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PORTALE DELLA DIDATTICA

Progetto di missioni e sistemi spaziali/Propulsione spaziale

01PEVMT

A.A. 2019/20

2018/19

Progetto di missioni e sistemi spaziali/Propulsione spaziale (Progetto di missioni e sistemi spaziali)

L’obiettivo del corso è quello di presentare la complessità, le criticità e le potenzialità delle missioni spaziali e di fornire gli strumenti per la loro progettazione. Il modulo Progetto di missioni e sistemi spaziali ha l’obiettivo di sviluppare la capacità di comprendere e saper gestire il progetto delle missioni spaziali e dei sistemi coinvolti nella loro realizzazione, grazie all’acquisizione delle metodologie di progettazione e degli strumenti ingegneristici tipici delle attività spaziali. Il corso è basato sulla modalità didattica pratica e interattiva, per cui l’allievo è coinvolto a partecipare attivamente alla propria formazione, includendo in particolare il lavoro in team per lo sviluppo del progetto della missione spaziale. Il modulo Propulsione spaziale si propone di fornire agli studenti le nozioni di base riguardanti le principali manovre spaziali e descrivere i sistemi propulsivi per la loro realizzazione, con particolare riferimento alla propulsione elettrica. Vengono presentati i principali metodi per la generazione di spinta nello spazio mediante l’accelerazione elettrotermica, elettrostatica o elettromagnetica di un propellente e descritti i più importanti propulsori elettrici attualmente realizzati o in via di sviluppo. Indicativamente ciascun modulo è articolato in quarantacinque ore di lezione e quindici di esercitazione.

Progetto di missioni e sistemi spaziali/Propulsione spaziale (Propulsione spaziale)

L’obiettivo del corso è quello di presentare la complessità, le criticità e le potenzialità delle missioni spaziali e di fornire gli strumenti per la loro progettazione. Il modulo Progetto di missioni e sistemi spaziali ha l’obiettivo di sviluppare la capacità di comprendere e saper gestire il progetto delle missioni spaziali e dei sistemi coinvolti nella loro realizzazione, grazie all’acquisizione delle metodologie di progettazione e degli strumenti ingegneristici tipici delle attività spaziali. Il corso è basato sulla modalità didattica pratica e interattiva, per cui l’allievo è coinvolto a partecipare attivamente alla propria formazione, includendo in particolare il lavoro in team per lo sviluppo del progetto della missione spaziale. Il modulo Propulsione spaziale si propone di fornire agli studenti le nozioni di base riguardanti le principali manovre spaziali e descrivere i sistemi propulsivi per la loro realizzazione, con particolare riferimento alla propulsione elettrica. Vengono presentati i principali metodi per la generazione di spinta nello spazio mediante l’accelerazione elettrotermica, elettrostatica o elettromagnetica di un propellente e descritti i più importanti propulsori elettrici attualmente realizzati o in via di sviluppo. Indicativamente ciascun modulo è articolato in quarantacinque ore di lezione e quindici di esercitazione.

Progetto di missioni e sistemi spaziali/Propulsione spaziale (Progetto di missioni e sistemi spaziali)

The scope of the course is to present the complexity, critical aspects and opportunities of space missions and provide tools for their design. The Space missions and systems design module aims at giving the knowledge necessary to design space missions and systems. Satellites orbiting planets, interplanetary probes, rovers for planet exploration, transportation vehicles (both manned and unmanned), orbiting space stations and planetary outposts, will be considered and briefly described. The systems are then included in the broader concept of the space mission, which will be deeply analyzed by studying the mission architecture, its elements, and their relations. The module will provide tools, methods and techniques, needed to deal with space mission design and development. The course is based on hands-on education method, taking advantages of the teamwork-based approach to learning the art of space mission design. The Space propulsion module aims at providing to the students the basic notions which concern space manoeuvres and at describing the propulsive systems apt at the realization of such manoeuvres, which particular emphasis on electric propulsion. The main methods to obtain thrust in space are presented, considering electrothermal, electrostatic and electromagnetic acceleration of a propellant, and a description of the most common electric propulsion system (both existing and under development) is given. Each module consist of approximately 45 hours of formal lectures and 15 hours of computing classes.

