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- Settore: ingegneria aerospaziale
- Processi di produzione: lavorazione CNC
- Sfide: sviluppare e perfezionare sistemi a bipropellente liquido e tecnologie avanzate di recupero dei razzi per missioni spaziali condotte da team studenteschi
- Soluzioni: la collaborazione con Xometry ha permesso a Propulse NTNU di ottenere componenti ad alta precisione realizzati tramite lavorazione CNC, inclusi gli importantissimi mortai di recupero, nonché di innovare il design del razzo e sviluppare paracaduti per atterraggi sicuri. Xometry ha inoltre contribuito al raggiungimento degli ambiziosi obiettivi di Project Valemon, portando il team a superare i limiti della missilistica in ambito studentesco.
Nel 2018, un gruppo di studentesse e studenti dell’Università norvegese di scienza e tecnologia (NTNU), spinti dalla passione comune per le esplorazioni spaziali e il desiderio di acquisire esperienza pratica in campo ingegneristico, ha deciso di fondare il primo team universitario dedicato alla missilistica della Norvegia: il Propulse NTNU. La sua missione non era solo arrivare a partecipare a competizioni a livello globale, ma anche ridefinire gli standard della missilistica tramite la progettazione e il lancio di razzi avanzati in grado di raggiungere lo spazio. Il Propulse NTNU, grazie al lavoro del team, non solo ha ottenuto eccellenti risultati nell’ambito di competizioni di missilistica internazionali, ma anche straordinarie vittorie, tra cui il primo posto alla EuRoC e alla SA Cup. I numerosi successi conseguiti, tra cui il posizionamento tra i primi tre su 152 nella classifica complessiva del 2022, hanno permesso al team di guadagnarsi un posto tra i migliori al mondo.
L’ambiziosa missione del team è sviluppare e lanciare razzi in grado di raggiungere altitudini di gran lunga superiori a quelle delle montagne più alte grazie a velocità di migliaia di chilometri all’ora. Con progetti come Valemon, che riguarda un innovativo razzo a bipropellente liquido, Propulse NTNU permette ai team studenteschi di fare esperienza pratica in campo ingegneristico, così che in futuro possano fornire preziosi contributi al settore aerospaziale. Questo progetto sfrutta sistemi di propulsione e tecnologie di recupero all’avanguardia, che rappresentano un significativo passo avanti verso l’obiettivo di lanciare nello spazio un razzo alimentato a combustibile liquido.
Tecnologia missilistica rivoluzionaria con Project Valemon
Propulse NTNU ha sviluppato diversi razzi nel corso degli anni, partendo da modelli con motore a combustibile solido. Tuttavia, il team ha riconosciuto che questi motori presentavano delle limitazioni, come il controllo ridotto su propulsione ed efficienza, per questo è passato alla tecnologia a bipropellente liquido, molto utilizzata nei razzi orbitali per via dell’efficienza e della precisione più elevate.
La tecnologia a bipropellente liquido offre notevoli vantaggi rispetto ai motori a combustibile solido, tra cui controllo dell’accelerazione, maggiore efficienza nel consumo di carburante e più flessibilità durante il volo. Utilizzando etanolo e ossigeno liquido (LOX) come propellenti, Project Valemon raggiunge livelli di propulsione più elevati e prestazioni più controllate e affidabili. Ciò che lo distingue dagli altri razzi è il suo iniettore a vortice coassiale personalizzato, stampato in 3D in Inconel 625, un materiale noto per la sua robustezza e resistenza alle alte temperature. Questo iniettore massimizza le prestazioni del razzo garantendo una miscelazione efficiente di carburante e ossidante.
Inoltre, la collaborazione con Xometry ha consentito al team di integrare nel sistema di recupero del razzo mortai ad alta precisione realizzati tramite lavorazione CNC, che permettono un’espulsione rapida e affidabile del paracadute e il recupero in sicurezza del razzo dopo ciascun lancio.
“Il passaggio alla tecnologia a bipropellente liquido è stata una svolta per noi. Ha aperto la strada a tutta una serie di nuove possibilità in termini di prestazioni e progettazione, ma ha anche richiesto una produzione ad alta precisione e attività ingegneristiche a un livello mai gestito prima”, ha spiegato Joachim Jerg Schmidt, presidente di Propulse NTNU.
Le menti alla base del successo di Project Valemon
Propulse NTNU è un’organizzazione a gestione interamente studentesca con 64 membri attivi, principalmente studenti e studentesse di numerose discipline ingegneristiche, tra cui propulsione, progettazione meccanica, avionica, DevOps, marketing e business. Il team è strutturato in modo simile a un’organizzazione professionale, con un consiglio di amministrazione e leader che supervisionano i diversi aspetti del progetto. Lo sforzo collettivo dei suoi membri ha permesso a Propulse NTNU di ottenere eccellenti risultati nell’ambito di competizioni internazionali e di arrivare tra i migliori tre team all’edizione 2022 dell’EuRoC (European Rocketry Challenge).
Al di là dei risultati tecnici ottenuti, Propulse NTNU costituisce una piattaforma di apprendimento pratico, in cui studenti e studentesse non solo hanno la possibilità di progettare e costruire razzi, ma anche di gestire ogni fase del processo, dalle operazioni di ricerca e sviluppo a quelle di produzione e lancio.
