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Aug 07, 2023

Accelerare la tecnologia SmallSat: Space Dynamics Lab ha ottenuto il brevetto per la propulsione di veicoli spaziali

Scienza e tecnologia, 29 agosto 2023 Il sistema di propulsione ibrido miniaturizzato Green End-Burning per CubeSats è mostrato in questa immagine durante un incendio di prova presso una struttura SDL nell'Innovation Campus dell'USU.

Tecnologia scientifica

29 agosto 2023

Il sistema di propulsione ibrido miniaturizzato Green End-Burning per CubeSats è mostrato in questa immagine durante un incendio di prova presso una struttura SDL nell'Innovation Campus dell'USU. (Credito fotografico: SDL/Allison Bills)

LOGAN NORD, Utah - Lo Space Dynamics Laboratory della Utah State University ha annunciato martedì di aver ottenuto un brevetto per lo sviluppo di un sistema di propulsione miniaturizzato per CubeSats. L'invenzione risponde al crescente interesse dell'industria spaziale per la manovrabilità in orbita dei piccoli satelliti.

La capacità di manovrare i CubeSat in orbita offre molti vantaggi, tra cui una maggiore versatilità ed efficacia dei satelliti. Con i sistemi di propulsione a bordo, CubeSats può effettuare regolazioni orbitali precise, consentendo flessibilità di missione e reattività ai dati in tempo reale.

I CubeSat manovrabili possono impegnarsi in voli in formazione e sciami per missioni cooperative, ottimizzare la copertura delle comunicazioni ed evitare attivamente collisioni con altri satelliti e detriti spaziali, contribuendo alla sicurezza e alla sostenibilità dello spazio. Inoltre, le capacità di riposizionamento prolungano la durata di vita dei satelliti, mentre il deorbiting controllato garantisce lo smaltimento responsabile dei satelliti. Questi sistemi di propulsione forniscono inoltre un prezioso potenziale di sperimentazione per le future tecnologie satellitari e offrono opportunità di formazione pratica per studenti e ricercatori nel campo delle scienze e dell'ingegneria spaziale.

Le sfide principali nella propulsione di piccoli satelliti includono lo spazio limitato a bordo e la contrarietà di massa. Misurando solo 10 centimetri su tutti i lati, i CubeSat hanno una capacità di propellente limitata, che influisce sulla loro durata operativa e sulla manovrabilità orbitale. Il nuovo sistema di propulsione è progettato per adattarsi in modo compatto ai confini dei CubeSats senza comprometterne la missione e le capacità principali.

Gli inventori del sistema di propulsione ibrido miniaturizzato Green End-Burning per CubeSats - gli ingegneri SDL Tyson Smith, Zachary Lewis, Kurt Olsen, lo scienziato SDL e professore in pensione dell'USU Stephen Whitmore e l'inventore Marc Anthony Bulcher - hanno risolto notevoli sfide tecniche associate alla propulsione molto piccola navicella spaziale per anni. Il nuovo brevetto sfrutta un'invenzione di propulsione SmallSat assegnata lo scorso anno a SDL e Smith, Lewis, Olsen e Whitmore.

“I piccoli satelliti sono sempre più acclamati per la loro versatilità e convenienza, ma il loro potenziale è stato definito dai loro limiti intrinseci in termini di spazio, massa e potenza, richiedendo soluzioni di propulsione compatte, leggere e altamente efficienti”, ha affermato Olsen. “La nuova invenzione affronta questi problemi creando una propulsione che consente ai piccoli veicoli spaziali di bruciare combustibile solido e sicuro in modo controllato a livelli di spinta adeguati alla loro massa più piccola”.

Durante la progettazione del nuovo sistema di propulsione, il team ha considerato anche i vincoli di potenza a bordo, la complessità del veicolo spaziale e la gestione termica.

"I piccoli satelliti spesso devono affrontare limitazioni di potenza, che necessitano di sistemi di propulsione che raggiungano un delicato equilibrio tra efficienza e consumo energetico", ha spiegato Olsen. “Ci siamo concentrati anche sullo sviluppo di una soluzione di propulsione che fosse semplice e affidabile pur mantenendo standard prestazionali elevati”.

La loro invenzione utilizza una miscela di carburante solido e liquido che, a differenza di gran parte del carburante per missili convenzionale utilizzato oggi, è innocuo per gli esseri umani e riavviabile.

"SDL brevetta le invenzioni sviluppate nell'ambito delle nostre competenze principali per consentire opportunità di licenza che faranno avanzare lo stato dell'arte e forniranno una più ampia adozione da parte del mercato di tali invenzioni", ha affermato Dale Andersen, consulente legale generale e legale specializzato in brevetti di SDL. "Gli inventori di SDL continuano a promuovere innovazioni che consentono ai nostri clienti di applicare tecnologie all'avanguardia alle loro missioni critiche."

Con sede nell'Innovation Campus della Utah State University a North Logan, Utah, lo Space Dynamics Laboratory è un'organizzazione senza scopo di lucro e un centro di ricerca affiliato all'Università del Dipartimento della Difesa di proprietà dell'USU. Oltre 1.000 ingegneri, scienziati, professionisti aziendali e studenti dipendenti di SDL risolvono le sfide tecniche affrontate dal settore militare, dalla comunità scientifica e dall'industria e supportano la visione della NASA di esplorare i segreti dell'universo a beneficio di tutti. SDL ha uffici sul campo ad Albuquerque, Nuovo Messico; Chantilly, Virginia; Dayton, Ohio; Huntsville, Alabama; Ogden, Utah; e Stafford, Virginia. Per ulteriori informazioni, visitare il sito www.sdl.usu.edu.