Nell’ambito del piano di sviluppo del Centro di Qualifica Spaziale, il CIRA sta portando avanti un programma dedicato alla realizzazione dei Digital Twin delle proprie facility di prova, parallelamente allo sviluppo di nuove infrastrutture sperimentali finalizzate ad ampliare le capacità di qualifica. L’obiettivo è integrare modelli digitali avanzati e prove sperimentali, potenziando le capacità di analisi, simulazione e verifica delle prestazioni di componenti e sottosistemi spaziali.
Un primo ambito di applicazione ha riguardato la facility di termovuoto. In questo contesto si sono concluse con successo due tesi di laurea magistrale in Ingegneria Aerospaziale, sviluppate in collaborazione con il Dipartimento di Ingegneria Meccanica e Aerospaziale del Politecnico di Torino, sotto la supervisione della Prof.ssa Roberta Fusaro e di Roberto Scigliano (Unità Ingegneria di prova e Modellazione Ambientale del CIRA):
- “Digital Twin for a Space Qualification Test Facility: CIRA’s Thermal Vacuum Chamber”, a cura dell'ing. Paolo Tropini;
- “Digital Twin for Space Qualification: Optimizing Virtual and Physical Testing for Space Components”, a cura dell'ing. Enrica Guarino.
I risultati delle attività di ricerca sono stati inoltre presentati da R. Scigliano in importanti contesti scientifici internazionali: la 3rd International Conference on Flight Vehicles, Aerothermodynamics and Re-entry (FAR), svoltasi ad Arcachon, in Francia, dal 18 al 22 maggio 2025, e la 10th CEAS Aerospace Europe Conference, 28th AIDAA Congress, 10th Aerospace & Defense Meeting, tenutasi a Torino dall'1 al 4 dicembre 2025.
Il programma di sviluppo dei Digital Twin ha interessato anche la facility di pyroshock, dedicata alla simulazione delle sollecitazioni impulsive meccaniche che possono verificarsi durante le fasi operative dei sistemi spaziali.
In questo ambito, Salvatore Saputo (Centro di qualifica Spaziale del CIRA) ha presentato il contributo scientifico “Digital Twin Development and Experimental Correlation of an Explicit FEM Pyroshock Qualification Test Facility” al congresso internazionale ISMA 2026, svoltosi a Lovanio, in Belgio, dal 7 al 9 settembre 2026.
Il lavoro ha affrontato lo sviluppo di un modello numerico basato sul metodo degli elementi finiti esplicito e la sua correlazione con i risultati sperimentali della facility, passaggio fondamentale per valutare l’affidabilità del modello digitale nella riproduzione del comportamento dinamico del sistema di prova.
Le attività condotte sulle facility di termovuoto e pyroshock testimoniano il potenziale dei Digital Twin nel settore della qualifica spaziale. L'integrazione tra modellazione numerica, simulazione e validazione sperimentale permette infatti di approfondire la conoscenza dei fenomeni fisici, migliorare l'accuratezza delle previsioni e individuare nuove opportunità di ottimizzazione delle campagne di prova.
I risultati raggiunti costituiscono una base per i successivi sviluppi metodologici e tecnologici, necessari a estendere progressivamente l'impiego delle simulazioni virtuali nei processi di qualifica. In prospettiva, si potrà valutare anche la possibilità di svolgere attività di qualifica interamente virtuali, laddove consentito dalle normative e dagli standard applicabili e in presenza degli adeguati livelli di validazione.
Queste iniziative rappresentano un passo significativo nel percorso di innovazione del Centro di Qualifica Spaziale del CIRA e contribuiscono allo sviluppo di metodologie avanzate per una qualifica sempre più integrata, efficiente e supportata da strumenti digitali, a beneficio dell'affidabilità e delle prestazioni dei sistemi destinati alle applicazioni spaziali.
