti – Canale YouTube dell’Agenzia Spaziale Australiana
Ogni sistema è progettato per affrontare un problema di sviluppo specifico che affligge i CubeSat in generale. Di solito, infatti, non riescono a catturare la luce in lunghezze d’onda specifiche, come le onde gamma, poiché i sensori per queste lunghezze d’onda, che comprendono l’infrarosso, richiedono sistemi di raffreddamento attivi troppo ingombranti per adattarsi ai vincoli di spazio di un CubeSat.
Inoltre, la quantità di dati raccolti dai sensori moderni sarebbe opprimente per i collegamenti di comunicazione disponibili per i CubeSat standard. Un singolo sensore potrebbe generare fino a 100 Gb di dati al giorno, mentre un canale di downlink standard consentirebbe di inviare solo 1 Gb di dati sulla Terra. Combinare la “computazione edge”, dove l’elaborazione preliminare dei dati avviene sul CubeSat, con una linea di comunicazione a bassa latenza è la soluzione proposta da SpIRIT a questo problema. Tuttavia, TheMIS deve anche gestire il calore aggiuntivo generato dalle inefficienze nell’unità di elaborazione.
I risultati preliminari del progetto sono incoraggianti, con HERMES che inizia le osservazioni complete a marzo e TheMIS che gestisce automaticamente i carichi termici. LORIS ha riuscito a catturare alcune immagini di fotocamera e ha iniziato a eseguire algoritmi di riconoscimento delle immagini. Mercury ha presentato maggiori difficoltà, con comunicazioni intermittenti durante l’intera vita del satellite. Poiché l’intero progetto è stato principalmente considerato una missione di dimostrazione tecnologica, queste fasi di crescita sono comprensibili e non sembrano influire sulle operazioni generali della missione.
I membri del Team Spirit discutono dello sviluppo del progetto. Crediti – Canale YouTube ARES Unimelb
Oltre alla riduzione dei rischi tecnici, molte delle lezioni apprese dagli operatori della missione dello Space Lab di Melbourne riguardano la gestione dei progetti spaziali in generale. La gestione dei progetti e l’allocazione del personale potrebbero non essere i temi più affascinanti, ma sono necessari per completare un progetto tecnico come SpIRIT.
Con oltre 2000 lanci di CubeSat di successo, SpIRIT rappresenta un ulteriore contributo prezioso per l’industria. Man mano che i CubeSat vengono utilizzati sempre più come piattaforme scientifiche, ci si aspetta di vedere sempre più sforzi come SpIRIT che riportano i loro progressi nei prossimi tempi.
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Immagine principale: Rappresentazione del CubeSat SpIRIT. Crediti – Trenti et al.