Progetto di missioni e sistemi spaziali/Propulsione spaziale (Propulsione spaziale)

The scope of the course is to present the complexity, critical aspects and opportunities of space missions and provide tools for their design. The Space missions and systems design module aims at giving the knowledge necessary to design space missions and systems. Satellites orbiting planets, interplanetary probes, rovers for planet exploration, transportation vehicles (both manned and unmanned), orbiting space stations and planetary outposts, will be considered and briefly described. The systems are then included in the broader concept of the space mission, which will be deeply analyzed by studying the mission architecture, its elements, and their relations. The module will provide tools, methods and techniques, needed to deal with space mission design and development. The course is based on hands-on education method, taking advantages of the teamwork-based approach to learning the art of space mission design. The Space propulsion module aims at providing to the students the basic notions which concern space manoeuvres and at describing the propulsive systems apt at the realization of such manoeuvres, which particular emphasis on electric propulsion. The main methods to obtain thrust in space are presented, considering electrothermal, electrostatic and electromagnetic acceleration of a propellant, and a description of the most common electric propulsion system (both existing and under development) is given. Each module consist of approximately 45 hours of formal lectures and 15 hours of computing classes.

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Ci si attende che l’allievo acquisisca le conoscenze che gli consentano di: • comprendere le diverse tipologie di missioni spaziali, le loro peculiarità e la loro influenza sui sistemi che devono svolgerle, apprendendo i metodi tipici dell'ingegneria sistemistica; • progettare e analizzare la missione spaziale e i sistemi in essa coinvolti, mediante l’apprendimento delle metodologie, degli strumenti, dei processi e delle normative in uso nel campo aerospaziale; • confrontarsi con problematiche trasversali quali l’affidabilità e la sicurezza dei sistemi complessi e gestirne la progettazione; • utilizzare i principali strumenti di supporto alla progettazione: software di simulazione funzionale e fisica Ai fini dell’autonomia di giudizio e delle abilità comunicative, si stimolerà l’allievo chiamandolo a: • svolgere applicazioni progettuali sui sistemi in oggetto • stimare rapidamente gli ordini di grandezza dei valori numerici che ragionevolmente l'ingegnere si deve attendere nei principali casi di riferimento • redigere relazioni tecniche secondo gli standard ECSS, NASA, MIL • presentare il proprio lavoro ai docenti e colleghi, attraverso la simulazione di una PDR e/o CDR • conoscere la terminologia internazionale, in particolare quella inglese.

Progetto di missioni e sistemi spaziali/Propulsione spaziale (Propulsione spaziale)

Ci si attende che l’allievo acquisisca le conoscenze che gli consentano di: • comprendere le diverse tipologie di missioni spaziali, le loro peculiarità e la loro influenza sui sistemi che devono svolgerle, apprendendo i metodi tipici dell'ingegneria sistemistica; • progettare e analizzare la missione spaziale e i sistemi in essa coinvolti, mediante l’apprendimento delle metodologie, degli strumenti, dei processi e delle normative in uso nel campo aerospaziale; • confrontarsi con problematiche trasversali quali l’affidabilità e la sicurezza dei sistemi complessi e gestirne la progettazione; • utilizzare i principali strumenti di supporto alla progettazione: software di simulazione funzionale e fisica Ai fini dell’autonomia di giudizio e delle abilità comunicative, si stimolerà l’allievo chiamandolo a: • svolgere applicazioni progettuali sui sistemi in oggetto • stimare rapidamente gli ordini di grandezza dei valori numerici che ragionevolmente l'ingegnere si deve attendere nei principali casi di riferimento • redigere relazioni tecniche secondo gli standard ECSS, NASA, MIL • presentare il proprio lavoro ai docenti e colleghi, attraverso la simulazione di una PDR e/o CDR • conoscere la terminologia internazionale, in particolare quella inglese.

