Il logo dell’esperimento STRATONAV
Credits: STRATONAV
Il lancio del pallone stratosferico BEXUS 22, previsto per il prossimo ottobre dall’Esrange Space Center di Kiruna, in Svezia, quest’anno avrà a bordo anche l’esperimento italiano STRATONAV (STRATOspherical NAVigation), sviluppato da un team di studenti del Dipartimento di Ingegneria Meccanica e Aerospaziale della Sapienza, Università di Roma, e della facoltà di Ingegneria Aerospaziale dell’Alma Mater Studiorum di Bologna.
Ogni anno all’interno del progetto BEXUS (Balloon EXperiments for University Students) del programma REXUS/BEXUS dell’ESA sono due i palloni stratosferici che vengono lanciati a scopo di ricerca e all’interno dei quali vengono posizionati 12 esperimenti interamente progettati e realizzati da studenti universitari.
Media INAF ha intervistato Alice Pellegrino, studentessa in Ingegneria Spaziale ed Astronautica presso La Sapienza Università di Roma, membro del team che ha sviluppato STRATONAV e che nei prossimi mesi lo dovrà anche realizzare materialmente in vista del lancio, riguardo gli obiettivi che l’esperimento si pone.
Alice, intanto complimenti per il risultato che avete ottenuto come squadra. Lo scopo di STRATONAV è quello di verificare l’affidabilità del sistema di navigazione VOR (VHF Omnidirectional Range) durante voli stratosferici, valutandone quindi l’accuratezza oltre il Service Standard Volume (SSV). Quali sarebbero le implicazioni di una possibile estensione del range di operatività del VOR anche per voli stratosferici?
«La stratosfera offre numerose opportunità di ricerca in ambito scientifico per via delle sue caratteristiche di range di temperatura e pressioni comparabili a voli spaziali in alta atmosfera, permettendo però una significativa riduzione dei costi per lo sviluppo delle missioni. Se pensiamo ai vantaggi offerti dalle nuove generazioni di satelliti di telecomunicazioni, navigazione e osservazione della terra, risulta evidente l’impatto che questi hanno avuto sulle nostre vite. Tuttavia, devono essere prese in considerazione le ingenti risorse in termini di tempo ed investimenti che sono state necessarie per il loro sviluppo. Nell’ottica di rendere lo spazio più accessibile, la stratosfera risulta essere un ambiente di sviluppo low-budget per piattaforme di test capaci di simulare condizioni che si ritroverebbero in alta atmosfera fornendo un’alternativa per molte applicazioni scientifiche e commerciali, che altrimenti risulterebbero eccessivamente costose se sviluppate in ambito spaziale.
Le fondamenta del nostro progetto STRATONAV si basano sulla necessità e sul desiderio di ampliare le condizioni di applicabilità della stratosfera come ambiente di sviluppo e test. L’estensione alla stratosfera di un sistema di navigazione maturo e ancora ampiamente utilizzato come il VOR potrebbe, infatti, fornire una valida alternativa low-cost e largamente disponibile allo sviluppo dell’aviazione stratosferica del ventunesimo secolo. Infatti, attualmente, i sistemi primari di navigazioni di mezzi di aviazione civile sono basati su sui sistemi satellitari, ma in caso di un guasto del ricevitore satellitare di bordo o di indisponibilità del sistema GPS (di proprietà del Dipartimento della Difesa statunitense), il sistema VOR viene utilizzato come strumento di navigazione. Nell’ambito del nostro progetto, l’impiego del VOR in stratosfera non si limiterebbe alla funzione di sistema di back-up: attualmente siamo nella fase di progettazione e siamo in contatto con aziende interessate a partecipare come sponsor ed interessate alle possibili future applicazioni che il nostro esperimento potrebbe portare per lo sviluppo di piattaforme aerostatiche in stratosfera. Principalmente velivoli caratterizzati da costo contenuto ed in grado di rimanere attivi per anni in stratosfera, garantendo la possibilità di effettuare ponte radio o essere una piattaforma per lo sviluppo di esperimenti scientifici di media durata.»
Parte del team STRATONAV alla cerimonia di premiazione degli esperimenti che hanno vinto un posto sul pallone BEXUS 22. Crediti: ESA Educational
Come è nata l’idea di questo esperimento frutto del lavoro di squadra tra due atenei?
«Il progetto STRATONAV (STRATOspherical NAVigation) è nato da un’idea degli studenti all’interno del S5Lab (Sapienza Space Systems and Space Surveillance Laboratory). Il desiderio era sviluppare un progetto che riguardasse l’ambito aeronautico come possibilità di una piattaforma a basso costo di simulazione per l’ambiente spaziale. Grazie alla collaborazione tra la Sapienza – Università di Roma e l’Università di Bologna, si è deciso di sviluppare congiuntamente questo progetto basato sull’impiego un sistema nato per il settore aeronautico anche in un ambiente quasi spaziale. Il pallone stratosferico BEXUS ci ha fornito una fantastica opportunità di portare avanti le nostre idee. Il background degli studenti del team è di stampo aerospaziale, ma comunque molto variegato. Il nostro gruppo prevede appassionati di elettronica, di meccanica, informatica e anche studenti con esperienza di volo e brevetto da pilota di alianti. Siamo un gruppo eterogeneo e proprio la provenienza da due diversi atenei ha portato il giusto mix di conoscenze per lo sviluppo di questa idea.»
Il programma REXUS/BEXUS prevede che esperti dell’ESA e delle agenzie spaziali dei paesi coinvolti nel programma offrano supporto ai team a livello operativo? Avete cominciato a realizzare materialmente l’esperimento in vista del lancio?
«Durante i prossimi mesi avremo la possibilità di essere supportati da un tutor esterno proveniente da una delle tre agenzie spaziali (ESA, SNSB e DLR, agenzie spaziali europea, svedese e tedesca). Questo supporto sarà focalizzato sul settore di cui avremo maggiormente bisogno durante lo sviluppo del nostro esperimento. Il suo scopo sarà sia quello di interfaccia tra noi e il resto degli esperti del team che gestisce il progetto REXUS/BEXUS, sia di supervisione delle nostre attività. Una delle caratteristiche principali di questo progetto è la sua organizzazione. REXUS e BEXUS sono infatti delle opportunità uniche per noi studenti, non solo per la possibilità di entrare in contatto con membri di agenzie spaziali e con altri team di studenti dalle principali università europee. L’esperienza che acquisiremo durante questi mesi sarà anche di tipo organizzativo. Per tutta la durata dell’esperimento, dalla progettazione preliminare fino all’analisi dei dati raccolti durante il volo, avremo il compito di tenere dei resoconti dettagliati di tutte le diverse fasi di sviluppo del progetto. Seguiremo le stesse fasi di progettazione caratteristiche dei sistemi ingegneristici del settore spaziale: dalla fase preliminare di definizione dei requisiti (PDR – Preliminary Design Review), allo sviluppo del sistema (durante la CDR – Critical Design Review) fino al volo e all’analisi dei dati post-flight. A febbraio 2016 avremo la PDR a Kiruna (Svezia) dove poi nell’Ottobre 2016 avverrà il lancio. Inoltre, abbiamo iniziato a preparare il documento che ci accompagnerà per tutte queste fasi, il SED (Student Experiment Documentation). Dopo la PDR, una volta definiti e consolidati i requisiti, inizieremo la fase realizzativa.»
Per chi volesse approfondire e seguire lo sviluppo dell’esperimento:
- il sito web ufficiale di STRATONAV, lanciato proprio oggi, lunedì 18 gennaio;
- la pagina Facebook dell’esperimento;
- il canale Twitter.