CA.D.I.R.A. “CAPSULA DI RIENTRO ATMOSFERICO”

Avviso Pubblico per il sostegno alle imprese nella realizzazione di studi di fattibilità (Fase 1) e progetti di Trasferimento Tecnologico (Fase 2) coerenti con la RIS 3 – Concessione del contributo in forma di sovvenzione – Soggetto proponente ALI S. c. a r. l. – CUP: B63D18000660007

Il Progetto CADIRA “CapsulA DI Rientro Atmosferico”, finanziato dalla Regione Campania nell’ambito del POR CAMPANIA 2014/2020, e sviluppato da ALI, CIRA e la Space Factory ha avuto l’obiettivo di realizzare un dimostratore di un microsatellite con uno scudo di protezione termica dispiegabile con capacità di rientro anche aviolanciabile.

Dimostratore CA.D.I.R.A. assemblato in configurazione chiusa
Dimostratore CA.D.I.R.A. assemblato in configurazione chiusa

Il sistema dispiegabile è innovativo per una molteplicità di aspetti: 

  1. Utilizza materiali di protezione termica a basso costo.
  2. Occupa un volume ridotto quando si trova nell’ogiva del lanciatore.
  3. Non necessità di un paracadute.
  4. Può essere aviolanciabile.

In CA.DI.R.A. sono state studiate alcune soluzioni migliorative del sistema di dispiegamento dello scudo termico di MINI IRENE: le aste telescopiche, che sono state progettate e realizzate ad hoc per il suindicato progetto:

• le Aste telescopiche dell’ombrello (Fig. 1), costituiscono l’ossatura di sostegno e apertura dell’ombrello vero e proprio,
• le Aste telescopiche del nose (Fig. 2), che servono al sostegno della struttura principale ed al suo dispiegamento lungo l’asse della struttura.

Le aste sono costituite da un corpo principale dal quale fuoriesce l’albero estendibile. All’interno dell’involucro è presente un setto mobile, che separa una camera contenente gas da una riempita con olio. L’albero estendibile è collegato ad un pistone. Il pistone è dotato di un foro capillare calibrato ed è immerso nella camera contenente olio. Il gas ad alta pressione fa dunque da generatore di pressione e l’olio da fluido frenante.

La capsula integrata è contenuta all’interno di tre pannelli:

Figura 3 – Pannelli di chiusura

ll Dimostratore di C.A.DI.R.A. presenta un Livello di Prontezza della Tecnologia (TRL) pari a 4 ed è stato qualificato a Settembre 2020 nei laboratory di qualifica del CIRA.

Il progetto ha avuto inoltre l’obiettivo di realizzare il prototipo dell’esperimento, nel campo delle scienze della vita, identificato e analizzato durante le precedenti attività di Ricerca. L’obiettivo dello studio è stato quello di determinare come i metaboliti del bio-collagene e derivati dell’uva influenzino in modo differenziato gli osteoblasti durante il volo spaziale e definire le alterazioni in termini di espressione genica di marcatori osteogenici rilevanti.

Gli obiettivi dello studio:

Valutazione delle alterazioni nell’espressione genica di markers osteogenici in condizioni di microgravità e presenza di radiazioni.
Verificare l’ipotesi che il trattamento degli osteoblasti con bio-collagene e metaboliti bioattivi durante il volo spaziale possa migliorare il pattern di espressione dei marcatori osteogenici.
Valutazione dell’entità dell’effetto protettivo del bio-collagene e dei metaboliti bioattivi sulle alterazioni genetiche in termini di danno genomico e trasformazione neoplastica degli osteoblasti. Sulla base delle analisi effettuate sono stati identificati i dispositivi utili per la realizzazione dell’esperimento e sono stati assemblati e testati in Laboratorio in modo da confermare l’effettiva funzionalità.
Sono state disposte e collegate le celle di coltivazione mediante i tubi di connessione che permettono alla soluzione chimica liquida di fluire come mostrato in figura.

Celle di coltura nel momento di iniezione della soluzione chimica

APPLICAZIONI E MERCATO
Il progetto si inserirà sia nel mercato del servizio di rientro degli esperimenti dalla Stazione Spaziale Internazionale sia nel rientro di satelliti “a fine vita”. Ad oggi infatti la maggior parte degli esperimenti effettuati dagli astronauti resta a bordo della ISS perché manca un sistema di rientro economico ed affidabile.

CA.D.I.R.A. permetterà inoltre di dotare, micro-mini satelliti o capsule di dimensioni ridotte, della possibilità di essere lanciati in orbita – ad esempio per condurre nello Spazio un esperimento – e poi rientrare a Terra usando una tecnologia economica e affidabile.

Pertanto, quando la tecnologia CA.D.I.R.A. sarà ingegnerizzata e provata a TRL 9, sarà possibile colmare un importante gap tecnologico, grazie alla realizzazione di un elemento applicabile a capsule o satelliti di piccole-medie dimensioni per garantire il rientro a Terra dallo Spazio.

Tra gli elementi distintivi della tecnologia si segnalano la diversità e l’innovatività dei materiali impiegati, la dimensione ed i costi più contenuti che si adattano in modo particolare al segmento di mercato dei nano e dei micro-satelliti.

Lo studio della tecnologia di rientro CA.D.I.R.A. si inserisce in modo originale nel contesto di progetti complessi condotti da importanti player, come la Nasa, per realizzare sistemi di protezione termica e di decelerazione applicabili a sonde e satelliti. 

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