Workshop sul programma Vega in ASI

BIS-Italia è stata invitata a partecipare al workshop sullo stato e l’evoluzione del programma del lanciatore Vega, tenutosi in ASI lo scorso 1° Aprile. Quello che segue è un resoconto di alcuni dei temi trattati durante la giornata. Il programma Vega è una delle punte di diamante del programma spaziale nazionale che pone l’Italia in un ruolo primario nel mondo.


Resoconto dell’evento

di Tommaso Pino e Matteo Perrotta.

Il lanciatore europeo VEGA risulta essere ad oggi il vettore con la più alta precisione di rilascio del payload, in termini di parametri orbitali. Questo incredibile risultato è stato ottenuto grazie alla cooperazione internazionale di agenzie spaziali nazionali ed internazionali, e di industrie private nonchè all’eccezionale lavoro di sviluppo portato avanti in Italia sin dagli anni ’90.

IMG_20150401_092621824_HDRIl Workshop VEGA tenutosi il primo Aprile presso la sede ASI di Roma fa parte di un ciclo di conferenze atte a favorire l’integrazione e la comunicazione tra i vari dipartimenti interessati allo sviluppo del lanciatore.

Il presidente dell’ASI, prof. Roberto Battiston, ha dato inizio all’evento ricordando l’importanza di una forte collaborazione internazionale al fine di raggiungere nuovi traguardi e il forte impegno dell’agenzia nella condivisione delle proprie risorse a favore della realizzazione costante di questi eventi.

A seguire l’intervento di Gaele Winters, il nuovo direttore ESA dei lanciatori, che ha enfatizzato la necessità del VEGA nel mercato globale e la sua stretta interconnessione con il programma Ariane.

Dopo un’excursus sulle origini del VEGA, sui suoi sviluppi, e sul ruolo avuto dall’università La Sapienza e dal CIRA per lo studio e la risoluzione di alcuni problemi, si è passati ad un’analisi più approfondita dei quattro lanci effettuati e delle anomalie riscontrate.

L’ing. Barbagallo (ESA) ha ripercorso le caratteristiche principali dei primi quattro lanci, dal VV01 al VV04, gli ultimi tre dei quali sono parte del programma (VERTA) di dimostrazione delle potenzialià commerciali del lanciatore. Il VERTA (VEga Research and Technology Accompaniment) consiste in tutto di cinque lanci con missioni diverse, sarà seguito da una fase di sfruttamento commerciale che consisterà nella messa in orbita di 10 satelliti in un triennio che andrà dal 2016 al 2018.

L’ing. Preve di ELV SpA, ha poi presentato una panoramica delle anomalie riscontrate durante i lanci effettuati. La maggior parte di queste anomalie era di tipo minore come errori sulle telemetrie o sulla calibrazione dei sensori, mentre un numero limitato di esse riguardavano problematiche non trascurabili in merito la struttura, le telecomunicazioni e i motori:

  • le forti perturbazioni ed i gas di scarico al lancio producono un’interruzione del collegamento a Terra durante l’impiego dei SRM;
  • l’assorbimento di corrente dello stadio Z23 risulta notevolmente maggiore di quella progettuale; la presenza di una forza non simmetrica alla separazione del fairing;
  • la temperatura all’interno dell’ugello dello Z9 fuori dai parametri di progetto.

Queste anomalie sono state individuate grazie ad un’attenta analisi dei dati di lancio, e per alcune di esse è stata trovata una soluzione: l’aggiunta di un radar a Terra e un sistema GPS autonomo a bordo, la riconfigurazione dello stampo del giunto flessibile (FJ) del TVC e della guarnizione (‘o-ring’) del corpo dello stadio.

La conferenza si è avviata verso la conclusione con l’intervento dell’ing. Scardecchia sulle evoluzioni del lanciatore denominate VEGA-C, VEGA-E e VEGA-EH.

Queste consisteranno principalmente in un aumento della dimensione degli stadi solidi e un miglioramento, o sostituzione, dello stadio finale (AVUM). Queste modifiche permetteranno il trasporto di carichi utili maggiori andando così a completare la fascia di mercato compresa tra il VEGA attuale e il futuro Ariane 6.

  • VEGA-C: incremento di carico utile fino a 2200kg su orbita circolare polare a 700km di quota con rientro del terzo e quarto stadio, e fino a 1800kg di payload su orbita elio-sincrona a 800km di quota. Stadi: P120C, Z40, Z9, AVUM+ (con 20% propellente in più).
  • VEGA-E: incremento di carico utile fino a 2500 kg su orbita elio-sincrona a 800km di quota, e fino a 1000 kg di payload su orbita ellittica (Medium Earth Transfert Orbit) con apocentro a 20000km e pericentro 200 con inclinazione a 60 gradi (ideale per satelliti tipo Galileo). Stadi: P120C, Z40, VUS
  • VEGA-EH: evoluzione del precedente con stadi: 3xP120C, Z40, VUS

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Le future generazioni del VEGA saranno equipaggiate con una nuova avionica, un sistema di navigazione ibrida (usando anche un ricevitore GNSS) per ottenere un’ulteriore miglioramento dell’accuratezza dei parametri orbitali conseguiti, il software GNC scritto in linguaggio C, senza usare il linguaggio ADA, e giroscopi angolari aggiuntivi per aumentare la robustezza alle oscillazioni.

Il continuo interesse per i nanosatelliti vedrà poi introdotta una particolare struttura per l’alloggiamento di questi detta SSMS, uno “spacecraft dispenser” da 10 a più di 20 satelliti. Un sistema per il rilascio di più satelliti, denominato VESPA, è stato già realizzato e collaudato nel volo VV02.

Per contenere i costi di produzione, e di conseguenza quelli all’utente finale, per queste nuove versioni del VEGA sarà un elemento chiave il riutilizzo delle stesse tecnologie usate per i “booster” del lanciatore Ariane 6 (P120) e un aumento di produzione annuale degli stessi che potrebbe arrivare anche ad un incremento di un ordine di grandezza.

Si ringrazia Andrea Spinetti per la revisione dell’articolo.