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Knowledge of the main space maneuvers and evaluation of their propulsive requirements and extended knowledge of the most important electric propulsion system and their performance are required. The student will acquire the skills needed to: • understand and deal with different kinds of space missions and the systems devoted to carry out the mission, by using the methods typical of system engineering; • design and analyse space missions and systems, using methodologies, tools, processes and standards of aerospace engineering; • deal with issues such as reliability and safety of complex systems and integrate them in the design; • use the most popular simulation software in support to the design. In order to enhance the capability of autonomous judgment and the communications skill, the students will be encouraged to: • Carry out design cases on specific assignments; • Estimate the order of magnitude of numerical values, that can be reasonably expected in some reference case-studies; • Write technical reports according to standards commonly used in the aerospace engineering field; • Present his/her work to professors and colleagues within a simulated PDR and/or CDR; • Learn the international terminology, in particular the English terminology.

Progetto di missioni e sistemi spaziali/Propulsione spaziale (Propulsione spaziale)

Knowledge of the main space maneuvers and evaluation of their propulsive requirements and extended knowledge of the most important electric propulsion system and their performance are required. The student will acquire the skills needed to: • understand and deal with different kinds of space missions and the systems devoted to carry out the mission, by using the methods typical of system engineering; • design and analyse space missions and systems, using methodologies, tools, processes and standards of aerospace engineering; • deal with issues such as reliability and safety of complex systems and integrate them in the design; • use the most popular simulation software in support to the design. In order to enhance the capability of autonomous judgment and the communications skill, the students will be encouraged to: • Carry out design cases on specific assignments; • Estimate the order of magnitude of numerical values, that can be reasonably expected in some reference case-studies; • Write technical reports according to standards commonly used in the aerospace engineering field; • Present his/her work to professors and colleagues within a simulated PDR and/or CDR; • Learn the international terminology, in particular the English terminology.

Progetto di missioni e sistemi spaziali/Propulsione spaziale (Progetto di missioni e sistemi spaziali)

L’allievo che accede a questo insegnamento deve conoscere le nozioni base della fisica, dalla meccanica alla termodinamica all’elettromagnetismo. Sono inoltre richieste conoscenze di base dei sistemi spaziali, dell’astrodinamica, della propulsione e dei concetti fondamentali dell’elettronica analogica e digitale.

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L’allievo che accede a questo insegnamento deve conoscere le nozioni base della fisica, dalla meccanica alla termodinamica all’elettromagnetismo. Sono inoltre richieste conoscenze di base dei sistemi spaziali, dell’astrodinamica, della propulsione e dei concetti fondamentali dell’elettronica analogica e digitale.

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It is necessary that the students who will take this course have good skills in the fields of mathematics and physics. A good general knowledge of the existing types of space systems, astrodynamics, propulsion and electronics is required.

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It is necessary that the students who will take this course have good skills in the fields of mathematics and physics. A good general knowledge of the existing types of space systems, astrodynamics, propulsion and electronics is required.

