Cosa ne pensate del Formation Flying (FF o volo in formazione)?
Quali possano essere, secondo voi, i vantaggi, i difetti e le problematiche di questo nuovo paradigma di missione?
Ehm… come diceva Verdone… inchessenso ??
Stai parlando di più satelliti posti in orbite tali da mantenere una posizione reciproca stabilita (eventualmente variabile nel tempo)?
Stai parlando di più satelliti posti in orbite tali da mantenere una posizione reciproca stabilita (eventualmente variabile nel tempo)?
Esattamente.
In realtà i satelliti potrebbero essere collocati anche sulla stessa orbita, l’importante è che le posizioni reciproche siano mantenute costanti.
Il GPS, ad esempio, non è un formation flying.
Mentre la missione LISA si basa proprio su questo concetto.
http://lisa.nasa.gov/WHATIS/benefits.html
Secondo me anche le manovre di Rendez-vous e docking sono una forma un pò atipica di Formation Flying.
Voi che ne pensate?
Secondo voi la complessità del sistema ripagherebbe in termini di efficienza?
Ciao sevinho,
nel caso del progetto LISA, il Formation Flying risulta necessario per poter studiare le onde gravitazionali provenienti da alcuni corpi celesti.
Il problema più complicato per questo tipo di missione è mantenere la distanza costante (e con grande precisione) tra i satelliti. Per fare ciò vengono utilizzati dei micropropulsori che permettono piccolissime variazioni di assetto. Nel caso di lisa i micropropulsori utilizzati sono motori FEEP che si basano sull’accelerazione di ioni grazie ad un forte campo magnetico.
Nel caso dei sistemi gps, invece, si parla di costellazione di satelliti, più che di formazione, poichè in quel caso basta conoscere la distanza tra i satelliti per poter poi ricavare, in modo preciso, con il metodo della triangolazione, una determinata posizione sulla Terra.
Se ti interessa saperne di più sul funzionamento dei propulsori del progetto LISA:
http://lisa6.gsfc.nasa.gov/conf/lisa6/presentations/Thu_1730_Nicolini_Cesar.pdf
Ti ringrazio aldos, tu hai fatto riferimento ad un punto importante.
Uno degli ostacoli per la realizzazione di una misione basata su FF è proprio il raggiungimento di certe prestazioni da parte degli attuatori.
Sebbene i FEEP citati dal buon aldos abbiano il maggior impulso specifico, non sono ancora qualificati per lo spazio in quanto hanno un’elettronica piuttosto complessa, sono pesanti e soprattutto hanno un bassissimo tempo di vita, praticamente incompatibile con questo tipo di missione.
Considerate che l’obiettivo è controllare la distanza relativa (sostanzialmente un controllo orbitale e non di assetto) il che significa che questi attuatori devono essere in funzione praticamente in modalità continua (si tratta di vincere l’effetto dei disturbi ambientali).
In attesa dei FEEP oggi come oggi ci si orienta più sugli ITA (propulsori a ioni).
In base a queste informazioni, ritenete che lo sforzo da compiere in direzione delle sviluppo di queste tecnologie possa essere ripagato dalle prestazioni ottenibili da un sistema di satelliti in formazione?
Se ti interessa saperne di più sul funzionamento dei propulsori del progetto LISA: http://lisa6.gsfc.nasa.gov/conf/lisa6/presentations/Thu_1730_Nicolini_Cesar.pdf
Aldos, lo sai che è proprio interessate questo PDF che ci hai segnalato!?
Lo avessi avuto tra le mani al tempo della tesi…
grazie 1000
Aldos, lo sai che è proprio interessate questo PDF che ci hai segnalato!? Lo avessi avuto tra le mani al tempo della tesi........ grazie 1000
di nulla! 
In base a queste informazioni, ritenete che lo sforzo da compiere in direzione delle sviluppo di queste tecnologie possa essere ripagato dalle prestazioni ottenibili da un sistema di satelliti in formazione?
