Nano-satelliti in grado di trasmettere dati alla terra

Dall’Università di Cagliari una costellazione di nano-satelliti in grado di osservare gli eventi cosmici e trasmettere i dati agli scienziati sulla terra

Ci sono l’idea e la ricerca di Luciano Burderi, docente al Dipartimento di Fisica dell’Università di Cagliari, dietro il progetto HERMES-Scientific Pathfinder (SP), finanziato nel bando Horizon 2020 SPACE-20-SCI. L’intuizione del docente siciliano trapiantato a Cagliari insieme a quella del suo collega Fabrizio Fiore dell’INAF è alla base di un progetto straordinariamente innovativo a fronte di costi relativamente ridotti, che prevede la realizzazione di tre nano-satelliti, equipaggiati con rivelatori in banda X ad alta tecnologia e di piccole dimensioni.

Sarà così realizzata una costellazione – dal nome appunto di HERMES-SP – dedicata all’osservazione di Gamma Ray Burst (GRB), che sarà in grado entro pochi anni di localizzare le enormi esplosioni cosmiche con una precisione variabile tra pochi gradi e qualche minuto d’arco. Il progetto risponde alla necessità di monitorare con continuità l’intera volta celeste, individuare tempestivamente e localizzare precisamente il maggior numero di eventi cosmici e di trasmetterne velocemente le caratteristiche alla comunità scientifica. HERMES-SP si muove nel campo dei “fractionated sensors”, dove il potenziamento della misura avviene tramite un numero elevato di sensori spazialmente distribuiti e imbarcati su piattaforme satellitari piccole e snelle, che consentono una notevole flessibilità produttiva e programmatica lungo tutto l’arco di vita della missione.

HERMES-SP è coordinato da Fabrizio Fiore dell’Istituto Nazionale di Astrofisica (INAF). Partner del progetto con l’Università di Cagliari sono il Dipartimento di Scienze e Tecnologie Aerospaziali del Politecnico di Milano e numerose Università e piccole-medie imprese Europee. HERMES-SP si giova inoltre del supporto dell’Agenzia Spaziale Italiana (ASI). I tre nano-satelliti, che voleranno in formazione, si aggiungeranno ad altri tre analoghi in fase di realizzazione da parte di ASI, che sta già finanziando il progetto HERMES-Technological Pathfinder (HERMES-TP), precursore di HERMES-SP e selezionato dal MIUR nell’ambito dei progetti Premiali. A questo progetto partecipa un team composto, da enti di ricerca nazionali (Agenzia Spaziale Italiana, Istituto Nazionale di Astrofisica, Istituto Nazionale di Alta Matematica) e numerose università (Università Cagliari, Politecnico di Milano, Università di Palermo,per citare le principali). Per parte ASI, che coordina Politecnico e INAF, il supporto tecnico è a cura di Simone Pirrotta e Simonetta Puccetti.

Saranno quindi sei i nano-satelliti che andranno a comporre la futura costellazione satellitare HERMES-Full Constellation (HFC) dedicata alla localizzazione tempestiva di esplosioni cosmiche attraverso il rilevamento di emissioni elettromagnetiche ad alta energia, osservando l’intera volta celeste. Il progetto HERMES-SP, come detto, è ideato da Luciano Burderi dell’Università di Cagliari e da Fabrizio Fiore dell’INAF che hanno coinvolto ASI e il Politecnico di Milano per la fase di realizzazione dei nano-satelliti. “Hermes può offrire una fast-track meno costosa rispetto a quella fornita dagli attuali satelliti che osservano in banda X e gamma – spiegano i due scienziati – per fornire un complemento a queste missioni complesse”.

Dello sviluppo del sensore miniaturizzato di nuovissima generazione, e dell’elaborazione dei dati scientifici con esso ottenibili, si stanno occupando Marco Feroci e Claudio Labanti dell’INAF, Luciano Burderi, che coordina il gruppo composto da Andrea Sanna ed Alessandro Riggio, dell’Università di Cagliari, Tiziana Di Salvo dell’Università di Palermo. Il gruppo di Michèle Lavagna del Dipartimento di Scienze e Tecnologie Aerospaziali del Politecnico di Milano svilupperà e costruirà le piattaforme di volo miniaturizzate ad alta prestazione, integrerà gli strumenti a bordo e qualificherà l’intero sistema per l’accettazione al lancio in orbita.

“I requisiti scientifici di HERMES rappresentano un’interessante sfida tecnologica per portare le piattaforme di piccole dimensioni non solo verso prestazioni più spinte – aggiunge Lavagna, responsabile di HERMES-SP ed HERMES-TP per il Politecnico di Milano – ma in modo deciso verso la realizzazione di tecnologie più affidabili di quanto il mercato dei nano-satelliti correntemente può offrire”. In ultimo, in collaborazione con Fabrizio Ferrandi del Dipartimento di Elettronica, Informazione e Bioingegneria del Politecnico di Milano, sarà realizzato il software di bordo. In sintesi, HERMES è un progetto naturalmente scalabile, perché basato su nano-satelliti relativamente poco costosi e con un tempo di sviluppo di soli pochi anni. Il primo passo è stato l’approvazione del progetto HERMES-TP. HERMES-SP è il secondo importante passo, che permetterà di effettuare esperimenti di posizionamento di GRB a partire dal 2021. Il passo finale sarà la realizzazione di una grande costellazione di nano-satelliti, il progetto HERMES-Full Constellation (HFC), che permetterà di rivelare e posizionare Gamma Ray Burst su tutta la volta celeste, con accuratezza minore dell’arco-minuto, sufficientemente buona quindi per determinare le loro galassie ospiti in maniera non ambigua.

Il consorzio di HERMES-SP è costituito da Istituto Nazionale di Astrofisica – che coordina il progetto – Politecnico di Milano – con i Dipartimenti di Scienze e Tecnologie Aerospaziali e di Elettronica, Informazione e Bioingegneria; Università di Cagliari, Palermo, Napoli – Federico II; Pavia; Udine; Ferrara; Istituto Nazionale di Fisica Nucleare di Trieste; Fondazione Politecnico di Milano; Fondazione Bruno Kessler; Deimos Space S.L.U.; SkyLabs d.o.o.; C3S Electronics Development LLC; Univerza V Novi Gorici; AALTA LAB d.o.o., Universitaet Tuebingen; Eotvos Lorano Tudomanyegyetem.