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Micromanipolatore a sei g.d.l. per orientazione e posizionamento dello specchio di un telescopio spaziale

Informazioni tesi

  Autore: Marco Alessandro Zotta
  Tipo: Tesi di Laurea
  Anno: 1997-98
  Università: Università degli Studi di Padova
  Facoltà: Ingegneria
  Corso: Ingegneria Elettronica
  Relatore: Francesco Angrilli
  Lingua: Italiano
  Num. pagine: 145

Nel lavoro svolto, è affrontato e analizzato il problema del posizionamento accurato di uno specchio su di un telescopio per impiego spaziale. E' descritta l'analisi e la progettazione di un particolare sistema robotico, strumento indispensabile per operare posizionamenti accurati con risoluzione micrometrica. Sono descritte le possibili soluzioni per soddisfare le specifiche richieste dal posizionamento. Si propone un prototipo di manipolatore spaziale in catena chiusa, ad azionamento elettrico e non manuale, in quanto, l'intero strumento dovrà essere sottoposto, fra le altre, a prove di termovuoto, in cui si raggiunge un grado di vuoto pari a 10E-6 mbar e temperature oscillanti tra –70 °C e + 50 °C. Eseguita un'analisi di tutte le caratteristiche geometriche e strutturali, si è affrontato il problema del controllo degli attuatori per il robot. Considerazioni elettromeccaniche sulla struttura del manipolatore ''Hexapod'', sono state analizzate attraverso delle simulazioni software. E' esposta una sintesi del sistema di comando degli attuatori lineari scelti per l'azionamento del manipolatore. Si propone un sistema di controllo coordinato che permetta la movimentazione della piattaforma. E' quindi presentato un possibile sistema che fisicamente operi la movimentazione dello specchio secondo le esigenze imposte. I risultati di tutte le simulazioni software, operate su un modello del manipolatore, sono utilizzate per un'accurata progettazione, che permetta la realizzazione del prototipo che deve fisicamente effettuare il posizionamento finale dello specchio.

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INTRODUZIONE La missione spaziale "Rosetta", fa parte del programma scientifico dell'Agenzia Spaziale Europea. Essa prevede la realizzazione di una sonda spaziale, il cui obiettivo è lo studio della cometa 46/P Wirtanen. Intorno al 2011 la cometa, seguendo la sua orbita intorno al sole si troverà nel punto più adatto per una sua analisi scientifica. Per giungere al rendez-vous con la cometa, la sonda sfrutterà l'energia gravitazionale di Marte e della Terra. L'effetto di "fionda cosmica" lancerà Rosetta, che partirà a gennaio del 2003 dal centro spaziale di Gujana (Francia) a bordo di un Ariane 5. Dopo un viaggio di 8 anni, durante il quale passerà nelle vicinanze di due asteroidi anch'essi inseriti nel programma di osservazione, giungerà in vicinanza della cometa intorno al 2011. Rosetta si dovrà occupare dello studio del nucleo della cometa e della chioma con grande dettaglio per un periodo di circa due anni, partendo da una distanza di circa 3.25 UA fino ad arrivare a circa 1 Km nella fase finale (Luglio 2013). Dopo una dettagliata mappatura della cometa attraverso i diversi strumenti di bordo, un modulo scientifico si poserà sulla cometa per una sua analisi approfondita. La realizzazione della sonda e della sua strumentazione, vede la partecipazione di un team internazionale di costruttori e centri scientifici europei. L'Università di Padova collabora alla progettazione e allo sviluppo di alcuni strumenti della sonda tra cui la WAC (Wide Angle Camera) che costituisce uno dei due sistemi di visione di Rosetta. Nell'ambito della progettazione del telescopio spaziale WAC, si è qui approfondita la fase di montaggio di uno dei suoi componenti. Il tipo di telescopio utilizzato, è caratterizzato da un disegno ottico fuori asse, a riflessione. Le ottiche del telescopio, per rispondere alle specifiche strumentali, devono quindi essere montate sulla WAC con estrema accuratezza. Per rispondere alla fase critica del montaggio, si rende necessaria una attenta progettazione e simulazione di un modello di un sistema di posizionamento e del suo controllo. Vista la velocità con cui queste tecnologie vengono sviluppate, in letteratura non esiste materiale sempre aggiornato; la maggior parte della documentazione utilizzata è stata acquisita attraverso Internet, dove sono state individuate fonti autorevoli di dettagliato materiale tecnico inerente i sistemi robotici e il loro controllo. Dopo una attenta analisi tecnica dei sistemi robotici e della bibliografia disponibile, si è

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