Progettazione e produzione eseguite a regola d’arte
In Propulse NTNU, ogni nuovo progetto viene avviato a settembre, quando inizia l’anno accademico, e dà il via a mesi di intense attività di innovazione e sviluppo. Dopo aver superato un selettivo processo di reclutamento, i nuovi membri seguono un percorso di formazione completo, in cui studiano sistemi di propulsione avanzati, la scienza dei materiali e l’aerodinamica. Così, prima che si inizi a sviluppare l’idea preliminare, ogni studente e studentessa ha ormai acquisito tutti gli strumenti necessari per contribuire al progetto.
“A novembre c’è la prima tappa fondamentale: la revisione iniziale del design. Si tratta di una fase molto importante in cui eseguiamo test rigorosi e perfezioniamo i design, per garantire che ogni componente, dal motore al sistema di recupero, rispetti i nostri precisi standard”, ha spiegato Joachim Jerg Schmidt, presidente di Propulse NTNU.
Una volta approvati i design, si passa alla fase di prototipazione. I prototipi iniziali vengono stampati in 3D in materiali come l’acido polilattico o il policarbonato per simulare le parti e testarne la funzionalità. Il team sperimenta iterazioni differenti, ottimizza i componenti e infine convalida i design in condizioni reali.
Entro febbraio, Propulse NTNU attiva collaborazioni con sponsor leader del settore, come Xometry, per produrre le parti finali tramite tecniche avanzate, come la lavorazione CNC e la produzione additiva. È una fase decisiva, in cui vengono realizzati componenti ad alta precisione come il sistema di recupero del razzo e il sistema di alimentazione del propellente. La produzione di queste parti, specialmente con materiali con l’Inconel 625 e l’alluminio per uso aerospaziale, è molto complessa e deve essere perfetta, così da garantire prestazioni ottimali in condizioni estreme.
L’assemblaggio finale avviene solitamente a luglio, quando tutti i componenti vengono integrati per ottenere un razzo del tutto funzionale. Non è un processo semplice: il team assembla meticolosamente i sistemi di propulsione, recupero, avionici e strutturali, in modo che funzionino insieme alla perfezione. I test sono condotti in parallelo e prevedono che ogni sottosistema venga sottoposto a simulazioni e prove in contesti reali per verificarne le prestazioni.
La capacità di passare dall’idea al lancio del razzo in tempi così ridotti dimostra l’eccezionale coordinazione, l’esperienza tecnica e lo spirito di squadra di Propulse NTNU. La sua competenza ingegneristica unita alla collaborazione con partner esperti come Xometry garantisce il successo anche nelle condizioni più esigenti.
Il ruolo chiave di Xometry nel successo del razzo
La collaborazione con Xometry ha permesso a Propulse NTNU di ottenere i componenti ad alta precisione richiesti per Project Valemon. I mortai di recupero, essenziali per l’espulsione affidabile del paracadute, sono stati fabbricati secondo standard esigenti per garantire un atterraggio sicuro del razzo.
I mortai di recupero, prodotti tramite Xometry, sono stati realizzati in alluminio con una macchina di lavorazione CNC a cinque assi, un processo in grado di fornire la resistenza e la precisione richieste. Questi componenti dovevano rispettare specifiche rigorose per poter offrire prestazioni affidabili nelle difficili condizioni del volo, tra cui la rapida espulsione dei paracaduti a velocità elevata. Il successo delle parti ha dato a Propulse NTNU la sicurezza che il sistema di recupero fosse affidabile, consentendo al team di potersi concentrare su altri aspetti importanti del design del razzo. “La qualità delle parti ha superato ogni aspettativa”, ha affermato Schmidt. “La capacità di Xometry di fornire componenti ad alta precisione in tempi così ridotti ci ha permesso di concentrarci su altri aspetti importanti del progetto. Sapevamo che il nostro sistema di recupero era in ottime mani.”
Il futuro di Propulse NTNU e Project Valemon
Le ambizioni di Propulse NTNU non si fermano a Project Valemon. Per il progetto del 2025, il team prevede di migliorare ulteriormente i suoi sistemi a bipropellente liquido e continuare a superare i limiti dei progetti ingegneristici studenteschi. L’obiettivo finale è arrivare a lanciare un razzo sonda nello spazio da suolo norvegese, un traguardo che stabilirebbe nuovi standard nella missilistica in ambito universitario.
Per il futuro, il team vorrebbe continuare a lavorare sulla base del successo ottenuto, sempre affidandosi a partner come Xometry, che garantiscono la precisione e la qualità necessarie per superare i limiti dell’innovazione aerospaziale universitaria.
Informazioni su Propulse NTNU: Propulse NTNU è il primo team studentesco di missilistica in Norvegia e ha sede presso l’Università norvegese di scienza e tecnologia (NTNU). I suoi membri condividono la passione per il progresso nelle esplorazioni spaziali e nel concreto si occupano di progettare, costruire e lanciare razzi all’avanguardia come Valemon. Propulse NTNU, con il sostegno di partner del settore e istituzioni accademiche, continua a superare i limiti dell’innovazione aerospaziale universitaria e mira a definire nuovi standard nei settori missilistico e spaziale.
Sito Internet: https://www.propulse.no/
Indirizzo e-mail: contact@propulsentnu.no
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