ESA e Leonardo a Ferrara per lo shaker triassiale del Laboratorio di Ingegneria Meccanica del DE
La scorsa settimana il laboratorio di Ingegneria meccanica di Unife ha ospitato rappresentanti dell’ Agenzia Spaziale Europea (ESA) e dell’azienda aerospaziale Leonardo di Firenze per condurre test vibrazionali necessari a comprendere il comportamento dinamico strutturale di un modello di prova di telescopio spaziale. Il modello di volo effettivo sarà lanciato a breve in una missione spaziale. Ecco alcune testimonianze.
Emiliano Mucchi, Professore Associato di Meccanica Applicata alle Macchine presso il nostro corso di studio di Ingegneria Meccanica:
Il laboratorio di Ingegneria Meccanica è attrezzato da diversi anni con uno shaker caratterizzato da un sistema di controllo triassiale elettrodinamico di DongLing e un controller di Siemens. Rappresentando l'ambiente in modo sensibilmente più realistico rispetto a uno shaker monoassiale, lo strumento attira numerose compagnie automobilistiche e aerospaziali per effettuare test qualitativi di componenti critici.
Emanuele Capuano, responsabile del reparto Space Payloads and Sensors della Mechanical Engineering Unit di Leonardo a Firenze:
Nel nostro reparto ci occupiamo della progettazione termo-meccanica e dei sensori di assetto montati su satelliti e degli strumenti optomeccanici più elaborati, utilizzati per missioni scientifiche per l'osservazione sia della terra che dello spazio. Nella fattispecie stiamo testando un modello rappresentativo del design termico-strutturale (STM) dello strumento Janus, telescopio che è stato installato sulla missione Juice per osservare Giove e i suoi pianeti satelliti. Il programma è finanziato da ASI (Agenzia Spaziale Italiana) ed ESA, e il lancio è previsto per aprile 2023.
È interessante valutare le differenze nel testare lo stesso strumento, già testato utilizzando i classici shaker monoassiali, ma con lo shaker triassiale del laboratorio di Ingegneria Meccanica di Unife.
Giuseppe Agresta, reparto Space Payloads and Sensors della Mechanical Engineering Unit di Leonardo a Firenze:
L’attività che stiamo facendo è molto utile ed è considerata attività di punta soprattutto nell’ambito dello sviluppo dei modelli automatici Digital Twin, modello digitale dell’hardware che produciamo, in modo da poter anticipare problematiche ed opportunità di improvement da proporre ai nostri clienti. Noi lavoriamo principalmente con modelli elettro-ottici sia per lo spazio che per la difesa. Lo studio del comportamento dell’hardware nel suo environment reale, ossia soggetto a vibrazioni operative quando è in volo, è di fondamentale importanza per conoscere e poter utilizzare lo strumento. La vibrazione triassale permette di replicare l’ambiente operativo in cui dovrà agire, quindi le sollecitazioni meccaniche che riceverà in volo.
Guglielmo Landi, reparto Space Payloads and Sensors della Mechanical Engineering Unit di Leonardo a Firenze:
L’approccio multi-assiale fornito da uno shaker su tre assi risulta molto utile per sviluppare prodotti che devono essere montati su apparati già esistenti come elicotteri, camionette e navi.
Anche per la parte spaziale l’approccio multi-axis risulta interessante, poiché la maggioranza dei prodotti spaziali (non commerciali) sono dei simil-prototipi, realizzati su specifiche standardizzate e talvolta sovrastimate, per contemplare più lanciatori e piattaforme che spesso all’inizio dei progetti non sono ancora specificate. Al contempo, durante la fase di sviluppo può essere utile per chiedere delle revisioni dei livelli di qualifica che altrimenti porterebbero ad un over design non necessario.
Ivan Ngan, Structures Engineer at ESA:
We look at the mechanical qualification of an instrument based on vibration tests. Customarily, the vibration test is performed one single axis at a time. With this ESA-funded study, we’re trying to explore how the hardware would behave dynamically if we put three orthogonal excitations simultaneously, as this is what happens in reality. The outcome of this study might open a new way for the verification approach of space instruments.
