Questo documento è il rapporto finale per il progetto “Micropropulsori FEEP per missioniscientifiche (FEEP Micropropulsion Systems for Scientific Missions)”, contratto ASI n. I/039/05/0. Il sistema di propulsione FEEP è stato sviluppato con particolare riferimento a missioni scientifiche a resistenza compensata (“drag-free”), caratterizzate da requisiti di controllabilità estrema del livello di spinta e dall’esigenza di modulare la spinta stessa con risoluzione dell’ordine del microN. Recentemente, in seguito al diffondersi delle opportunità di missione per piccoli satelliti, sono state individuate altre classi di missioni (volo in formazione e piccoli satelliti per osservazione) per le quali il sistema FEEP rappresenta un candidato ideale. A differenza delle missioni drag-free, le caratteristiche del sistema FEEP di maggior interesse non sono modulabilità e risoluzione, ma l’elevatissimo impulso specifico, la possibilità di fornite spinta per periodi molto lunghi, la compattezza e semplicità di integrazione con il veicolo spaziale. Tali classi di missioni, comprendenti programmi nazionali e internazionali, rappresentano per la tecnologia FEEP un mercato potenziale di vaste dimensioni e in crescita costante. Il programma di ricerca oggetto del contratto ASI n. I/039/05/0 affronta una serie di problematiche attinenti all’uso del sistema di propulsione FEEP (Field Emission Electric Propulsion), con riferimento all’impiego di tale sistema per missioni su piccoli satelliti (ad es. piattaforme MITA, MICRO, etc.), per missioni di volo in formazione, e per missioni scientifiche con elevati requisiti di puntamento e compensazione dei disturbi. L’impiego tipico del sistema di micropropulsione FEEP su piccoli satelliti riguarda la compensazione della resistenza atmosferica residua per missioni in orbita LEO, allo scopo di estendere la vita operativa del satellite e/o di consentirne l’impiego a quote relativamente basse per missioni di osservazione della Terra. Le missioni di volo in formazione comprendono un insieme di satelliti la cui posizione relativa è controllata con grande precisione e mantenuta entro limiti prefissati. La formazione può così essere utilizzata per simulare una grande struttura spaziale e svolgere compiti che richiederebbero, ad es., telescopi o antenne radar con dimensioni proibitive. Per missioni di questo genere è indispensabile poter disporre di sistemi di propulsione capaci di fornire spinte controllabili su tempi dell’ordine dell’intera durata della missione. Il programma comprende un insieme di attività di analisi, volte all’individuazione dei requisiti del sistema di propulsione relativamente alle missioni considerate, e di attività sperimentali, mirate alla caratterizzazione del sistema di propulsione nel campo di spinta e con i profili di missione di interesse.
FEEP Micropropulsion Systems for Scientific Missions
MARCUCCIO, SALVO
2006-01-01
Abstract
Questo documento è il rapporto finale per il progetto “Micropropulsori FEEP per missioniscientifiche (FEEP Micropropulsion Systems for Scientific Missions)”, contratto ASI n. I/039/05/0. Il sistema di propulsione FEEP è stato sviluppato con particolare riferimento a missioni scientifiche a resistenza compensata (“drag-free”), caratterizzate da requisiti di controllabilità estrema del livello di spinta e dall’esigenza di modulare la spinta stessa con risoluzione dell’ordine del microN. Recentemente, in seguito al diffondersi delle opportunità di missione per piccoli satelliti, sono state individuate altre classi di missioni (volo in formazione e piccoli satelliti per osservazione) per le quali il sistema FEEP rappresenta un candidato ideale. A differenza delle missioni drag-free, le caratteristiche del sistema FEEP di maggior interesse non sono modulabilità e risoluzione, ma l’elevatissimo impulso specifico, la possibilità di fornite spinta per periodi molto lunghi, la compattezza e semplicità di integrazione con il veicolo spaziale. Tali classi di missioni, comprendenti programmi nazionali e internazionali, rappresentano per la tecnologia FEEP un mercato potenziale di vaste dimensioni e in crescita costante. Il programma di ricerca oggetto del contratto ASI n. I/039/05/0 affronta una serie di problematiche attinenti all’uso del sistema di propulsione FEEP (Field Emission Electric Propulsion), con riferimento all’impiego di tale sistema per missioni su piccoli satelliti (ad es. piattaforme MITA, MICRO, etc.), per missioni di volo in formazione, e per missioni scientifiche con elevati requisiti di puntamento e compensazione dei disturbi. L’impiego tipico del sistema di micropropulsione FEEP su piccoli satelliti riguarda la compensazione della resistenza atmosferica residua per missioni in orbita LEO, allo scopo di estendere la vita operativa del satellite e/o di consentirne l’impiego a quote relativamente basse per missioni di osservazione della Terra. Le missioni di volo in formazione comprendono un insieme di satelliti la cui posizione relativa è controllata con grande precisione e mantenuta entro limiti prefissati. La formazione può così essere utilizzata per simulare una grande struttura spaziale e svolgere compiti che richiederebbero, ad es., telescopi o antenne radar con dimensioni proibitive. Per missioni di questo genere è indispensabile poter disporre di sistemi di propulsione capaci di fornire spinte controllabili su tempi dell’ordine dell’intera durata della missione. Il programma comprende un insieme di attività di analisi, volte all’individuazione dei requisiti del sistema di propulsione relativamente alle missioni considerate, e di attività sperimentali, mirate alla caratterizzazione del sistema di propulsione nel campo di spinta e con i profili di missione di interesse.I documenti in IRIS sono protetti da copyright e tutti i diritti sono riservati, salvo diversa indicazione.
