1. Il satellite PonySat per la missione
AstroSat-SkyWave: una proposta di
SpaceSys per realizzarlo in ELITAL
come contributo alla ricostruzione
industriale e scientifica de l’Aquila
Maggio 2009

2. Presentazione della SpaceSys
- Formalmente creata nel giugno 2008 dal fondatore Giorgio Perrotta, la
SpaceSys è, in realtà, attiva sin dall’inizio del 2007 sotto forma di un
gruppo di lavoro strutturato per operare dapprima nell’ambito del
progetto ESMO gestito da ESA/SSETI e, successivamente, nell’ambito
della fase A0 – sostanzialmente autogestita- di un progetto amatoriale,
didattico e scientifico denominato AstroSat-.SkyWave.
- La Società è costituita , oltre che dal proprietario dell’Azienda, da un
gruppo di giovani laureati e laureandi in Ingegneria aerospaziale
selezionati e formati in modo da coprire trasversalmente pressochè
tutte le discipline afferenti ad un progetto di un sistema satellitare o ,
comunque, aerospaziale.
- La SpaceSys si avvale, inoltre della collaborazione di PMI e singoli
professionisti - con i quali il Fondatore ha stabilito, negli anni, proficui
rapporti di collaborazione – in modo da far fronte a richieste anche
specialistiche non convenzionali.

3. SpaceSys: competenze ed attività
Attivita’ di Ingegneria di Sistemi Spaziali :
- studio, progetto, definizione e supporto alla realizzazione di sistemi spaziali
- analisi di missione
- supporto alla gestione di programmi spaziali
- systems engineering
Competenze sottosistemistiche specifiche:
- Controllo di assetto: studio, concezione, simulazione, realizzazione
- Generazione , immagazzinamento e distribuzione della potenza elettrica
- Telemetria, Comando e Data Handling
- Struttura: concezione, scelta materiali e simulazioni
- Controllo termico: concezione, scelta materiali e processi , simulazioni
- Payloads per telecomunicazione e remote sensing: concezione e definizione
- Payloads scientifici: supporto alla definizione e scelta tecnologie
- Sottosistemi del segmento terrestre

4. SpaceSys: progetti recenti
- ESMO fasi A e B1: un Lunar Orbiter
realizzato da Studenti di diverse
Università europee. Il progetto è gestito
da ESA. Diverse persone che
collaborano con SpaceSys sono
coinvolti sin dall’inizio nel progetto di
sistema del satellite, in alcuni
sottosistemi e nella definizione del
Ground Segment.
SWARM: un progetto universitario
-educativo internazionale gestito da
SSETI. Un picosat di circa 2 kg rilascia
in orbita alcuni femtosats (da 100 gr )
per semplici sperimentazioni.
Il concetto Femtosat è stato originato
da SpaceSys che è attualmente
coinvolta nel progetto e nella
realizzazione di almeno un FemtoSat

5. SpaceSys: progetti recenti
-Magia: Missione scientifica basata su
un Lunar Orbiter. Fase A, finanziata
da ASI, conclusa a fine 2008. Primo
Contraente: Rheinmetall Italia (RHI).
-SpaceSys ha progettato, su
subcontratto RHI, sia il bus che un
subsat rilasciabile dal satellite ‘madre’ .
solar array
battery
charger
battery
I.S.A. S_band
power
distribution controller
S_band
transceiver
ICE
antenna
system

6. SpaceSys: progetti recenti
Astrosat_Skywave: progetto attualmente
autofinanziato con finalità educative, didattiche
ed amatoriali. Consiste in un primo microsatellite
equipaggiato con telescopio da 25 cm di
diametro per osservazioni ottiche scientifiche ed
amatoriali (stelle variabili, pianeti exo-solari) ed
un secondo microsatellite con payloads a RF per
radioastronomia e sounding ionosferico.
Pre-fase A: inizio 2007- aprile 2008
Fase A: attualmente in corso

7. SpaceSys: progetti recenti
- Dall’analisi del mercato dei micro e nanosateliti, in continua evoluzione
specie sotto il profilo della ricerca di soluzioni cost-effective per
missioni applicative nel campo dell’osservazione tattica, in supporto
alla navigazione e alle telecomunicazioni di emergenza e
infrastrutturali, la SpaceSys ha dedotto l’opportunità di specializzarsi
nella realizzazione di una famiglia di microsatelliti da 40-70 kg di alte
prestazioni e basso costo;
- Il satellite ‘capostipite’ , PonySat, è in fase di avanzata revisione di
progetto.principalmente per ridurne i costi ricorrenti e non ricorrenti.
- Il PonySat è inizialmente progettato per essere compatibile,
introducendo alcune personalizzazioni, sia con la missione AstroSat
che con missioni di osservazione della terra per applicazioni duali.
Ulteriori personalizzazioni potranno esser necessarie per render
compatibile PonySat con la missione SkyWave , che è un po’ più
ambiziosa della missione AstroSat.
-