Venendo alla tua domanda, provo a rispondere generalizzando un po’ la questione: innanzitutto bisogna ricordare che uno degli approcci nella continua sfida di ridurre i costi di lancio dei veicoli spaziali è la miniaturizzazione dei veicoli stessi e dei rispettivi sottosistemi.
Lo sviluppo di componenti di dimensioni sempre più ridotte, che tuttavia abbiano delle performance non inferiori ai sistemi non miniaturizzati richiede un sostanziale investimento e un’ingegneria del tutto innovativa. Tutto ciò è ancor più vero se si compiono studi riguardo la micropropulsione. Per capire l’importanza di questo settore, basta ricordare che un sistema di propulsione con tutti i propri sottosistemi, occupa a bordo di un qualsiasi veicolo spaziale almeno il 30% dello spazio disponibile; risulta chiaro, quindi, che la miniaturizzazione del sistema di propulsione rappresenta un grande guadagno in termini di peso o in alternativa di esperimenti imbarcabili.
Altro motivo molto importante è la crescente richiesta da parte dei satelliti per studi scientifici di spinte dell’ordine di qualche mN, le quali possono essere utilizzate per il mantenimento dell’orbita e il controllo d’assetto.
Infatti.
Facciamo così…in base a quanto scritto fin qui (rispetto anche all’ultimo intervento di Aldos ) direi che ognuno può elencare quelli che ritiene, secondo lui, i vantaggi e gli svantaggi di questa tecnologia magari giustificandone brevemente il motivo e suggerendo, qualora se la senta, una via da percorrere in direzione della soluzione dei problemi emersi.
Inizio io…
VANTAGGI:
Possibilità di concepire missioni altrimenti non realizzabili.
(LISA è un esempio lampante: sarebbe impossibile infatti collocare un interferometro Michelson di 5000 000 Km di braccio su un single spaceraft :? )
SVANTAGGI:
Complessità del sistema, a mio avviso, superiore a qualsiasi altro sistema spaziale attuale.
POSSIBII SOLUZIONE:
Investigazione delle nuove tecnologie di propulsione ad alto impulso specifico e loro qualificazione per applicazioni di FF.
Studio di metodologie di cooperazione ad hoc.
Ora tocca a voi… 
Forza con i suggerimenti!!!
Beh, dico la mia, ma non mi sembra molto un discorso di pregi e difetti, come se fosse una diversa filosofia costruttiva, ci sono satelliti che per svolgere il loro compito hanno bisogno di questo tipo di tecnologia… e altri che non ne hanno assolutamente bisogno… cioè non è che uno quando “progetta” un satellite si chiede “uhmm lo faccio viaggiare in formazione o lo creo singolarmente?” se il compito che deve svolgere richiede l’uso di due o più satelliti a distanze prefissate e magari variabili allora se vuole che il satellite faccia quel lavoro sarà obbligato a farlo, altrimenti non se lo sognerà neanche di farlo… non so se mi sono spiegato…IMHO
Esistono anche i NOSS e i loro precursori del progetto Poppy, che possono appartenere a questa categoria… anzi forse quelli del progetto Poppy sono stati i primi?
... ci sono satelliti che per svolgere il loro compito hanno bisogno di questo tipo di tecnologia... e altri che non ne hanno assolutamente bisogno... cioè non è che uno quando "progetta" un satellite si chiede "uhmm lo faccio viaggiare in formazione o lo creo singolarmente?"
Seconde te perchè HST ha esattamente quelle dimensioni? Oppure XMM newton o Chandra, non potevano farli con uno specchio più grande?
In realtà le dimensioni sono legate alla capacità del vettore che li porta in orbita (come si intuiva anche dall’intervento di Aldos).
Il FF è un concetto piuttosto recente perché solo recentemente si sono raggiunti certi livelli tecnologici in grado di garantire le prestazioni richieste da questo tipo di sistema.
