LWSPA (Light Weight Solar Panel Array) e Genesis sono due programmi spaziali di grande ambizione sviluppati da OHB Italia.
Il programma LWSPA è dedicato allo sviluppo di un pannello solare dispiegabile di nuova generazione, caratterizzato da un’elevata densità di potenza e da un design estremamente compatto e leggero nella configurazione stowed. Una volta dispiegato in orbita, il sistema è progettato per raggiungere una potenza elettrica generata fino a 10 kW, rispondendo alle esigenze delle future missioni spaziali in termini di efficienza, leggerezza e ottimizzazione degli ingombri. SIM4FLIGHT ha curato la modellazione agli elementi finiti (FE) del pannello solare in entrambe le configurazioni, stowed e deployed, occupandosi del dimensionamento strutturale dei diversi componenti in funzione dei carichi di lancio e delle condizioni di carico previste durante la fase operativa in orbita.
La missione Genesis, promossa dall’Agenzia Spaziale Europea (ESA), prevede lo sviluppo di un satellite destinato a operare come osservatorio geodetico spaziale, con l’obiettivo di contribuire al miglioramento dei sistemi di riferimento terrestri e al raggiungimento di accuratezze millimetriche nelle misure geodetiche. Nell’ambito di questo programma, SIM4FLIGHT ha curato la verifica strutturale di numerosi organi di collegamento, valutandone il comportamento sotto l’azione dei carichi di lancio e delle sollecitazioni termo-strutturali previste durante la fase operativa in orbita.
Carichi termoelastici sul satellite OHB del Genesis Program
Durante la permanenza in orbita, un satellite attraversa ripetutamente condizioni di illuminazione solare e di eclissi, subendo cicli termici che provocano la dilatazione e la contrazione dei materiali e, di conseguenza, deformazioni strutturali. In sistemi di elevata precisione, anche variazioni dimensionali dell’ordine di pochi decimi di millimetro possono compromettere l’allineamento di strumenti, antenne e pannelli.
La complessità dell’analisi aumenta quando la struttura integra materiali differenti, come compositi, leghe di alluminio e titanio, caratterizzati da diversi coefficienti di dilatazione termica. Le interfacce tra materiali dissimili, in particolare giunzioni e inserti, rappresentano quindi zone critiche, che richiedono una modellazione accurata per valutare correttamente la distribuzione delle tensioni e le deformazioni indotte dai cicli termici.
SIM4FLIGHT ha eseguito analisi termo-strutturali a partire dalle mappe di temperatura, sviluppando modelli agli elementi finiti in HyperMesh e risolvendoli mediante OptiStruct, al fine di valutare le deformazioni e lo stato tensionale dei componenti nelle condizioni operative previste in orbita.
Perché conta per un programma spaziale
Le analisi condotte da SIM4FLIGHT, nell’ambito dei programmi LWSPA e Genesis, contribuiscono a prevedere e documentare il comportamento termoelastico a supporto del percorso di qualifica.
Questa esperienza rientra nelle nostre competenze di simulazione numerica e analisi strutturale, applicabili anche ad antenne, strumenti ottici e pannelli solari, per i quali la stabilità dimensionale e il mantenimento dell’allineamento in orbita sono requisiti fondamentali.
State sviluppando un sistema o un componente per applicazioni spaziali? Contattate SIM4FLIGHT per approfondire le vostre esigenze di analisi e verifica strutturale. Le attività possono essere gestite anche nell’ambito di accordi di riservatezza.
Attività principali
- 01Realizzazione modello a elementi finiti
- 02Analisi strutturali sotto carichi termoelastici