8. Caratteristiche di massima del satellite PonySat
• Orbita: LEO , polare (o circolare inclinata) nel range 550- 850 km di altezza
• Dimensioni del corpo principale (modulare) : sezione trasversale quadrata di 45
cm x 45 cm; altezza dipendente dai requisiti di missione, ma modulabile nel
‘range’ da 45 a 75 cm
• Massa : nel ‘range’ 40 – 60 kg incluso il payload , ma senza modulo propulsivo;
• Propulsione: non prevista nel modello più semplice della ‘famiglia’, ma si puo’
aggiungere se necessario
• Alimentazione : 4 pannelli apribili in orbita rivestiti di celle solari al Si o GaAs
(dipende dai requisiti di missione) per un’area totale di circa 1.2 m^2; batteria
ricaricabile al Li-ion; bus parzialmente stabilizzato;
• Precisione del puntamento : alcuni arcsec per missioni ottico-scientifiche; e
qualche decimo di grado per missioni non critiche
• On board Data Handling: di tipo distribuito
• Immagazzinamento dati : alcuni Gbytes. Velocità di downloading dati scientifici:
2 Mbps goal in banda S;
• TLM/TLC: uso di bande amatoriali (banda S in trasmissione come back-up)
• Lanciatore: varie alternative allo studio
• Vita utile: 3 anni

9. Razionale di cooperazione industriale
Per la realizzazione della ‘famiglia’ Ponysat, la cui utilizzazione potrà
consistere dapprima nel satellite AstroSat e successivamente nel
satellite SkyWave, la SpaceSys, a valle di una esaustiva analisi della
realtà industriale nazionale, ha trovato in ELITAL le componenti
tecnologiche e produttive necessarie e sufficienti a realizzare i satelliti
della ‘famiglia’.
La complementarietà delle capacità di Elital e SpaceSys, garantisce il
mantenimento di una buona armonia imprenditoriale , fondamentale
per il successo dell’operazione;
Inoltre, la SpaceSys e l’Elital si avvalgono di una rete di PMI specializzate
in filoni produttivi e tecnologici complementari, a loro volta, sia con
quelli di Elital che della SpaceSys
Infine è opportuno dire che tutte le componenti industriali di cui sopra
beneficiano di buoni rapporti di collaborazione con le Università di
Roma e L’Aquila.

10. Gestione del progetto
PonySat
La gestione del Progetto vede la SpaceSys
come responsabile del sistema e industriale in
collaborazione con ELITAL per gli aspetti
realizzativi. Si stabiliranno, inoltre, rapporti di
collaborazione con PMI per lo sviluppo di
componenti HW o SW non reperibili sul mercato
commerciale. Alcune di queste PMI sono già
state individuate L’integrazione dei satelliti verrà
effettuata in ELITAL in un’area pulita da 40 m^2
che verrà attrezzata appositamente. Le prove
verranno effettuate preferibilmente in facilities
disponibili o nell’ area aquilana, salvo
indisponibilità delle stesse.
La UAI ed AMSAT-IT potranno essere i primi
Clienti della carrozza PonySat insieme,
eventualmente, ad altri enti scientifici. Per
quanto riguarda il contributo alle attività
educative, questo rimane un obiettivo primario
sia di UAI che di AMSAT-IT nell’ambito della
missione AstroSat-SkyWave
La SpaceSys è disponibile a definire forme di
collaborazione bilaterale con Enti di Ricerca e
governativi internazionali con l’obiettivo di
promuovere la conoscenza del Progetto ed
eventualmente una partecipazione allo stesso.
Progr. mngmt
e system eng.
SpaceSys
Interfaccia con
lanciatore
ELV
Astrosat
mission & specs
U.A.I.
SkyWave
mission & specs
AMSAT-IT
Altri Enti
scientifici
TBD
Applicazioni
Missioni
commerciali
TBD
Manufg. mgmt
ELITAL
struttura, controllo
termico, I/F
meccaniche
elettr. digitale,
OBDH , contr
d’assetto
Potenza ,
energy storage
distribuzione
TLM, CMD a HS
data Handling
payloads ottici
radiofrequenza
e scientifici