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PROGETTO DI MISSIONI E SISTEMI SPAZIALI Il corso viene introdotto mediante la presentazione di un esempio di semplice missione spaziale: il satellite universitario e-st@r sviluppato al Politecnico di Torino, grazie al quale gli allievi possono avere una visione d’insieme sui temi che si tratteranno. Le lezioni ed esercitazioni verteranno sui seguenti argomenti: Presentazione delle missioni notevoli del passato, lo stato attuale della ricerca in campo spaziale e le prospettive future. Elementi di una missione spaziale e loro integrazione: il concetto di architettura di missione. Definizione degli elementi di una missione spaziale: l’oggetto della missione, il payload, il bus, il sistema di lancio, l’analisi dell’orbita, il sistema di terra, il controllo operazioni, l’architettura della rete di comunicazioni. Suddivisione della missione in segmenti. (lezioni) Definizione del Payload: esame del soggetto della missione, tipologie di payload. Dimensionamento del payload: linee generali. (lezioni ed esercitazioni) Overview delle funzioni del bus di servizio e i sottosistemi principali di un veicolo spaziale. Linee guida per il dimensionamento dei principali sottosistemi di bordo. La progettazione di una missione spaziale (project work, lezioni ed esercitazioni interattive): • Fasi del progetto: dallo studio di fattibilità alla critical design review. • La definizione degli obiettivi di missione. • Metodologie per l’analisi e definizione dei requisiti di missione e per la loro allocazione. • L’analisi funzionale per la definizione dell’architettura di missione e dei requisiti funzionali. • Metodologie per il trade-off di architetture alternative. • Metodi, tecniche e strumenti per lo sviluppo del progetto del sistema primario e del suo supporto. • La definizione della geometria della missione. • La gestione dei vincoli imposti dall’ambiente spaziale. • Progetto e dimensionamento del payload. • Progetto e dimensionamento dei sottosistemi di bordo e dei sistemi di supporto a terra. • Definizione dei budget di progetto. • La progettazione della campagna di prove e verifiche per la qualifica e l’accettazione. • Affidabilità e sicurezza: peculiarità delle attività spaziali e integrazione dei concetti nel progetto della missione. Sono previsti infine degli interventi da parte di docenti esterni, esponenti di primarie industrie e/o agenzie spaziali. (altre lezioni) PROPULSIONE SPAZIALE Principi della propulsione nello spazio Spinta e impulso specifico. Equazione di Tsiolkowski. Perdite di velocità. Confronto propulsione chimica ed elettrica. Impulso specifico ottimale. Prestazioni del razzo monostadio e multistadio. Manovre di evasione e cattura, trasferte interplanetarie, flyby. Richiami di elettromagnetismo, ionizzazione e definizione di plasma. Collisioni tra particelle: classificazione e sezioni d’urto. Conducibilita’ scalare e parametro di Hall; moto di particelle in campi elettromagnetici variabili. Propulsione elettrotermica: perdite, propellenti. Resistogetti: particolarita’ costruttive e prestazioni. Arcogetti: particolarita’ costruttive e prestazioni. Propulsione elettrostatica: rendimento ideale e ionizzazione. Accelerazione elettrostatica: legge di Child ed effetti bidimensionali, accelerazione/decelerazione. Neutralizzazione. Caratteristiche e prestazioni di propulsori elettrostatici. FEEP e colloidal thrusters. Propulsori a effetto Hall: geometria, funzionamento e prestazioni Propulsione elettromagnetica: equazioni magnetogasdinamica; propulsori MPD self field: pumping e blowing. Prestazioni di propulsori MPD self-field e applied field.Vasimr. Propulsione elettromagnetica instazionaria; particolarita’ costruttive e prestazioni di PPT Generatori di potenza. Propulsione nucleare, propulsori avanzati, vele solari.

