Sapienza Space Team

Il Sapienza Space Team nasce per permettere agli studenti di sperimentare, perfezionare e costruire dei sistemi che simulino una missione di esplorazione spaziale. Dalla sua fondazione il Team partecipa alla CanSat Competition, gara internazionale sponsorizzata da NASA e altri dei più importanti enti di ricerca aerospaziale. I progetti del Team sono di natura annuale e sono per lo più dei dispositivi di rientro atmosferico, ovvero dei sistemi che, sganciati da un razzo a circa 1km di altezza, devono rientrare a terra in maniera controllata e portando a termine dei task stabiliti dalla competizione. I membri di questo Team, oltre ad acquisire esperienza di progettazione, sono tenuti a sviluppare dei documenti per ogni fase del progetto, acquisendo ulteriori capacità che difficilmente sono apprendibili altrove.

Team

Finalità progettuali: Progettazione del design e della struttura del Cansat e di tutti i meccanismi atti allo svolgimento della missione, quali meccanismi, sistemi di sgancio e superfici mobili.
Ricerca dei materiali adeguati che soddisfino le caratteristiche strutturali e di peso richieste dalla missione. Prototipazione e costruzione del Cansat, con l’impiego delle giuste tecniche di fabbricazione e assemblaggio. Test strutturali e di volo.

Competenze richieste: Conoscenza di elementi base di meccanica; conoscenza basilare di software CAD e di materiali costruttivi.

Competenze acquisite: I membri del sottosistema acquisiscono e perfezionano le proprie competenze di meccanica (meccanismi e strutture), progettazione 3D (disegno CAD, stampa 3D, CAM), e conoscenze sui materiali aerospaziali e le relative tecniche di lavorazione.

Finalità progettuali: Prototipazione dell’aerodinamica del Cansat e di tutte le superfici finalizzate al controllo della discesa, secondo quanto richiesto dai parametri di missione. Analisi meccanica del volo, studio e simulazione della fase di discesa, sia con software sia con test fisici.

Competenze richieste: Conoscenze basilari di aerodinamica e/o fluidodinamica e di meccanica del volo.

Competenze acquisite: I membri del gruppo imparano a gestire le fasi di progettazione di un sistema aerospaziale, acquisiscono la capacità di scelta delle giuste caratteristiche aerodinamiche e di modellazione delle superfici corrispondenti. Acquisiscono praticità nell’uso di modelli matematici e computazionali utilizzati per la progettazione e lo studio delle caratteristiche aerodinamiche richieste. Occasionalmente è necessario dimensionare eliche e/o profili alari.

Finalità progettuali: Progettazione e sviluppo del software di bordo del Cansat, finalizzato al controllo dei sensori e degli attuatori, alla gestione dei dati e della telemetria, in accordo con i parametri di missione.

Competenze richieste: Conoscenze basilari di strutture di programmazione e soprattutto dell’ambiente di sviluppo di Arduino.

Competenze acquisite: I membri del sottosistema acquisiscono conoscenze riguardo all’utilizzo dei sensori e la loro giusta calibrazione, la progettazione di un sistema di controllo ed elaborazione della telemetria per la gestione delle procedure automatizzate da eseguire durante le diverse fasi di volo del Cansat.

Finalità progettuali: Progettazione di un programma per il monitoraggio e controllo remoto del Cansat per tutta la durata della missione.

Competenze richieste: Conoscenze basilari di strutture di programmazione.

Competenze acquisite: Al termine del progetto i membri acquisiscono competenze avanzate nell’utilizzo di programmi per lo sviluppo di interfacce tramite cui monitorare i dati in ricezione e catalogarli tramite tabelle e grafici, controllare in remoto il Cansat.

Finalità progettuali: Progettazione del sistema di trasmissione e gestione dei dati tra Cansat e Ground Station.

Competenze richieste: Conoscenze di programmazione e nozioni basilari di processori e di telecomunicazioni.

Competenze acquisite: I membri del sottosistema acquisiscono competenze pratiche sullo sviluppo di sistemi di telecomunicazione, dalla scelta di un processore adeguato per il controllo e l’elaborazione dei dati, alla gestione e impostazione del protocollo di trasmissione e catalogazione dei dati sulla memoria di bordo del Cansat, come richiesto dai parametri di missione.

Finalità progettuali: Studio e scelta dei sensori più adatti per il Cansat sotto progetto. Competenze richieste: Nozioni basilari di circuiti e di sensori.

Competenze acquisite: Al termine del progetto i membri sono in grado di studiare e comprendere i data sheet dei sensori, confrontandone i diversi attributi, privilegiando alcuni aspetti così da poter compiere la giusta scelta per l’hardware da usare. Saranno inoltre in grado di progettare un sistema elettronico e di inizializzare ogni componente scelto, correggendone i problemi dove risulta necessario.

Finalità progettuali: Design e costruzione del sistema di alimentazione di elettrica del Cansat. Competenze richieste: Nozioni di basilari di elettronica e circuiti.

Competenze acquisite: Al termine del progetto i membri saranno in grado di valutare attentamente la richiesta di potenza da parte dell’elettronica del Cansat, scegliendo quindi la giusta batteria e progettando una PCB adeguata, a cui vanno successivamente saldati tutti i componenti. Verrà approfondito lo studio dei sistemi di potenza, dalle batterie (al litio, alcaline) ai pannelli solari.

La Cansat Competition è una gara internazionale che viene proposta ogni anno dalla AAS (American Astronautical Society). E’ rivolta alle università di tutto il mondo e consiste nel simulare una missione spaziale in ogni suo aspetto, attraverso la progettazione, la costruzione e il lancio di un Cansat.
I Cansat - letteralmente “satelliti in lattina” – sono dei sistemi costruiti in modo tale da entrare in un container dalla forma cilindrica allungata.

La competizione si svolge in quattro fasi: scrittura dei report Preliminary Design Review (PDR, in cui si mostra la bozza iniziale del progett), e Critical Design Review (CDR, in cui si presenta il design definitivo del CanSat), lancio del satellite negli USA e Post Flight Review (PFR, debriefing conclusivo in cui si analizzano i risultati ottenuti nel lancio).
Le richieste e le limitazioni imposte dai giudici variano annualmente e seguono il trend delle innovazioni spaziali dell’anno in corso.
Ogni documento che viene prodotto dal Team viene analizzato da una giuria di esperti e, in base al punteggio ottenuto, si procede o meno nelle varie fasi di selezione della competizione.
Il team si divide in dei sottogruppi che si occupano di diversi aspetti, come in una vera missione spaziale, e lavorano in sincronia per rispettare tutte le richieste dei giudici.
La parte fondamentale, successiva alla progettazione su carta, è la costruzione del CanSat, che deve essere in grado di superare vari test (termico, di vibrazione, di shock, ecc.).
Se il team supera le selezioni della PDR e CDR, vola negli Stati Uniti per il lancio vero e proprio del satellite, su un razzo fornito dall’organizzazione.
Il punteggio finale si ottiene sommando i punteggi delle quattro fasi (PDR, CDR, Volo e PFR).