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Ciao! Siamo SpaceDot, un team interdisciplinare e senza scopo di lucro dell’Università Aristotele di Salonicco (Grecia). Il nostro obiettivo è sperimentare applicazioni spaziali innovative ed espandere il potenziale della ricerca spaziale open-source. Utilizziamo strumenti open-source in tutti i nostri progetti e siamo impegnati a condividere i nostri risultati con la comunità. Tutti i nostri lavori—inclusi codice, modelli, design e documentazione—sono disponibili sulla pagina GitLab di AcubeSAT con licenza aperta.
Nel nostro racconto precedente, abbiamo descritto come abbiamo progettato e costruito AcubeSAT, un nanosatellite 3U (30x10x10 cm) con un carico biologico di cellule di lievito, per esplorare i limiti della biologia spaziale open-source. Abbiamo affrontato le sfide legate alla creazione di un sistema capace di studiare oltre 100 proteine diverse nelle condizioni estreme dello spazio. Ora, dopo i nostri primi esperimenti e test iniziali, siamo entusiasti di condividere come abbiamo affinato il nostro approccio, superato nuove sfide ingegneristiche e avvicinato AcubeSAT alla sua missione finale in orbita.
Un Laboratorio Miniaturizzato per i Microrganismi nello Spazio
Il nostro approccio consisteva nel creare un laboratorio miniaturizzato completamente attrezzato con un payload modulare, progettato non solo per soddisfare i requisiti della missione ma anche per consentire una facile scalabilità e intercambiabilità delle parti.
Per raggiungere questo obiettivo, abbiamo progettato un contenitore pressurizzato riempito di aria, un sistema fluidico per fornire nutrienti alle cellule, un sistema di imaging per monitorarne la crescita e un sofisticato sistema elettronico per gestire tutte le funzionalità, insieme ad altri componenti essenziali. Tra questi, un componente ha un’importanza particolare per l’esperimento: il collettore fluidico.
Sviluppo di un Collettore Fluidico Affidabile per Missioni Spaziali
Per esaminare a fondo gli effetti dell’ambiente spaziale, è necessario condurre molteplici esperimenti in orbita. Questo ha richiesto un componente capace di dividere e controllare con precisione il flusso di nutrienti.
Inizialmente, il team aveva preso in considerazione un complesso sistema di tubazioni, ma i numerosi punti di possibile guasto lo rendevano inadatto agli standard di affidabilità richiesti per qualsiasi missione spaziale. Questo ci ha portato a optare per un design a collettore fluidico: un componente leggero e compatto con un punto di ingresso e uno di uscita, capace di controllare il flusso all’interno della sua struttura per mantenere le cellule nutrite.
La producibilità e la scelta dei materiali erano cruciali quanto la funzionalità e dovevano essere integrate nel design fin dall’inizio. Per soddisfare i requisiti complessi del nostro collettore, abbiamo inizialmente utilizzato la stampa 3D. All’inizio abbiamo usato la tecnologia FDM per concettualizzare il design, ma questo metodo non era adatto per applicazioni spaziali a causa delle bolle d’aria intrappolate tra gli strati. Successivamente, siamo passati alla stampa SLA, che offre maggiore precisione e qualità.
Sebbene i primi risultati fossero promettenti, ci siamo presto resi conto che i numerosi raccordi necessari per garantire l’ermeticità del componente non potevano essere assemblati correttamente con questo metodo. Il design doveva essere ripensato.A quel punto, abbiamo preso una decisione coraggiosa: semplificare significativamente il design, rendendolo idoneo alla lavorazione meccanica per ottenere maggiore precisione e tolleranze più strette. Durante la riprogettazione, abbiamo anche riconosciuto la necessità di un partner in grado di produrre un prototipo di alta precisione—ed è qui che abbiamo deciso di affidarci a Xometry.
Prototipo CNC: Test di Funzionalità e Precisione
Per superare le difficoltà di assemblaggio e garantire un design privo di perdite, abbiamo deciso di semplificare il progetto e realizzarlo tramite lavorazione CNC, una scelta che ci ha permesso di ottenere tolleranze più strette e una migliore precisione. Ci siamo rivolti a Xometry, il nostro partner per la prototipazione di alta precisione, per trasformare il nostro progetto in un componente fisico.
I test preliminari del prototipo in alluminio CNC, tra cui l’assemblaggio delle valvole e la distribuzione dei fluidi, hanno dato risultati promettenti. Sebbene siano necessarie alcune modifiche minori, siamo fiduciosi di essere sulla strada giusta.
Verso la Fase Finale: Test Ambientali
Con il progetto in rapida evoluzione, ci stiamo preparando per i test finali. Il nostro payload sarà sottoposto a simulazioni di lancio e orbita presso le strutture ESA in Belgio. Questa fase sarà il banco di prova definitivo per confermare la resilienza e la prontezza del nostro design per lo spazio.
Siamo entusiasti di avvicinare AcubeSAT alla sua missione e non vediamo l’ora di affrontare questa fase cruciale. Mentre ci prepariamo al lancio, mandateci le vostre buone vibrazioni!
E voi? Quali sfide affrontereste per progettare componenti destinati allo spazio? Quali pensate siano le esigenze uniche di un progetto oltre i confini terrestri? Condividete le vostre idee con noi!
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