Il FF si colloca, secondo me, come una alternativa ed infatti le missioni attualmente in studio presso le varie agenzie spaziali sfruttano questo nuovo concetto per sostituire missioni single spacecraft che presentano prestazioni inferiori.
Esempio: Simbol-X dovrebbe sostituire XMM-Newton nel senso che farà le stesse cose del suo predecessore ma poiché il telescopio è DISTRIBUITO su più satelliti, può raggiungere risoluzioni maggiori permettendo anche lo studio di sorgenti di raggi-X al di fuori della portata di XMM-Newton (vedi i Buchi neri).
Seconde te perchè HST ha esattamente quelle dimensioni? Oppure XMM newton o Chandra, non potevano farli con uno specchio più grande? In realtà le dimensioni sono legate alla capacità del vettore che li porta in orbita (come si intuiva anche dall'intervento di Aldos). Il FF è un concetto piuttosto recente perché solo recentemente si sono raggiunti certi livelli tecnologici in grado di garantire le prestazioni richieste da questo tipo di sistema. Il FF si colloca, secondo me, come una alternativa ed infatti le missioni attualmente in studio presso le varie agenzie spaziali sfruttano questo nuovo concetto per sostituire missioni single spacecraft che presentano prestazioni inferiori. Esempio: Simbol-X dovrebbe sostituire XMM-Newton nel senso che farà le stesse cose del suo predecessore ma poiché il telescopio è DISTRIBUITO su più satelliti, può raggiungere risoluzioni maggiori permettendo anche lo studio di sorgenti di raggi-X al di fuori della portata di XMM-Newton (vedi i Buchi neri). :wink:
Si ok, ma se vuoi costruire un telescopio con un potere risolutivo x sei obbligato a farlo “separato” e non in un blocco unico, hai poco da scegliere visto che le prestazioni sono completamente diverse, se vuoi realizzare qualche cosa del genere o lo fai “a pezzi” o non lo fai, questo intendevo.
Continuo a pensare che non sia un qualche cosa di cui si possa scegliere, come che so… alimentazione solare o nucleare, si può scegliere valutando pregi e difetti… qui invece no, se vuoi fare quello lo fai con questo sistema altrimenti non lo fai… non vedo molta scelta…
Per la recentezza del sistema, il programma Poppy si sviluppò negli anni '60 e comprendeva sette coppie di satelliti, recentemente si è sviluppata la precisione necessaria per impieghi altamente precisi come quelli sopra elencati.
Continuo a pensare che non sia un qualche cosa di cui si possa scegliere, come che so... alimentazione solare o nucleare, si può scegliere valutando pregi e difetti... qui invece no, se vuoi fare quello lo fai con questo sistema altrimenti non lo fai... non vedo molta scelta...
Ottima osservazione Albyz85!
Secondo me il tuo punto di vista è molto interessante e vale la pena approfondirlo, se sei d’accordo.
Supponiamo allora che la tecnologia del FF sia affidabile e disponibile ad un prezzo vantaggioso già a partire dagli anni '60.
E supponiamo anche che tu hai il gravoso compito di decidere se mandare su nello spazio un telescopio basato su single spacecraft con una apertura di 3.5 m ed una risoluzione x oppure un FF di 2 satelliti in grado di raggiungere una apertura di 10 Km ed una risoluzione y.
Cosa scegli?
Si ok, ma se vuoi costruire un telescopio con un potere risolutivo x sei obbligato a farlo "separato" e non in un blocco unico, hai poco da scegliere visto che le prestazioni sono completamente diverse, se vuoi realizzare qualche cosa del genere o lo fai "a pezzi" o non lo fai, questo intendevo.
Se hai i soldi e la tecnologia per un 486, cosa ci fai con un 286 anche in previsione del fatto che con il 486 puoi far girare programmi più complessi e che la differenza di costo è minima?