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PROGETTO DI MISSIONI E SISTEMI SPAZIALI Il corso viene introdotto mediante la presentazione di un esempio di semplice missione spaziale: il satellite universitario e-st@r sviluppato al Politecnico di Torino, grazie al quale gli allievi possono avere una visione d’insieme sui temi che si tratteranno. Le lezioni ed esercitazioni verteranno sui seguenti argomenti: Presentazione delle missioni notevoli del passato, lo stato attuale della ricerca in campo spaziale e le prospettive future. Elementi di una missione spaziale e loro integrazione: il concetto di architettura di missione. Definizione degli elementi di una missione spaziale: l’oggetto della missione, il payload, il bus, il sistema di lancio, l’analisi dell’orbita, il sistema di terra, il controllo operazioni, l’architettura della rete di comunicazioni. Suddivisione della missione in segmenti. (lezioni) Definizione del Payload: esame del soggetto della missione, tipologie di payload. Dimensionamento del payload: linee generali. (lezioni ed esercitazioni) Overview delle funzioni del bus di servizio e i sottosistemi principali di un veicolo spaziale. Linee guida per il dimensionamento dei principali sottosistemi di bordo. La progettazione di una missione spaziale (project work, lezioni ed esercitazioni interattive): • Fasi del progetto: dallo studio di fattibilità alla critical design review. • La definizione degli obiettivi di missione. • Metodologie per l’analisi e definizione dei requisiti di missione e per la loro allocazione. • L’analisi funzionale per la definizione dell’architettura di missione e dei requisiti funzionali. • Metodologie per il trade-off di architetture alternative. • Metodi, tecniche e strumenti per lo sviluppo del progetto del sistema primario e del suo supporto. • La definizione della geometria della missione. • La gestione dei vincoli imposti dall’ambiente spaziale. • Progetto e dimensionamento del payload. • Progetto e dimensionamento dei sottosistemi di bordo e dei sistemi di supporto a terra. • Definizione dei budget di progetto. • La progettazione della campagna di prove e verifiche per la qualifica e l’accettazione. • Affidabilità e sicurezza: peculiarità delle attività spaziali e integrazione dei concetti nel progetto della missione. Sono previsti infine degli interventi da parte di docenti esterni, esponenti di primarie industrie e/o agenzie spaziali. (altre lezioni) PROPULSIONE SPAZIALE Principi della propulsione nello spazio Spinta e impulso specifico. Equazione di Tsiolkowski. Perdite di velocità. Confronto propulsione chimica ed elettrica. Impulso specifico ottimale. Prestazioni del razzo monostadio e multistadio. Manovre di evasione e cattura, trasferte interplanetarie, flyby. Richiami di elettromagnetismo, ionizzazione e definizione di plasma. Collisioni tra particelle: classificazione e sezioni d’urto. Conducibilita’ scalare e parametro di Hall; moto di particelle in campi elettromagnetici variabili. Propulsione elettrotermica: perdite, propellenti. Resistogetti: particolarita’ costruttive e prestazioni. Arcogetti: particolarita’ costruttive e prestazioni. Propulsione elettrostatica: rendimento ideale e ionizzazione. Accelerazione elettrostatica: legge di Child ed effetti bidimensionali, accelerazione/decelerazione. Neutralizzazione. Caratteristiche e prestazioni di propulsori elettrostatici. FEEP e colloidal thrusters. Propulsori a effetto Hall: geometria, funzionamento e prestazioni Propulsione elettromagnetica: equazioni magnetogasdinamica; propulsori MPD self field: pumping e blowing. Prestazioni di propulsori MPD self-field e applied field.Vasimr. Propulsione elettromagnetica instazionaria; particolarita’ costruttive e prestazioni di PPT Generatori di potenza. Propulsione nucleare, propulsori avanzati, vele solari.

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SPACE MISSIONS AND SYSTEMS DESIGN Introduction to the course: presentation and analysis of a simple space mission. Study of past and present space missions and overview on future missions. Space mission elements and their integration: mission concept and mission architecture. The elements: mission object, payload, bus, launch system, orbits, ground systems, operations, communications. The mission segments. How to define a payload: analysis of the mission object and choice of the payload. Guidelines for payload sizing. Review of onboard subsystems and their functions. Guidelines for subsystems sizing. Space mission design (project work): • Design phases: from conceptual study to the critical design review. • Mission objectives definition. • Methods for analysis and definition of mission requirements and their allocation. • Functional analysis to define mission architecture and functional requirements. • Methods to trade-off alternative architectures. • Methodologies, techniques and tools for primary system development. • Mission geometry definition. Constraints and requirements review. • Designing and sizing the payload, the space support systems and the ground system. • Project budgets development. • Design of the verification campaign for qualification and acceptance. • Dependability and safety: how they affect the space mission design. Speeches given by external experts and representatives from aerospace companies and agencies. SPACE PROPULSION Principles of space propulsion. Thrust and specific impulse. Tsiolkowski's equation. Velocity losses. Comparison of chemical and electric propulsion. Optimal specific impulse. Single-stage and multi-stage rocket performance. Escape and capture maneuvers, interplanetary transfers, flyby. Electromagnetism, ionization and definition of plasma. Collisions between particles: types of collision, cross sections. Scalar electric conductivity and Hall parameter; particle motion in varying electromagnetic fields. Electrothermal propulsion; typical losses and propellant. Resistojets: characteristics and performance. Arcjets: characteristics and performance. Electrostatic propulsion: ionization and ideal efficiency. Electrostatic acceleration: Child's law and two-dimensional effects, acceleration-deceleration concept. Neutralization. Characteristics and performance of electrostatic thrusters. FEEP and colloidal thrusters. Hall's effect thrusters: geometry, operations, and performance. Electromagnetic propulsion: magnetoplasmadynamics equations; self-field MPD thrusters: pumping e blowing. Performance of self-field and applied-field MPD thrusters. Vasimr. Unsteady electromagnetic propulsion; PPT characteristics and performance. Power generators. Nuclear propulsion, advanced propulsion concepts, solar sails.

