Sommario
Gli elevati costi di lancio è uno dei principali ostacoli all’esplorazione e allo sfruttamento dello spazio. Ci sono diverse ragioni, sia tecniche che istituzionali, per cui i costi di lancio sono così elevati. Questo progetto mira a ridurre i costi di lancio elaborando nuovi algoritmi di controllo e di stima per il rientro controllato del booster. L’implementazione di tecniche per un recupero efficace ed efficiente del booster incrementerà la riutilizzabilità del sistema di lancio, a vantaggio dei tempi e dei costi.
Il progetto OVERBORE, finanziato dall’Agenzia Spaziale Europea, svilupperà sistemi avanzati autonomi per il controllo e la stima del volo allo scopo di ridurre i costi di lancio senza influire negativamente sull’affidabilità della fase di recupero del booster. Verrà preso in considerazione il caso di un dimostratore di volo Two Stage to Orbit (TSTO).
L'uso di sistemi in closed-loop avanzati aprirà diverse possibilità:
- L’introduzione di metodi di progettazione in closed-loop comunemente utilizzati nel settore automobilistico accelererà notevolmente i tempi di realizzazione. Strumenti come la prototipazione rapida e la progettazione di sistemi di controllo basati su modelli riducono le tempistiche necessarie per la progettazione e l’implementazione dei sistemi di controllo.
- L’introduzione di sistemi di controllo in closed-loop ottimali aumenta intrinsecamente la robustezza e rende quindi possibile progettare alcuni componenti con tolleranze più elevate.
- L'uso delle moderne tecniche di rilevamento virtuale e di gemellaggio digitale consentirà una riduzione della strumentazione.
OVERBORE prenderà in esame l’approccio classico a tre moduli e un nuovo approccio maggiormente integrato. L'approccio classico comprende tre moduli:
- Un modulo di navigazione, responsabile della stima di posizione, velocità e assetto;
- Un modulo di guida che calcola le traiettorie di rientro, discesa e atterraggio durante le fasi di recupero;
- Un modulo di controllo che segue la traiettoria di guida, stabilizzando la dinamica e fornendo robustezza a fattori sconosciuti e non modellizzati.
OVERBORE svilupperò un nuovo approccio basato sulla co-progettazione del modulo di guida e di controllo in un unico modulo centralizzato. L'approccio integrato, pur essendo più costoso dal punto di vista computazionale, porterà a una fase di discesa più efficiente. Infine, OVERBORE testerà tutti i metodi proposti utilizzando un simulatore multi-corpo ad alta fedeltà.
