PhoneSat: Nexus nello Spazio

Di - 7 September 2012 - in

Raramente le missioni spaziali offrono materiale interessante per un blog come questo. La grande maggioranza delle soluzioni informatiche per lo spazio si basano infatti su hardware obsoleto in modo da aiutare a ridurre la quantità di componenti da progettare per funzionare in ambienti con radiazioni, e in modo da utilizzare oggetti rodati e di cui si conoscono a fondo i punti deboli, cosí da non ritrovarsi con oggetti distanti migliaia di chilometri, sui quali si è investito molto, resi inservibili da un banale bug. Inoltre, i consumi vanno tenuti molto bassi per mantenere ben alimentate le periferiche.

A volte, però, per ridurre i costi di produzione e permettere la lavorazione in serie è necessario avvalersi di hardware presente sul mercato.

Quando si parla di satelliti, cosa c’è di meglio di uno smartphone sul mercato? GPS, accelerometri, giroscopio, fotocamera ad alta risoluzione, apparati radio, sensori vari, davvero pare esserci tutto il necessario.

La NASA ha cosí avviato un progetto, PhoneSat, per la realizzazione di piccoli satelliti a partire dal Nexus One, lo storico primo smartphone creato da Google in collaborazione con HTC, e ormai disponibile per pochi dollari, e dal Nexus S, il primo smartphone della collaborazione tra Google e Samsung.

I PhoneSat, progettati al momento per l’orbita terrestre bassa, sono piccoli cubi di circa dieci centimetri di lato, secondo lo standard CubeSat, e pesano circa un chilo e mezzo. Il sistema operativo utilizzato è ovviamente Android, che permette alla NASA di fare tutte le modifiche necessarie al software per ottimizzare i consumi, aggiungere strumenti e supportare senza problemi le modifiche hardware. Viene infatti tolto ai telefoni tutto il peso non necessario, a partire dai display.

Ognuno dei tre prototipi realizzati finora (due Nexus One e un Nexus S) è costato 3500$, una cifra irrisoria per un prototipo funzionante, e sono stati già testati in alta atmosfera tramite lancio con pallone ( vedi foto), nel vuoto, e in situazioni di shock meccanico su razzo (il Nexus One già fece un volo su razzo nel 2010, rimanendo pienamente operativo).

Il prototipo con Nexus One, chiamato versione uno, verrà mandato in orbita già il prossimo anno, e avrà come principale scopo il vedere se e per quanto un oggetto del genere è in grado di sopravvivere. La fotocamera, inoltre, scatterà foto della Terra e le spedirà alla NASA, assieme ad informazioni sullo stato dell’hardware. Il sistema ha delle modifiche che permettono ad esempio il riavvio in caso di blocco. È alimentato a batteria.

Il prototipo con Nexus S, invece, ha una missione piú interessante: grazie alla base hardware migliore e al maggior numero di sensori, è stato possibile aggiungere un sistema radio per la comunicazione a due vie con la Terra e un sistema di controllo dell’orientamento tramite disco rotante. In questo modo può letteralmente essere telecomandato dalla base e orientato a piacimento. Inoltre, include un sistema magnetico per orientarsi automaticamente rispetto alla Terra. All’alimentazione a batteria, aggiunge un set di pannelli solari.

Va detto che la scelta dell’orbita terrestre bassa, un’orbita che si mantiene vicina alla Terra (sopra l’atmosfera e sotto i 2000 Km) e circa parallela all’equatore, evitando di avvicinarsi alle fasce di Van Allen, permette di non occuparsi dei problemi di schermatura dalle radiazioni, presenti soprattutto all’interno delle fasce di Van Allen, e della schermatura da radiazioni e pulviscolo veloce, presenti al di sopra delle fasce. La protezione da radiazioni è particolarmente costosa: il processore utilizzato per il rover marziano Curiosity, basato sul vecchio PowerPC G3, costa da solo quanto una cinquantina di PhoneSat a causa delle difficoltà nel realizzare circuiti schermati.

In un prossimo futuro, si potrebbero costruire piccole flotte di satelliti di questo tipo, abbattendo ulteriormente i costi, creando delle reti di microsatelliti per l’osservazione del Sole (nell’ambito del Progetto Edison, che vuole dimostrare la fattibilità dell’osservazione del Sole utilizzando questo tipo di apparati) e della Terra. La NASA ritiene di poterli presto utilizzare anche per l’esplorazione lunare.

Grazie alla versatilità e alla modificabilità del sistema Android si sta quindi aprendo una nuova era nel campo delle tecnologie per lo spazio, che renderà possibili ricerche di un certo rilievo a costi veramente molto bassi. Una grande vittoria tanto per il robottino verde, quanto per il concetto stesso di Open Source.

Via | NASA – Office of the Chief Technologist

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Lorenzo Breda Articolo scritto da

Studente di Informatica a Roma, si occupa di programmazione web sopratutto lato server, e di accessibilità del web. Utilizza e ama Debian GNU/Linux, e si interessa di fisica, fumetto, trekking e fotografia (gli ultimi due possibilmente abbinati).
Collabora con Googlab da aprile 2012.

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