I ricercatori del Centre Tecnològic de Telecomunicacions de Catalunya (CTTC), dell'Università del Lussemburgo e dell'Universitat Oberta de Catalunya (UOC) hanno preso la tecnologia CubeSat e l'hanno mescolata con la stampa 3D per progettare un nanosatellite che può essere tenuto in alto da un pallone aerostatico per fornire connettività a banda larga alle regioni colpite da disastri. Il CubeSat a palloncino, stampato in 3D, viene proposto come mezzo per portare connettività di emergenza in queste zone remote.
Panoramica introduttiva
I ricercatori del Centre Tecnològic de Telecomunicacions de Catalunya (CTTC), dell'Università del Lussemburgo e dell'Universitat Oberta de Catalunya (UOC) hanno unito la tecnologia CubeSat con la stampa 3D, al fine di progettare un nanosatellite che può essere tenuto in alto da un pallone aerostatico, con lo scopo di fornire connettività a banda larga alle regioni colpite da disastri. Il progetto crea una soluzione che consente di realizzare rapidamente una rete di comunicazione per fornire aiuto in situazioni di emergenza. Il sistema utilizza apparecchiature che offrono un servizio di comunicazione in tempi rapidi, quando altrimenti non sarebbe possibile ed è stato progettato appositamente per i servizi di emergenza, in modo tale da poter lavorare in modo più sicuro e coordinato in situazioni complesse.
Figura 1: CubeSat in azione
La tecnologia CubeSat
Il fulcro del progetto è lo standard CubeSat per i nanosatelliti, satelliti a basso costo e altamente miniaturizzati che sono stati ampiamente utilizzati per la sperimentazione nello spazio. Progettati per comunicare con il suolo tramite un collegamento LoRa, questi satelliti a bordo di palloni aerostatici sono costruiti per un rapido dispiegamento. E' stato scelto un CubeSat per le comunicazioni in ambienti difficili grazie alla sua velocità di implementazione e funzionamento. I CubeSat, costruiti su una stampante 3D in soli 90 minuti, vengono sollevati sopra la zona del disastro su un pallone, comunicando con il terreno tramite una radio LoRa a lungo raggio ed a bassa potenza. La soluzione consente la comunicazione su lunghe distanze, oltre a fornire un sistema scalabile per un gran numero di utenti, che è riutilizzabile ovunque e in qualsiasi momento. Il dispositivo funziona indipendentemente dagli attuali sistemi di comunicazione, che possono essere danneggiati durante un disastro, e consente facilmente la comunicazione a lungo raggio. I prototipi del team si basano sul ricetrasmettitore LoRa Semtech SX1278, che può essere collegato a un'antenna semplice come un righello metallico. Il CubeSat 1U in cui è installato il ricetrasmettitore è stato stampato in 3D e dotato di un pacchetto di sensori che include un sensore ambientale Bosch Sensortec BME280, un'unità di misurazione inerziale (IMU) TDK InvenSense MPU-9250, un sensore di qualità dell'aria Hanwei MQ-135 e un sensore di luce ultravioletta Roithner LaserTechnik GUVA-S12SD, il tutto collegato a un microcontrollore Arduino Nano, con un ricevitore GPS aggiunto in un secondo momento per facilitare il recupero dei satelliti abbattuti.
Figura 2: Il pacchetto elettronico è pilotato da un Arduino Nano e viene alimentato da batterie caricate da piccoli pannelli solari
In conclusione
In conclusione, la soluzione è progettata per fornire un servizio rapido in scenari complessi, e come tale il team ha privilegiato la sua facilità di implementazione rispetto al suo utilizzo come soluzione di telecomunicazione in situazioni normali, dove altre infrastrutture sarebbero più adatte. Il passo successivo è quello di lavorare sui servizi che potrebbero essere inclusi in questo tipo di infrastruttura, riducendo al minimo i tempi di implementazione e garantendo che possa essere utilizzata in un'ampia gamma di situazioni. Il lavoro del team è stato pubblicato sulla rivista tecnica Aerospace con termini ad accesso aperto.
