GASPACS Cubesat Project è una missione dimostrativa della tecnologia CubeSat 1U progettata per testare strutture gonfiabili nello spazio.
Si racconta spesso di come AGC, il sisterma di pilotaggio automatizzato delle missioni Apollo, fosse performante quanto un Commodore 64. L’utilizzo di alcuni registri a 16 bit ed un clock a 2 MHz, suddiviso in sezioni da 1 MHz, 512 kHz e 256 kHz per garantire una sorta di sorapposizione virtuale dei comandi sono stati sufficienti per “inviare l’Uomo sulla Luna, e farlo tornare indietro”.
Viene quindi da chiedersi se sia possibile utilizzare la potenza di calcolo del Raspberry (magari lo Zero) per garantire la agestione delle operazioni più semplici a livello di programma spaziale.
Come abbiamo visto recentemente, la risposta è affermativa. Oggi e domani ci occuperemo di un altro progetto interessante legato al programma spaziale privato, attraverso il quale persino un istituto scolastico è in grado di presentare un progetto e farlo accettare a livello di schedulazione per la International Space Station.
Vediamo di cosa si tratta.
GASPACS
Il Get Away Special Passive Attitude Control Satellite (GASPACS) è stato lanciato il 21 dicembre 2021 e poi schierato dalla Stazione Spaziale Internazionale il 26 gennaio 2022. La missione è durata 117 giorni prima che GASPACS deorbitasse il 23 maggio 2022. GASPACS ha completato tutti i suoi obiettivi di missione, segnando la missione un grande successo. L’AeroBoom è stato completamente dispiegato e fotografato, con il risultato di immagini incredibili e stabilizzazione passiva dell’assetto del CubeSat 1U.
GASPACS è stato il primo CubeSat completamente universitario al mondo, con tutta la progettazione, i test e la costruzione eseguiti da studenti universitari presso la Utah State University.
Il progetto
Il progetto mirava a presentare una possibile soluzione alle capacità limitate dei veicoli spaziali fornendo un boom gonfiabile che potesse essere impacchettato in un piccolo spazio e poi espanso in qualcosa di molto più grande. Su GASPACS, il boom gonfiabile viene utilizzato come dispositivo di stabilizzazione passiva denominato “AeroBoom”. L’AeroBoom interagisce con l’atmosfera in orbita terrestre bassa e produce una resistenza aerodinamica che orienta il satellite lungo il suo vettore di velocità. GASPACS è stato il primo CubeSat completamente universitario al mondo.
Il team GAS è stato riconosciuto da più figure per il successo di GASPACS, tra cui Kathy Lueders, amministratore associato della NASA della direzione della missione di esplorazione umana e operazioni.
GASPACS Obiettivi
Obiettivo primario: schierare e fotografare un boom gonfiabile lungo un metro da un CubeSat 1U in orbita terrestre bassa e trasmettere un’immagine chiara verso il basso.
Obiettivo secondario: misurare il comportamento di assetto di GASPACS per determinare l’efficacia del boom nella stabilizzazione passiva del CubeSat.
Missione compiuta!
Appena 18 ore dopo il dispiegamento dalla Stazione Spaziale Internazionale, GASPACS ha inviato un’immagine dell’AeroBoom completamente dispiegato, completando l’obiettivo primario della missione.
La settimana dopo il dispiegamento, GASPACS ha ricevuto il flusso di dati relativo alla stabilizzazione. L’analisi dei dati del magnetometro dei periodi ha mostrato che l’AeroBoom stava riuscendo nel suo compito di stabilizzare passivamente il satellite, completando l’obiettivo secondario della missione.
L’AeroBoom
L’AeroBoom lungo un metro è il carico utile gonfiabile di GASPACS e consente al satellite di stabilizzarsi passivamente lungo il vettore di velocità. Il satellite continua a ruotare attorno all’asse Z a causa delle varie coppie sperimentate nell’orbita terrestre bassa. L’AeroBoom prende il nome dalla resistenza aerodinamica causata dal boom gonfiato.
L’AeroBoom è composto da tre strati: una plastica PVDF interna, un manicotto in fibra di vetro intrecciato centrale e una plastica FEP esterna. Lo strato interno in PVDF è pressurizzato con 2,2 psia di aria. Nell’atmosfera, l’AeroBoom rimane piatto, consentendo un facile imballaggio nel suo contenitore, l’AeroBoom Box. Una volta nello spazio, la pressione aumenta, gonfiando l’AeroBoom. Quando le condizioni di dispiegamento sono soddisfatte, la sezione di contenimento viene bruciata e l’AeroBoom viene dispiegato.
Nello spazio, l’AeroBoom ha funzionato esattamente come previsto, dispiegandosi completamente e stabilizzando passivamente i GASPACS. Sono state scattate undici immagini dell’AeroBoom, incluse alcune incredibili immagini sulla Terra.
Vola alto, Raspberry Pi
Per la prima volta in assoluto, un Raspberry Pi è stato utilizzato come computer di bordo di un satellite. Il Raspberry Pi Zero di GASPACS gestisce tutto il calcolo del satellite, in esecuzione su un software scritto interamente dal Software Team.
GASPACS ha utilizzato una fotocamera Raspberry Pi per acquisire immagini dell’AeroBoom. E’ stata anche la prima volta che una fotocamera Pi è stata utilizzata su un satellite.
Questa combinazione di componenti Raspberry Pi ha avuto un grande successo e ha consentito di raccogliere alcune immagini incredibili!
(Fonte: Utah State University)
Link utili:
- Il repository GitHub con il software per il pilotaggio del Raspberry PI
- Il repository GitHub con le informazioni sui sistemi di comunicazione per la riceziione dei dati
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Luigi_Morelli
Definire ciò che si è non risulta mai semplice o intuitivo, in specie quando nella vita si cerca costantemente di migliorarsi, di crescere tanto professionalmente quanto emotivamente. Lavoro per contribuire al mutamento dei settori cardine della computer science e per offrire sintesi ragionate e consulenza ad aziende e pubblicazioni ICT, ma anche perche’ ciò che riesco a portare a termine mi dà soddisfazione, piacere. Così come mi piace suonare (sax, tastiere, chitarra), cantare, scrivere (ho pubblicato 350 articoli scientfici e 3 libri sinora, ma non ho concluso ciò che ho da dire), leggere, Adoro la matematica, la logica, la filosofia, la scienza e la tecnologia, ed inseguo quel concetto di homo novus rinascimentale, cercando di completare quelle sezioni della mia vita che ancora appaiono poco ricche.