Nuovo centro di ricerca per i nanosatelliti dell'Università Tecnica di Berlino

Merlin Barschke, dottorando nel settore della tecnologia spaziale, lavora al satellite TechnoSat. (© TU Berlin/PR/Ulrich Dahl)

Sascha Weiß, dottorando nel settore della tecnologia aerospaziale, con due modelli BEESAT. (© TU Berlin/PR/Ulrich Dahl)

Misurazioni sul modello di qualificazione ingegneristica del microsatellite BEESAT-2. (© TU Berlin/PR/Ulrich Dahl)

L'impianto di antenne sul tetto della TU Berlin fa parte della tecnologia delle stazioni a terra del dipartimento di ingegneria aerospaziale. (© TU Berlin/PR/Ulrich Dahl)

L'impianto di antenne sul tetto della TU Berlino fa parte della tecnologia delle stazioni a terra del dipartimento di ingegneria aerospaziale. (© TU Berlino/PR/Ulrich Dahl)

Più piccolo e leggero è un satellite, più conveniente è il lancio. Per portare in orbita un satellite comune di alcune centinaia di chilogrammi e di alcuni metri di lunghezza con una razzo, bisogna spendere tra i 10 e i 100 milioni di euro. Si calcola un costo di lancio di circa 20.000 euro per ogni chilo. Alla TU di Berlino vengono sviluppati e gestiti microsatelliti che stanno in una borsa e pesano solo da 1 a 15 chilogrammi. Con il recentemente inaugurato centro di ricerca per i nanosatelliti, che è unico al mondo come struttura universitaria, l'università ha un luogo nel campus di Charlottenburg dove scienziati e studenti collaborano alla ricerca e alla costruzione di sette nuovi satelliti. Questi possono riconoscere incendi boschivi con telecamere a infrarossi, testare nuove tecnologie nello spazio o creare una rete di comunicazione per satelliti deboli.

“Nel dipartimento di tecnologia spaziale della TU Berlino, ricerca e insegnamento si supportano reciprocamente in modo molto impressionante,” spiega il Prof. Dr. Christian Thomsen, presidente della TU Berlino. “I satelliti sviluppati e costruiti congiuntamente da studenti e dottorandi rappresentano pietre miliari nella ricerca sui microsatelliti a livello mondiale. Il centro di ricerca per i nanosatelliti non è solo un luogo di innovazione, ma anche per la formazione dei giovani, che qui possono prepararsi molto bene alle sfide della scienza e dell’industria.”

Il Prof. Dr.-Ing. Klaus Brieß, responsabile del dipartimento di tecnologia spaziale alla TU Berlino, afferma: “La classe dei nanosatelliti, con una massa da 1 a 15 chilogrammi, è ancora all’inizio del suo sviluppo verso strumenti completi per il monitoraggio ambientale, la telerilevamento o le comunicazioni. Ricercamo componenti innovativi per i microsatelliti e dimostrazioni spaziali di nuove piattaforme di strumenti e sistemi satellitari.”

Il nuovo centro di ricerca sui nanosatelliti si estende su 330 metri quadrati e comprende un centro di controllo missione, un’area di integrazione e test elettrostaticamente schermata con camera termica, camera a vuoto e banco di regolazione di magazzino, oltre a postazioni di lavoro informatiche e una sala riunioni. I costi complessivi per la costruzione e l’allestimento del centro sono di circa 100.000 euro. Nel laboratorio vengono integrati i nanosatelliti TUBIN, TechnoSat e quattro modelli S-Net, sviluppati nell’ambito di progetti finanziati dal Ministero federale dell’economia e della tecnologia. I satelliti devono svolgere compiti di ricerca avanzata.

Con TUBIN (TU Berlin Infrared Nanosatellite) si sviluppa e si testa il telerilevamento terrestre con strumenti ottici. Il satellite ha una massa totale di circa 15 chilogrammi e dimensioni di circa 30 per 45 per 45 centimetri. Trasporta un carico utile di due telecamere a infrarossi e di una telecamera sensibile alla luce visibile. Il carico utile a infrarossi deve dimostrare l’applicabilità della tecnologia dei bolometri per la rilevazione e l’osservazione di hotspot come incendi boschivi dallo spazio. La missione è prevista per il 2016.

L’obiettivo principale della missione TechnoSat (lancio previsto per il 2015) è la dimostrazione e la sperimentazione nello spazio di componenti e sottosistemi di nuova progettazione per i nanosatelliti. L’obiettivo secondario è lo sviluppo e l’impiego del bus nanosatellitare adattivo e riutilizzabile TUBiX20 (piattaforma innovativa di TU Berlino per nanosatelliti di 20 kg di nuova generazione). Per “adattività” si intende la capacità del bus di adattarsi a diverse payload, orbite e scenari di missione. TechnoSat avrà un peso di circa 15 chilogrammi e dimensioni di circa 30 per 45 per 45 centimetri.

Con i quattro satelliti S-Net si intendono studiare e dimostrare le basi metodologiche, teoriche e tecniche per una comunicazione moderna affidabile tra satelliti. Le applicazioni possibili sono ricerca ambientale e climatica, sistemi di allerta precoce globale, monitoraggio delle catastrofi, sorveglianza del traffico, oltre a servizi on-orbit e robotica planetaria. Quattro transceiver radio per la comunicazione inter-satellitare, sviluppati alla TU Berlino, saranno integrati in quattro satelliti di circa 10 chilogrammi di peso. I nanosatelliti voleranno in formazione e formeranno una rete di comunicazione nella banda S. Gli esperimenti nello spazio sono previsti per il 2016.

Il lavoro secondo principi minimalisti nel dipartimento di tecnologia spaziale della TU Berlino, sia in termini di tecnologia che di consumo energetico, doveva originariamente servire a scopi didattici e formativi. Dal 1963 l’università insegna le basi della tecnologia spaziale e da 25 anni sviluppa e costruisce microsatelliti, nanosatelliti e picosatelliti insieme agli studenti. Ora la TU Berlino è all’avanguardia mondiale nella ricerca sui microsatelliti. Dieci satelliti TU sono già stati lanciati con successo in orbita, tra cui i tre Picosatelliti BEESAT (Berliner Experimental- und Ausbildungssatelliten), considerati pietre miliari tecnologiche. Sono i più piccoli satelliti mai costruiti nel dipartimento, con circa 10 centimetri di lato e 1 chilogrammo di massa totale. Il lancio di BEESAT-4 è previsto per il 2015.

Con il nuovo centro di ricerca sui nanosatelliti, il campus di Charlottenburg si arricchisce di un’altra moderna sede di ricerca. Recentemente sono stati inaugurati il laboratorio BasCat per la ricerca sulla catalisi, un laboratorio energetico per la ricerca sulle turbine a gas e una casa per la biochimica. Inoltre, alla fine del 2013, la Fondazione Wüstenrot ha annunciato di destinare 3,5 milioni di euro per la ristrutturazione del grande serbatoio di orbita rosa nel campus di Charlottenburg, per preservare l’architettura eccezionale e favorire ulteriori ricerche in quell’edificio.