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Archivio digitale delle tesi discusse presso l’Università di Pisa

Tesi etd-09112017-220803


Tipo di tesi
Tesi di laurea magistrale
Autore
GAVARINI, FILIPPO
URN
etd-09112017-220803
Titolo
Conceptualization, Design and Simulation of an electric propelled probe for Small Solar System Bodies
Dipartimento
INGEGNERIA CIVILE E INDUSTRIALE
Corso di studi
INGEGNERIA AEROSPAZIALE
Relatori
relatore Prof. Mengali, Giovanni
tutor Dott. Falke, Albert
Parole chiave
  • relocation
  • probe
  • mission design
  • hovering
  • electric propulsion
  • drone
  • drilling
  • comet
  • autonomy
  • sampling
  • small solar system body
  • space mission
  • SSSB
Data inizio appello
02/10/2017
Consultabilità
Completa
Riassunto
Small Solar System Bodies (SSSB) are the best preserved bodies of the Solar System since its formation. Their exploration is the best way to understand Solar System formation and evolution, as well as the mechanisms leading to creation of the fundamental building blocks of Life. After the astonishing results obtained by previous missions, first of all Rosetta, it is clear that exploration of these bodies shall not be abandoned, but, on the contrary, shall be pursued and improved, basing on the more and more advanced technologies available.
Astrone project (Patent: Airbus), whose name is derived by the composition of the words "Astro" and "Drone", is a challenging and promising exploration concept whose principal aim is to make available a new and advanced technology that could allow a large-scale and detailed survey of Solar System, in order to increase the scientific return that a single explorative mission is currently capable to derive. Astrone concept consists on an autonomously mobile vehicle capable to investigate multiple sites on a SSSB surface.
In particular, Astrone technology (Patent: Airbus) takes the cue from quad-copters or multi-rotor drones that nowadays are diffusely used for every kind of activity, from recreational to military, and are bound to gain even more applicability in the next years. It is easy to understand that such a vehicle suited for space application has the potential to become the leading-edge technology of a new Solar System exploration era.
The following work has been carried out in the framework of a Master Thesis project under the leadership of TSEAG1 department of Airbus Defence and Space, Friedrichshafen. The purpose of the work is the development of a Pre-Phase A study of an explorative probe for Small Solar System Bodies, basing on Astrone technology concept. In particular, the whole design process, from the architecture design to mobility strategy and performance definition, has been carried out considering versatility
as a key factor, in order to make Astrone technology concept adaptable to a wide range
of space applications.

***

I Corpi Minori (comete ed asteroidi) sono i corpi celesti del Sistema Solare meglio preservati fin dalla sua formazione. La loro esplorazione è fondamentale per la comprensione dei processi di formazione ed evoluzione del Sistema Solare, così come dei meccanismi che hanno portato alla creazione dei costituenti fondamentali della Vita. Dopo i sorprendenti risultati ottenuti con le precedenti missioni, prima fra tutte Rosetta, è chiaro che il cammino di esplorazione di questi corpi non può essere abbanonato, ma, al contrario, deve essere proseguito facendo affidamento sulle tecnologie sempre piu avanzate che si rendono continuamente disponibili.
In questo ambito risiede il progetto Astrone (Airbus), il cui nome deriva dalla composizione delle parole "Astro" e "Drone", e il cui scopo principale è quello di rendere disponibile una nuova ed avanzata tecnologia che permetta un’esplorazione su larga scala del Sistema Solare, in modo da accrescere il ritorno scientifico che una singola missione esplorativa è attualmente capace di ottenere. Il concetto alla base di Astrone consiste in un veicolo autonomo e mobile, capace di analizzare diversi siti sulla superficie di un Corpo
Minore. In particolare, la tecnologia adottata (Airbus) si ispira ai droni multi-rotore, o quad-copters, oggigiorno estremamente diffusi per ogni tipo di applicazione militare o ricreativa, e destinati a ampliare sempre piu il loro spettro d’azione. E’ facile comprendere che un veicolo di questo tipo, adattato per applicazioni in ambito spaziale, ha la potenzialità di divenire la tecnologia all’avanguardia di una nuova era dell’esplorazione spaziale.
Il presente lavoro è stato sviluppato nell’ambito di un progetto di Tesi di Laurea Magistrale sotto la guida del dipartimento TSEAG1 della sede Airbus Defence and Space di Friedrichshafen. Lo scopo del lavoro è lo studio di Pre-Fase A di una sonda per Corpi Minori del Sistema Solare, concepita sulla base del progetto Astrone. In particolare, l’intero processo di design, dal disegno dell’architettura del veicolo alla definizione della strategia e delle performances di movimento, è stato sviluppato considerando la versatilità come fattore chiave di progetto, in modo da rendere la tecnologia Astrone disponibile ed adattabile ad un ampio spettro di applicazioni in ambito spaziale.
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