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SPACE MISSIONS AND SYSTEMS DESIGN Introduction to the course: presentation and analysis of a simple space mission. Study of past and present space missions and overview on future missions. Space mission elements and their integration: mission concept and mission architecture. The elements: mission object, payload, bus, launch system, orbits, ground systems, operations, communications. The mission segments. How to define a payload: analysis of the mission object and choice of the payload. Guidelines for payload sizing. Review of onboard subsystems and their functions. Guidelines for subsystems sizing. Space mission design (project work): • Design phases: from conceptual study to the critical design review. • Mission objectives definition. • Methods for analysis and definition of mission requirements and their allocation. • Functional analysis to define mission architecture and functional requirements. • Methods to trade-off alternative architectures. • Methodologies, techniques and tools for primary system development. • Mission geometry definition. Constraints and requirements review. • Designing and sizing the payload, the space support systems and the ground system. • Project budgets development. • Design of the verification campaign for qualification and acceptance. • Dependability and safety: how they affect the space mission design. Speeches given by external experts and representatives from aerospace companies and agencies. SPACE PROPULSION Principles of space propulsion. Thrust and specific impulse. Tsiolkowski's equation. Velocity losses. Comparison of chemical and electric propulsion. Optimal specific impulse. Single-stage and multi-stage rocket performance. Escape and capture maneuvers, interplanetary transfers, flyby. Electromagnetism, ionization and definition of plasma. Collisions between particles: types of collision, cross sections. Scalar electric conductivity and Hall parameter; particle motion in varying electromagnetic fields. Electrothermal propulsion; typical losses and propellant. Resistojets: characteristics and performance. Arcjets: characteristics and performance. Electrostatic propulsion: ionization and ideal efficiency. Electrostatic acceleration: Child's law and two-dimensional effects, acceleration-deceleration concept. Neutralization. Characteristics and performance of electrostatic thrusters. FEEP and colloidal thrusters. Hall's effect thrusters: geometry, operations, and performance. Electromagnetic propulsion: magnetoplasmadynamics equations; self-field MPD thrusters: pumping e blowing. Performance of self-field and applied-field MPD thrusters. Vasimr. Unsteady electromagnetic propulsion; PPT characteristics and performance. Power generators. Nuclear propulsion, advanced propulsion concepts, solar sails.

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PROGETTO DI MISSIONI E SISTEMI SPAZIALI Durante il corso viene proposta un’esercitazione di carattere progettuale, nella quale gli allievi, suddivisi in piccoli gruppi, sono chiamati a progettare diversi elementi di una missione spaziale. L’esercitazione è a tutti gli effetti un laboratorio di progetto, in cui gli allievi applicano le conoscenze acquisite nelle ore di lezione per progettare la missione assegnata, e rappresenta il cuore dell’intero corso. Circa la metà delle ore del corso sono infatti destinate all’attività di laboratorio, secondo un approccio hands-on-education. Verranno impiegati diversi strumenti di supporto alla progettazione, quali i software SolidWorks e GMAT, oltre agli usuali tool informatici per le diverse tipologie di analisi previste. Il materiale necessario per lo svolgimento del progetto viene fornito a seconda delle esigenze durante lo svolgimento dello stesso. Le esercitazioni di norma si svolgono in laboratorio informatico sotto la guida del docente e del/i collaboratore/i. Le attività svolte durante l’esercitazione dovranno essere riportate nella relazione finale in cui gli allievi presentano lo svolgimento del loro lavoro. PROPULSIONE SPAZIALE Impulso specifico ottimale. Prestazioni di propulsori elettrici.

