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Tesi etd-03292004-162324


Thesis type
Tesi di laurea vecchio ordinamento
Author
Montemurro, Fabio
email address
zimyl@sssup.it
URN
etd-03292004-162324
Title
Thermo-Elastic Distortion Modelling for Drag-Free Satellite Simulations
Struttura
INGEGNERIA
Corso di studi
INGEGNERIA AEROSPAZIALE
Commissione
relatore Dott. Fichter, Walter
relatore Prof. Mengali, Giovanni
relatore Brandt, Nico
relatore Prof. Casarosa, Carlo
Parole chiave
  • gravitational waves
  • laser interferometry
  • Thermo-elastic distortion
  • drag-free satellite
  • PSD
  • integrated optics
  • self-gravity
  • end-to-end simulation
Data inizio appello
26/04/2004;
Consultabilità
completa
Riassunto analitico
LISA Pathfinder, in precedenza nota come<br>SMART-2, è la missione test per le nuove tecnologie necessarie per<br>il progetto LISA (Laser Interferometer Space Antenna) per la<br>rivelazione delle onde gravitazionali. Il carico pagante della<br>missione LISA Pathfinder è costituito dal LTP (LISA Technology<br>Package), contenente due masse test. La missione ha un obiettivo<br>tecnico principale: dimostrare di poter ottenere una quasi<br>perfetta caduta libera di una delle masse test, limitando a un<br>certo livello di progetto la densità spettrale di potenza<br>dell&#39;accelerazione della massa test stessa; tale dimostrazione è<br>effettuata mediante un sistema di riduzione dei disturbi che<br>include una unità di metrologia interferometrica. Poichè le<br>prestazioni reali del satellite possono essere verificare solo in<br>orbita, è necessario effettuare simulazioni <br>end-to-end<br>altamente dettagliate in modo da garantire il successo della<br>missione LISA Pathfinder.<br><br>Il contributo dominante ai disturbi alla caduta libera delle masse<br>test è costituito dall&#39;auto-gravità, ovvero le azioni<br>gravitazionali esercitate sulle masse test dal resto del<br>satellite. E&#39; necessario, quindi, realizzare una accurata<br>modellizzazione dell&#39;auto-gravità, in modo da minimizzare i campi<br>e i gradienti gravitazionali in corrispondenza delle masse test.<br>Uno strumento per il calcolo dell&#39;auto-gravità è stato sviluppato:<br>esso calcola l&#39;accelerazione lineare ed angolare, nonchè i<br>gradienti di accelerazione (rigidezza) su ciascuna massa test,<br>causati dal campo di auto-gravità; l&#39;input a tale strumento è<br>fornito dalla distribuzione di massa dei nodi del modello agli<br>elementi finiti. L&#39;analisi delle azioni di auto-gravità deve anche<br>prendere in considerazione le deformazioni di natura<br>termo-elastica poichè ogni deformazione del satellite implica un<br>cambiamento nel campo di auto-gravità. L&#39;approccio presentato in<br>questo lavoro valuta i cambiamenti nell&#39;auto-gravità causati dalle<br>deformazioni termo-elastiche sulla base di fattori di sensibilità<br>dell&#39;auto-gravità stessa rispetto a spostamenti di gruppi di masse<br>nodali. Mediante questa strategia è possibile ottenere una<br>considerevole semplificazione del modello che consente di<br>effettuare simulazioni end-to-end.<br><br>Il sistema di metrologia interferometrica per la misurazione della<br>posizione delle masse test si basa su una straordinaria stabilità<br>della posizione degli elementi ottici; un qualsiasi spostamento di<br>un elemento ottico si traduce in un rumore nella misurazione<br>interferometrica. Un&#39;analisi del sistema di metrologia che tiene<br>conto delle deformazioni termo-elastiche è quindi indispensabile.<br>In maniera analoga a quanto fatto per l&#39;auto-gravità, tale studio<br>è effettuato per mezzo di fattori di sensibilità che mettono in<br>relazione lo spostamento delle superfici ottiche con il rumore<br>nella misurazione.
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