11. Elital: capacità , prodotti,
tecnologie
Insediamenti
- Headquarter: Loc. Boschetto, Nucleo Ind. di Pile,
l’Aquila (7000 mq area )
- Modulo 2: Loc. Vetoio, Nucleo Ind. Di Pile,
l’Aquila
- Modulo 3: Ossona, Milano
Capacità e prodotti
- Progettazione e realizzazione parti meccaniche e
strutture .
- Progettazione e realizzazione e prove componenti
e sottosistemi elettronici
- Progettazione, realizzazione e prove piccoli
sistemi a RF
- Progettazione e realizzazioni terminali terrestri
fissi e mobili fino a 10 m diametro
Tecnologie:
- Circuiti stampati mono/ multistrato a qualifica
spaziale
- galvanica: elettrodeposizione di multimateriali
- lavorazioni meccaniche di precisione su pezzi di
grandi e piccole dimensioni
- saldatura: tecnologie diverse
- piegatura. tranciatura, taglio: tecnologie diverse
anche via laser.
- Impiego estensivo di tools CAD/CAM:

12. ELITAL: una realtà industriale in sviluppo
Fondata nel 1986 l’ELITAL si è rapidamente espansa nel settore delle
realizzazioni meccaniche, etettriche ed elettroniche sia nel settore
commerciale che professionale ed, ultimamente, nel settore spaziale.
Elital è particolarmente agguerrita in cinque aree principali:
- costruzioni meccaniche : l’officina è equipaggiata con attrezzature e
macchinari inusuali e difficili da trovare altrove, il che pone l’Elital in
condizioni di elevata competività;
- Carpenteria: l’Elital è particolarmente equipaggiata per realizzare
shelters, racks, contenitori per trasporti speciali, mezzi mobili per
impieghi civili e militari;
- Progetto e realizzazione di PCB multistrato e su substrati di vari
materiali , per applicazioni industriali e spaziali;
- Verniciatura e silkscreen: dove l’Elital possiede procedure proprietarie
che le consentono di raggiungere elevati standard di qualità;
- Impiantistica: che include anche attività di manutenzione e ripristino
Elital dispone, al suo interno, di un laboratorio per il controllo
metallografico, chimico ed elettronico su campioni di materiali in
supporto alla messa a punto e alla certificazione di nuovi processi.

13. Ma cosa è e cosa fa AstroSat-SkyWave ?
Modello scala 1:1 del satellite ‘ottico’ al SatExpo ‘08
Modello scala 1:3 del satellite ‘radio’ al SatExpo ‘08

14. Un po’ di storia….
Il Progetto nasce nel 2007 con l’obiettivo di realizzare un microsatellite recante un telescopio
per dare alla comunità degli Astrofili un mezzo di indagine innovativo. Successivamente, a
valle di incontri con rappresentanti dei Radioamatori, si penso’ di aggiungere un secondo
satellite per osservazioni ed esperimenti nelle bande radio.
La SpaceSys prese in carico il progetto del microsatellite e del Segmento di Terra , mentre la
UAI (Unione Italiana Astrofili) ed AMSAT-IT si concentrarono sulle rispettive Missioni
Amatoriali che, nel frattempo, apparivano sempre più essere di grande interesse anche per
le attività educative e scientifiche.
Nel periodo febbraio ’07- febbraio ’08 il team SpaceSys opero’ in autofinanziamento, mentre
alcuni membri dei gruppi amatoriali e scientifici contribuirono a definire una prima lista di
priorità per gli esperimenti, alcuni dei quali molto ambiziosi. .
Nell’Ottobre 2007 venne presentata ad ASI una Proposta per la realizzazione del Progetto
nell’ambito del Programma sulle ‘Piccole Missioni’. Il Progetto fu valutato con interesse, ma
non fu finanziato. Pertanto dal febbraio ’08 al gennaio ’09 il team sospese
temporaneamente le attività tecniche di definizione di dettaglio per valutare alternative
semplificative tali da consentire di realizzare il progetto con un budget molto più modesto di
quello preventivato inizialmente. La nuova veste del progetto vede un maggiore ritardo
nell’avvio del secondo microsatellite ‘radio’ ed una semplificazione nelle caratteristiche del
microsatellite ‘ottico’ che mantiene comunque caratteristiche molto spinte e quindi tali da
poter contribuire significativamente all’ottenimento di risultati di valore scientifico.
Purtuttavia si ritiene che il primo microsatellite, oltre a portare in orbita il telescopio, possa
imbarcare anche un ripetitore per trasmissioni radioamatoriali nelle bande VHF e UHF
consentendo ai gruppi di radioamatori interessati, un accesso facilitato.

