Scheda di Comunicazione per Cubesat: Space Twitter
L’unità di volo denominata “Space Twitter”, concepita nell’ambito dei progetti UDRAGON e MISTRAL, guidati da Telespazio, consente funzioni di telecomunicazioni e telemetria a basse velocità di trasmissione dati, con copertura costante della missione da parte delle stazioni di terra, grazie a un concetto innovativo di comunicazione a “basso costo”. L’unità può anche fungere da sistema di “interconnessione” tra piccoli satelliti, scambiando cioè dati per la sincronizzazione dell’informazione di volo (posizionamento cinematico RTK in tempo reale: pseudorange, misure di fase portante e dati ausiliari). Space Twitter è un sistema di comunicazione dati automatico a bassa velocità per satelliti in orbita LEO. E’ dotato di un sottosistema di navigazione, un sistema per la trasmissione radio (UHF/VHF) e un sistema per l’elaborazione dati. Grazie a questi sottosistemi e al software di bordo, lo Space Twitter è in grado di inviare Telemetria e ricevere telecomandi in modo completamente automatico e indipendente dal satellite che lo ospita.
I Progetti Mistral e U-Dragon
Euro.Soft ha collaborato con Telespazio allo sviluppo di un prototipo funzionale dell’intero sottosistema di Telecomunicazioni nei progetti MISTRAL e UDRAGON. In particolare, per il prototipo dell’unità di bordo sono state acquisite sul mercato le schede OBC e Radio UHF/VHF, mentre l’unità di navigazione è stata progettata da Euro.soft a livello breadboard, partendo dal core Novatel e integrando nuove funzionalità ed abilitando gli algoritmi di visibilità dello Spazio Twitter. Un’unità di volo è pronta per la qualifica di volo.
Caratterizzato dall’utilizzo di nuove leghe ultraleggere, materiali e tecnologie “green”, MISTRAL integra anche sistemi di monitoraggio, grazie a sensori inseriti in parti critiche come lo scudo termico dispiegabile, la cui apertura può essere modulata per il controllo attivo della traiettoria di rientro. Inoltre, il sistema di gestione della piattaforma ‘Space Twitter’ consente alla capsula in orbita di inviare in modo automatico e continuo dei ‘tweet’, ovvero dei brevi messaggi, per comunicare il proprio stato operativo ad una serie di microstazioni di terra dedicate.
Il programma è stato sviluppato da Telespazio, a capo di un gruppo che coinvolge i principali attori industriali e accademici del settore in Campania, come OHB Italia, CIRA, Euro.soft, Università di Napoli Federico II, ALI, TSD Space, SAB Aerospace, SRSED, Powerflex , Lead Tech, Antares, CNR, ENEA e Università di Napoli Parthenope.
Il progetto MISTRAL è stato cofinanziato dall’Unione Europea (www.ec.europa.eu), dallo Stato Italiano e dalla Regione Campania (www.regione.campania.it) nell’ambito del POR Campania “FESR 2014-2020” (www.ec.europa.eu).
Progetto dello Space Twitter
Dal punto di vista delle interfacce esterne si evidenzia la connessione con il satellite ospitante. Lo Space Twitter è alimentato dal satellite attraverso 3 diverse linee (potenza) gestite dall’EPS del satellite. Il satellite può supervisionare lo stato dello Space Twitter (linea Hk) e controllarlo tramite dei comandi predefiniti. Due linee separate di comunicazione consentono contemporaneamente l’invio a terra della telemetria satellitare e la ricezione dei telecomandi.
Oltre al suo utilizzo come “interlink”, per quanto riguarda le comunicazioni a terra, lo Spazio Twitter può essere utilizzato come:
- semplice transponder, Space Twitter viene utilizzato a scopo di monitoraggio. Space twitter comunica il proprio codice identificativo, posizione, velocità e orbita ad ogni passaggio sulle stazioni di terra dedicate, la ricezione di questa telemetria è a carico dalle stazioni di terra UHF/VHF.
- sistema di comunicazione automatico in due configurazioni:
- Scheda di comunicazione secondaria (in quelle missioni dove la comunicazione primaria non è abbastanza frequente per la corretta trasmissione della telemetria e ricezione dei telecomandi)
- Scheda di comunicazione primaria nelle missioni dove c’è la necessità di trasferire piccoli dati ma molto frequentemente.
Questa Modalità Operativa “Comunicazione Automatica” si riferisce all’utilizzo di tutte le funzioni di Space Twitter. In particolare:
- tutte le unità sono accese,
- la visibilità delle stazioni di terra viene calcolata automaticamente
- i TC vengono ricevuti dal Satellite e le telemetrie inviate, il tutto gestito in alcuni buffer temporanei.
- Sistema di comunicazione tradizionale, questa modalità operativa “Comunicazione tradizionale” è correlata all’utilizzo di Space Twitter come una scheda di comunicazione tradizionale, senza utilizzare la sua capacità di elaborare automaticamente la visibilità con le stazioni di terra.
Funzionalità di Comunicazione Automatica
Nelle modalità operative transponder e Comunicazione Automatica, lo Spazio Twitter esegue l’elaborazione dell’algoritmo di visibilità.
La funzione determina i “coni di visibilità” per tutta la Stazione Groud. I coni di visibilità sono una funzione di:
- Quota Satellite
- Tipo di Stazione
- distanza dalle Stazioni e capacità d’inseguimento.
La funzione determina:
- se il Satellite è in visibilità con GS
- il tempo di ingresso nel cono di visibilità.
- il tempo trascorso nel cono di visibilità.
