In linea con gli attuali obiettivi della ricerca spaziale, le attività che CIRA ritiene strategico attuare nei prossimi anni sono articolate in continuità con il passato e in coerenza con l’eventuale evoluzione degli scenari nazionali e internazionali del settore, continuando a investire in ambiti conformi alle linee strategiche governative (PRO.R.A., PSN-ASI, Programmi ESA), di sviluppo industriale delle grandi aziende, delle PMI e del mondo della ricerca. Le attività di ricerca sono principalmente orientate allo:
a. sviluppo di tecnologie di protezione termica al rientro di trasporto spaziale;
b. sviluppo di tecnologie di guida navigazione e controllo di velivoli ipersonici;
c. sviluppo di tecnologie abilitanti per l’efficienza aerotermo dinamica di velivoli per il rientro;
d. acquisizione di capacità operative nell’ambito delle valutazioni affidabilistiche e della verifica e validazione di SW per sistemi safety-critical.
I programmi ASA (Advanced Structural Assembly) e FLPP-IXV (Intermediate eXperimental Vehicle) condotti da THALES ALENIA SPACE ITALIA costituiscono i riferimenti per lo sviluppo delle ricerca tecnologica del CIRA in ambito spaziale. Gli sviluppi in tale area prevedono il coinvolgimento di PMI, di centri di ricerca nazionali e di università, con focalizzazione alla definizione ottima delle miscele di polveri base, dei processi di sinterizzazione e di quelli di “machining”, oltre che al vero e proprio “design” termo-strutturale. Gli aspetti diagnostici rappresentano una sfida rilevante, così come il collaudo sperimentale in galleria al plasma è un passo fondamentale per tutte le verifiche di avanzamento del TRL. Per quanto concerne le tecnologie di manifattura di strutture grigliate in composito polimerico, l’obiettivo tecnologico è costituito dall’applicazione a componenti strutturali rilevanti come gli interstadi e l’adattatore del payload di VEGA.
Nel settore della Guida Navigazione e Controllo si intende continuare con gli sviluppi sia in termini di modellistica avanzata di meccanica del volo di veicoli ipersonici (Progetto HYTAM), che di algoritmi innovativi di analisi per veicoli aerospaziali con incertezze parametriche (Progetto 7FP FAST20XX). Sono inoltre previsti partecipazioni al progetto di sviluppo del SW di bordo “license free” per il lanciatore VEGA, finanziato da ESA con ELV prime contractor, con particolare riferimento alla progettazione degli algoritmi di guida di tale lanciatore.
Nell’ambito dei programmi ESA CIRA intende supportare le attività tecnico/specialistiche del programma IXV, consistente nel coordinamento tecnico delle attività di aerodinamica, aerotermodinamica e sperimentazione in volo. Sarà garantito il contributo alle attività di qualifica a terra dei componenti del veicolo IXV con progettazione e ricostruzione dei test effettuati nell’impianto al plasma SCIROCCO. Saranno inoltre sviluppate le tecnologie per la determinazione dei carichi aero-termodinamici sulle superfici di controllo di un veicolo di rientro, nonché i carichi conseguenti alla transizione da regime laminare a turbolento e agli effetti della rarefazione (alte quote). Per rispondere alle sfide del settore spazio, saranno sviluppate attività per la caratterizzazione non invasiva di flussi aerotermodinamici in cui a parametri quali la temperatura, la pressione, la velocità si aggiungono la composizione chimico-fisica dei flussi, la densità elettronica, le temperature vibrazionali e traslazionali. In particolare si prevede:
- lo sviluppo di Diode Laser Absorption Spectroscopy (DLAS) per la misura della velocità di flussi ipersonici iperentalpici;
- lo studio della Spettroscopia di Emissione per la determinazione della temperatura del flusso;
- lo sviluppo di tecniche interferometriche per la misura della densità elettronica;
- l’applicazione dei sistemi diagnostici messi a punto sia nella sperimentazione al suolo all’interno di facility di prova (Scirocco, Ghibli, Hyprob) che nella sperimentazione in volo (USV, Expert, IXV, HIFiRE).
Infine da citare il crescente utilizzo del software nell’ambito dei sistemi spaziali e aeronautici che ha creato la necessità di individuare criteri affidabili per la sua scrittura e per le fasi successive di verifica e validazione. Esempi di tali attività sono i progetti commissionati al CIRA da ELV per l’analisi RAMS del lanciatore VEGA e dei suoi sottosistemi, che generano ricadute trasversali anche in altri settori di ricerca.
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