Ecco cosa intendo.
Vale la pena sforzarsi per colmare questa differenza?
E soprattutto, che entità ha oggi giorno questo GAP?
Mi pare di capire che la missione che citavi tu (Poppy?) era solo un’idea…mai realizzata…
Aggiungo anche…io vedo il FF, sia come un modo per realizzare strumenti scientifici nuovi e sia come un modo per migliorare e sostituire quelli già
esistenti.
Per quest’ultimo motivo ho azzardato la proposta di elencare VANTAGGI e SVANTAGGI più POSSIBILI SOLUZIONI.
Leggendo diversi report scientifici, ho appurato poi che dibattiti simili al nostro avvengono anche in molti convegni scientifici nei quali si discute sulla validità di questa tecnologia, quale su sarà il suo ruolo nelle scienze astronautiche in futuro e, soprattutto, qual’è la definizione esatta di Formation Flying (FF).
Come diceva anche Aldos, bisogna distinguere tra Formazione, Costellazione e Cluster e occorre che la comunità scientifica sia d’accordo su una stessa definizione
E supponiamo anche che tu hai il gravoso compito di decidere se mandare su nello spazio un telescopio basato su single spacecraft con una apertura di 3.5 m ed una risoluzione x oppure un FF di 2 satelliti in grado di raggiungere una apertura di 10 Km ed una risoluzione y. Cosa scegli?
Ecco, è tutto qui il discorso, io scelgo cosa voglio realizzare, non come lo voglio realizzare, se ho bisogno di uno strumento che abbia y di risoluzione non avrò scelta, dovrò utilizzare un FF… se invece avrò bisogno di uno strumento che abbia x di risoluzione ancora non ho scelta perchè ovviamente sceglierò quello più semplice da realizzare… Il discorso di scelta avviene nella fase in cui si ipotizza e si verifica la necessità di un particolare strumento, da quel punto è una diretta conseguenza il metodo per arrivare al proprio fine…
Banalizzando è come se ti dicessi, vuoi una Punto o una Formula1? Ovvio che se la devo usare per andare a fare la spesa prendo la prima se invece voglio correrci un GP scelgo la seconda, una volta che ho deciso cosa mi serve la scelta è obbligata, non è una scelta del tipo “voglio correre un GP o voglio andare a fare la spesa?” questa sarebbe la fase di ideazione della missione, e da qui a cascata arrivano le altre “non scelte”… non so se mi sono spiegato…
Mi pare di capire che la missione che citavi tu (Poppy?) era solo un'idea...mai realizzata..........
No no fu realizzata eccome, negli anni '60, e ancora oggi i “discendenti” di quel programma sono visibili in cielo, sono i satelliti NOSS!
http://www.satobs.org/noss.html
......è come se ti dicessi, vuoi una Punto o una Formula1? Ovvio che se la devo usare per andare a fare la spesa prendo la prima se invece voglio correrci un GP scelgo la seconda, una volta che ho deciso cosa mi serve la scelta è obbligata, non è una scelta del tipo "voglio correre un GP o voglio andare a fare la spesa?" questa sarebbe la fase di ideazione della missione, e da qui a cascata arrivano le altre "non scelte"... non so se mi sono spiegato...
Ho capito. Ed hai perfettamente ragione.
In realtà non ci troviamo d’accordo per un semplice fatto:
per me l’obiettivo dei due sistemi deve essere comune…cioé non confronterei una punto (che ha l’obiettivo di portarmi comodo e sicuro in giro a fare spesa) con una formula1 (che ha l’obiettivo di vincere una gara) ma piuttosto confronterei una punto 1.2 benzina (che serve per la spesa) con una punto 1.3 Multi-jet (esiste?-che serve ancora per fare la spesa).
Cioé parliamo di migliorare gli strumenti che usiamo, oltre che di crearne di nuovi per altri scopi completamente diversi.
