Slides - Agenda INFN

http://www.units.it/atmocube
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AtmoCube: un
nanosatellite per lo
studio dello Space
Weather
Università di Trieste, Dip. di Fisica & Elettronica, INFN, INAF
In collaborazione con:
Area Science Park, Dip. di Meccanica, Enteos, Elcon, Elimos, Mathitech,
Scen, Sicom
Outline
 Descrizione del Progetto AtmoCube
 Composizione del Team AtmoCube
 Stato di avanzamento dei lavori
 Meccanica
 Payload A – SDD
 Payload B/C – Magnetometro + GPS
 On-Board Data Handling (OBDH)
 Costi sostenuti
 Finanziamenti ricevuti
 Dettaglio contributi INFN
 Sponsor industriali
 Costi da sostenere
 Dettaglio richieste INFN
 Altri costi
INFN
The AtmoCube Mission
2
Flare
Prominence
Coronal Hole
Active Sun
INFN
8 min
ATMO
SPHERE
INTERPLANETARY
MEDIUM
X, UV
Messerotti (1999, 2001)
MAGNETO
SPHERE
SUN
AtmoCube Scientific Case
• Enhanced ionization: SID
• Heating + expansion: Drag
Protons
mins-hrs
• Enhanced ionization @poles: PCA
• Enhanced particle level in
ixMagnetosphere
CME
hrs-days
• Current system perturbation:
xiGeomagnetic Storm
hrs-days
• Ring currents perturbation:
xiGeomagnetic Storm
Fast S.W. Streams
Radiation Flux
Atmospheric Density
Magnetic Field
The AtmoCube Mission
3
AtmoCube 1/3
Descrizione
 Nanosatellite della classe
CubeSat
 Struttura cubica (10 cm)
 Massa 1 kg max
 Orbita ellittica (350-1450 km)
 Sensore solare (fotodiodi
collimati)
 Stabilizzazione attiva
(magnete)
 Payload scientifico
 Sistema comunicazioni in
banda radioamatoriale
 Lanciatore:
Vega
Maiden Flight
 Data lancio: Autunno 2010
INFN
Finalità
 Didattiche e divulgative
 Dimostrazione tecnologica
 Scientifiche




Atmosfera
Campo geomagnetico
Ambiente di radiazioni
Meteorologia dello Spazio
Circumterrestre
Payload
 Magnetometro
 GPS
 Camera a deriva (SDD)
The AtmoCube Mission
4
AtmoCube 2/3
 A cube of about 10 cm
(compatible with P-POD
requirements, 236 g)
 Five boards (363 g)