15. Gli obiettivi di Missione del progetto AstroSat-
SkyWave
• Scientifici: contribuire alla conoscenza di fenomeni fisici localizzati nello spazio
cis-lunare e nello spazio profondo. Condurre sperimentazioni non convenzionali
nel campo delle radiocomunicazioni e della radio-astronomia;
• Amatoriali: dare nuovi prospettive alle attività degli astrofili e dei radioamatori
rendendo disponibili mezzi satellitari evoluti ed accessibili in modo facilitato ai
fini di sperimentazioni innovative;
• Educativi:
– Promuovere e diffondere la conoscenza della astronomia e delle
telecomunicazioni;
– contribuire alla formazione professionale di laureandi e neolaureati in
discipline scientifiche e /o tecnologiche con la partecipazione ad un
progetto importante ed impegnativo;
• Ingegneristici: contribuire alla dimostrazione in orbita di tecnologie sviluppate in
Italia
• Promozionali: contribuire alla diffusione del contributo dello Spazio alla
conoscenza scientifica

16. Il PonySat per la Missione AstroSat-SkyWave
• Il microsatellite ‘ottico’ porterà un telescopio
da 250 mm di diametro con un F# 3.6 i cui
componenti ottici saranno progettati e
realizzati da astrofili italiani. Il telescopio
serve per tre missioni : fotometria,
osservazioni di stelle variabili e riprese di
immagini ad ampio campo.
• La missione fotometrica mira alla scoperta di
pianeti esterni al sistema solare tramite
l’osservazione di eventuali piccole variazioni
periodiche dell’intensità luminosa della stella.
La ricerca di nuovi pianeti osserverà zone
all’interno di una fascia di +-40° rispetto al
piano dell’eclittica. Il piano focale è provvisto
di un CCD da almeno 4 Mpixel.
• La missione ‘ripresa di immagini’ intende
fornire agli astrofili un accesso facilitato allo
spazio per pianificare, ed eseguire in remoto,
la ripresa di immagini del cielo sfruttando
l’assenza di atmosfera terrestre ad i lunghi
tempi di osservazione fattibili con il satellite
in assetto inerziale.
• Inoltre il satellite imbarca un transponditore
per le comunicazioni dei radioamatori,
operante nelle bande amatoriali UHF ,dal
satellite a terra, e in VHF da terra al satellite.
Allo stato attuale della revisione di progetto
non è escluso che il microsatellite possa
accogliere altri piccoli ‘payloads di
opportunità’ in funzione dei margini in peso e
potenza disponibili.
• Il microsatellite ‘radio’ porterà due payloads.
Uno è un ricevitore pluribanda operante nel
campo di frequenze da 1.4 a 24 GHz, collegato
ad una antenna da 3 m di diametro apribile in
orbita e la cui superficie riflettente è costituita da
una fitta rete metallica ma flessibile. Il payload
effettuerà misure radiometriche delle emissioni di
radiostelle, generando informazioni relative alla
potenza media del segnale ricevuto e alle sue
caratteristiche spettrali, rendendo possibile
calcolare la velocità relativa della stella dalla
doppler del segnale e dai dati relativi al satellite.
• Un secondo payload è il ‘topside sounder’
ovvero un radar pulsato operante nella banda da
0.3 a 15 MHz Gli impulsi di energia a RF diretti
verso il basso interagiscono con gli strati
atmosferici elettricamente caricati che riflettono
un’aliquota dell’energia EM incidente. Gli echi
ricevuti ed elaborati forniscono una
rappresentazione in tempo reale delle
caratteristiche spazio-temporali della ionosfera
che impattano notevolmente la propagazione
delle onde radio al di sotto dei 10 MHz.
• Oltre a contribuire direttamente a migliorare le
predizioni della qualità della propagazione EM,
evidenziando quelle situazioni che possono
condurre a telecomunicazioni più soddisfacenti
in HF, l’esperimento fornirà un importante
contributo agli sforzi di ricerca relativi allo ‘space
weather’.

17. Il microsatellite PonySat ‘adattato’ alla Missione
AstroSat
Modulo
payload
Vista
esplosa
Modulo di
servizio
Vista
d’assieme
con pannelli
solari aperti
Apertura del
telescopio
Configurazione di
lancio con pannelli
solari chiusi
Anello di
interfaccia con
lanciatore

18. Particolari costruttivi
• Struttura scatolare realizzata in pannelli di honeycomb sandwich di alluminio ¼”
per utilizzo spaziale, con 4 colonne di sostegno angolari realizzate in profilato a
sezione quadrata o L, a seconda della tipologia e del peso del payload;
• La struttura del satellite è suddivisa in 2 unità separate, modulo di servizio
inferiore ( 450x450x150 mm) e modulo payload superiore (450x450x400 mm) al
fine di beneficiare di una integrazione agevole e differenziata, inoltre le cornici di
giunzione fra i due moduli hanno un benefico effetto sulla robustezza del bus;
• E’ prevista una SIR realizzata in alluminio per un adattatore da 300 mm
collegata al fondello del bus realizzato in honeycomb sandwich di alluminio ½”
per utilizzo spaziale;
• La modularità del sistema permette una notevole riduzione dei costi, riducendo
gli impegni costruttivi che saranno concentrati sul modulo payload e minimi sul
modulo di servizio che manterrà particolari sostanzialmente invariati;
• A seconda del tipo di payload potranno essere aggiunti pannelli interni nel
corrispondente modulo per irrobustire la struttura del bus.