Esempio:
Basandosi sulla tecnologia delle missioni lunari la B&D ha realizzato il primo trapano/giraviti a batteria: è stato, dunque, un miglioramento di una tecnologia già esistente.
E’ possibile elencare i vantaggi e gli svantaggi di un trapano a batteria rispetto ad uno col filo?
Direi di si!
Però immagina se uno avesse detto: no, il trapano ce sta già, perchè farne uno senza fili?
Secondo me è la ricerca continua del miglioramento che porta innovazione/evoluzione.
Io mi (vi) domando semplicemente che costo avrebbe oggi questa cosa per la concezione delle missioni spaziali future.
Comunque ti ringrazio per l’ottimo link sul progetto Poppy. Non lo conoscevo ( pensavo che il primo vero FF della storia fosse quello tra EO-1 e LandSat7).
In realtà non ci troviamo d'accordo per un semplice fatto: per me l'obiettivo dei due sistemi deve essere comune......cioé non confronterei una punto (che ha l'obiettivo di portarmi comodo e sicuro in giro a fare spesa) con una formula1 (che ha l'obiettivo di vincere una gara) ma piuttosto confronterei una punto 1.2 benzina (che serve per la spesa) con una punto 1.3 Multi-jet (esiste?-che serve ancora per fare la spesa).
E’ proprio questo il punto! L’obiettivo non è e non può essere comune, sei anche tu che mi dici che con una tecnologia faccio x e con l’altra faccio y, è evidente che i risultati che posso ottenere con un FF non li potrò mai ottenere in modo “tradizionale”, e quindi se voglio avere y cosa posso scegliere? niente, perchè l’unica cosa che mi può dare y è un sistema FF.
Il tuo discorso starebbe in piedi se entrambi i sistemi mi potessero dare x e quindi io scelgo quello che mi conviene di più, ma se uno mi da x e l’altro y prendo quello che mi da ciò che mi serve… Ripeto il discorso della batteria, io devo scegliere un pannello solare o un generatore nucleare, se entrambe mi possono dare 5 Watt allora posso scegliere, ma se la prima mi da 2 Watt e la seconda me ne da 10 e io ho bisogno di 8 Watt, è ovvio che non ho scelta e prendo la seconda.
P
erò immagina se uno avesse detto: no, il trapano ce sta già, perchè farne uno senza fili?
Secondo me è la ricerca continua del miglioramento che porta innovazione/evoluzione.
Ma non ho mai negato questo… anzi!
E supponiamo anche che tu hai il gravoso compito di decidere se mandare su nello spazio un telescopio basato su single spacecraft con una apertura di 3.5 m ed una risoluzione x oppure un FF di 2 satelliti in grado di raggiungere una apertura di 10 Km ed una risoluzione y. Cosa scegli?
Forse mi sono espresso male…x e y sono fattori di performance relativi ad uno stesso task.
Un telescopio basato su single spacecraft con una apertura di 3.5 m ed una risoluzione x oppure un FF di 2 satelliti in grado di raggiungere una apertura di 10 Km ed una risoluzione y=Kx.
Cioé y è un multiplo o sottomultiplo di x. Però il task è lo stesso…
Beh il discorso non cambia, l’esempio della batteria rimane invariato e anche tutto il ragionamento.
Altro esempio, tu sai che un telescopio tradizionale al massimo può arrivare a una risoluzione di 1arcsec (sono numeri a caso) e uno FF arriva 0.2arcsec. A me interessa uno strumento che abbia almeno 0.5arcsec di risoluzione perchè devo indagare su un particolare fenomeno. Posso scegliere?
Tu vuoi poter scegliere fra due “strumenti” che hanno diverse capacità, quello che voglio dire è che non scegli l’uno o l’altra per arrivare al tuo obiettivo, ma identifichi il tuo obiettivo e una delle due te lo permetterà…