RF board for TC
Power supply
Battery & magnetometer
OBDH
Silicon detector
 Solar array (146 g)
 Antenna (100 g)
 Total mass 973 g (15% margin included)
INFN
The AtmoCube Mission
5
AtmoCube 3/3
INFN
The AtmoCube Mission
6
Composizione del gruppo 1/3
Steering committee
INFN
The AtmoCube Mission
7
Composizione del gruppo 2/3
Active members
Valentina
Andrea
Veronica
Jernej
Walter
Leonardo
Simone
Manuela
Maurizio
Riccardo
Alessandro
Niccolò
Diego
Giorgio
Nicola
Marco
Shady
Francesco
Enrico
Elena
Mauro
Stefano
Aldi
Tommaso
Daniele
Giulia
Gianluigi
Nicola
INFN
Alberti
Assalone
Baldini
Bufon
Caharija
Candito
Carneglia
Ciani
Comari
Conte
Cuttin
De Milleri
Derganz
De Vescovi
Giorgi
Grasso
Kalbouneh
Longo
Merlani
Orlando
Pucillo
Punis
Rama
Rossi
T avagnacco
T roiano
Zampa
Zampa
Dip. di Fisica
DEEI
DEEI
DEEI
DEEI
Dip. di Ing. Meccanica
DEEI
Dip. di Fisica
INAF
Dip. di Ing. Meccanica
DEEI
DEEI
DEEI
DEEI
Dip. di Fisica
DEEI
DEEI
INFN
Mathitech
Dip. di Fisica
INAF
DEEI
DEEI
Dip. di Ing. Meccanica
Dip. di Fisica
DEEI
INFN
INFN
Science and Instrumentation
Attitude D&C Subsystem
Ground Station
Payload
Electrical Power Subsystem
Structure and Mechanics
On Board Data Handling
Science and Instrumentation
Science and Ground Station
Structure and Mechanics
deputy Project Manager
Electrical Power Subsystem
Software
On Board Radio
Mission Analysis
On Board Radio
Ground Station
Science and Instrumentation
Structure and Mechanics
Science and Instrumentation
Science and Ground Station
On Board Data Handling
W ebsite
Structure and Mechanics
Mission Analysis
On Board Data Handling
Science and Instrumentation
Science and Instrumentation
The AtmoCube Mission
MSc student
MSc student
BSc student
MSc student
BSc student
MSc student
Dr.
BSc student
MSc student
BSc student
MSc student
BSc student
BSc student
BSc student
BSc student
Dr.
Senior Engineer
PHD student
Dr.
Graduated student
BSc student
BSc student
Graduated student
Dr.
Dr.
8
Composizione del gruppo 3/3
Old members
Darin
Bernic
Alfredo
Canziani
Massimiliano Comisso
Alessandro Corradini
Marco
De Din
student
Samuele
Falcomer
Emilio
Montagnana
Simone
Manzato
Bruno
Pendalo
student
Elisa
Pinat
Manuel
T ommasini
Mauro
Popesso
Maurizio
Pozzobon
INFN
DEEI
DEEI
DEEI
Dip. di Ing. Meccanica
DEEI
n Board Radio
Attitude D&C Subsystem
Antenna
Structure and Mechanics
Payload
MSc student
BSc student
Dr.
MSc student
Graduated
DEEI
DEEI
Dip. di Ing. Meccanica
DEEI
Antenna
On Board Data Handling
Structure and Mechanics
Electrical Power Subsystem
MSc student
MSc student
MSc student
Dip. di Fisica
DEEI
DEEI
DEEI
Science and Instrumentation
On Board Radio
On Board Radio
On Board Data Handling
BSc student
MSc student
MSc student
BSc student
The AtmoCube Mission
MSc
9
Struttura del Satellite
Completato
 Struttura con schede 80x80 mm (v.
figure)
In lavorazione
 Pannelli solari
 Sistema di antenna (dispiegamento
con sistema elettromagnetico o a
memoria di forma; la decisione
avverrà dopo aver testato entrambi i
sistemi)
 Aumento
delle
dimensioni
delle
basette (dimensione definitiva)
Programmato
 Decisione dimensioni definitive
 Realizzazione prototipo / analisi FEM
 Primi test (vibrazioni / in camera a
termo-vuoto / ecc.)
INFN
The AtmoCube Mission
10
Payload A: Camera a Deriva
Completato
 EVB
front/end
analogico
(condizionamento/amplificazione...)
 EVB front/end digitale (FPGA e
memoria strumento)
In lavorazione
 Firmware della parte digitale
Programmato
 Una volta completato il firmware,
assemblaggio e test, possibilmente
con una camera a deriva (di quelle
non selezionate, altrimenti con
generatore di segnali)
INFN
The AtmoCube Mission
11
Payload B: Magnetometro e GPS
Completato
 EVB pienamente
funzionante
In lavorazione
 Caratterizzazione
strumenti
Programmato
 Acquisto GPS e test
 Realizzazione PCB
definitivo
INFN
The AtmoCube Mission
12
Payload B: Magnetometro e GPS
either SSTL SGR-05 or CLYDE SPACE Added value: test-bed for
future space missions?
GPS RECEIVERS FOR SPACE
Dimensions: 70 x 45 x 10 mm
Mass:
20 g
Power:
0.5-0.8 W @ 3.3 V
Position accuracy: 10 m
The PCB is ready to be tested
The firmware for GPS &
Magnetometer
communication is under
development
INFN
The AtmoCube Mission
13
Computer di Bordo
Completato
 Evaluation Board (EVB)
pienamente funzionante (v. figura)
 Realizzazione primo layout per la
Printed Circuit Board, pronto per
essere commissionato.
 Altre EVB già interfacciate:
 Scheda Payload 2 (Magnetometro
+ GPS)
 Modem della radio
Programmato
 PCB della scheda
 Sviluppo Real Time Operating
System (macchina a stati)
INFN
The AtmoCube Mission
14
Stato: Development Matrix 1/2
INFN
The AtmoCube Mission
15
Stato: Development Matrix 2/2
Design
Manufacturing
Mechanics
Power Supply
On board Radio
Ground Station
100%
100%
40%
85%
100%
100%
95%
45%
45%
10%
15%
20%
45%
50%
OBDH HW
100%
50%
OBDH SW
80%
20%
Silicon Detector
Magnetometer & GPS
Attitude C&D
INFN
The AtmoCube Mission
16
Finanziamenti
INFN: Officina Meccanica
 Primo mock-up meccanico (13 x 13 x 13 cm)
 Lavorazione di parti minori
Laboratorio di Elettronica
 Realizzazione e test PCB front/end analogico spettrodosimetro
Contributi economici
 Euro 1000,00 per acquisto magnetometri e componenti Payload
INFN
The AtmoCube Mission
17
Finanziamenti / altri enti
 Elcon Elettronica (Area Science Park)
 Laboratorio elettronica, componenti, layout PCB
 Enteos (area Science Park)
 Laboratorio elettronica aperto agli studenti, componenti,
circuiti stampati, layout PCB
 Mathitech Engineering Group (S. Dorligo della
Valle, Trieste)
 Realizzazione parti meccaniche, telaio (già realizzato mockup)
 SCEN Electronic Manifacturing Services (Trieste)
 Montaggio di tutti i PCB
 Elimos Elettronica (Trieste)
 Sicom
INFN
The AtmoCube Mission
18
Ulteriori costi da sostenere
Officina Meccanica
 Telaio S/C e meccanica dell'antenna
 Lavorazione di parti minori
Laboratorio di Elettronica
 Sviluppo firmware e test spettrodosimetro
 Test altre schede
Camere termo-vuoto
 Test sullo S/C
Contributi economici
 Acquisto componenti/circuiti stampati
INFN
The AtmoCube Mission
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Ulteriori costi da sostenere / dettagli
Realizzazione circuiti stampati
 3 schede 80 x 80 mm
900,00 €
 5 schede in formato definitivo
1500,00 €
Totale 2400,00 €
Componentistica schede
 Per 5 schede EVB
 Per 5 schede definitive
500,00 €
500,00 €
Totale 1000,00 €
 GPS
 Borse di Studio
 Missioni estere
2 a ESA/Estec +1 Kourou)
INFN
The AtmoCube Mission
5000,00 €
24000,00 €
5000,00 €
20