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PROGETTO DI MISSIONI E SISTEMI SPAZIALI Durante il corso viene proposta un’esercitazione di carattere progettuale, nella quale gli allievi, suddivisi in piccoli gruppi, sono chiamati a progettare diversi elementi di una missione spaziale. L’esercitazione è a tutti gli effetti un laboratorio di progetto, in cui gli allievi applicano le conoscenze acquisite nelle ore di lezione per progettare la missione assegnata, e rappresenta il cuore dell’intero corso. Circa la metà delle ore del corso sono infatti destinate all’attività di laboratorio, secondo un approccio hands-on-education. Verranno impiegati diversi strumenti di supporto alla progettazione, quali i software Catia V5 e STK, oltre agli usuali tool informatici per le diverse tipologie di analisi previste. Il materiale necessario per lo svolgimento del progetto viene fornito a seconda delle esigenze durante lo svolgimento dello stesso. Le esercitazioni di norma si svolgono in laboratorio informatico sotto la guida del docente e del/i collaboratore/i. Le attività svolte durante l’esercitazione dovranno essere riportate nella relazione finale in cui gli allievi presentano lo svolgimento del loro lavoro. PROPULSIONE SPAZIALE Impulso specifico ottimale. Prestazioni di propulsori elettrici.

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SPACE MISSIONS AND SYSTEMS DESIGN An assignment will be proposed to develop a space mission design. The students, split into separate teams, will deal with the design of a space mission in response to specific stakeholders needs. The themes of the assignment are expression of most recent trends in the aerospace research field. The assignment is configured as a project work during which methods, techniques and tools presented during the lectures are applied and tested to a real case, following the hands-on-practice approach. The project work is the most important part of the course, and it takes at least half course time duration. Several tools will be used during the development of the design, depending upon the design phase and specific needs. In addition to the most popular software for analysis (Matlab Simulink, Excel), SolidWorks e GMAT software suites will be used for the purpose. During the project work additional reference material can be given depending upon the needs. The project work is carried out for the most part in the information laboratory under the supervision of professor and her research team. The project work shall be reported in the final report and presented during the PDR and/or CDR. SPACE PROPULSION Optimal specific impulse. Performance of electric thrusters.

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SPACE MISSIONS AND SYSTEMS DESIGN An assignment will be proposed to develop a space mission design. The students, split into separate teams, will deal with the design of a space mission in response to specific stakeholders needs. The themes of the assignment are expression of most recent trends in the aerospace research field. The assignment is configured as a project work during which methods, techniques and tools presented during the lectures are applied and tested to a real case, following the hands-on-practice approach. The project work is the most important part of the course, and it takes at least half course time duration. Several tools will be used during the development of the design, depending upon the design phase and specific needs. In addition to the most popular software for analysis (Matlab Simulink, Excel), Catia V5 e STK software suites will be used for the purpose. During the project work additional reference material can be given depending upon the needs. The project work is carried out for the most part in the information laboratory under the supervision of professor and her research team. The project work shall be reported in the final report and presented during the PDR and/or CDR. SPACE PROPULSION Optimal specific impulse. Performance of electric thrusters.

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PROGETTO DI MISSIONI E SISTEMI SPAZIALI Il materiale di riferimento è preparato dal docente ed è disponibile sulla pagina del corso sul portale della didattica. Il materiale è redatto in lingua inglese. Sono suggeriti i seguenti testi di approfondimento (alcuni sono disponibili sul web, altri in biblioteca): Space Mission Analysis and Design (SMAD), 3rd Edition, W.J. Larson and J.R. Wertz, Space Technology Library, Vol. 8 Space Mission Engineering: The New SMAD, J.R. Wertz, D.F. Everett, J.J. Puschell, Space Technology Library, Vol. 28 Elements of Spacecraft Design, C.D. Brown, AIAA Education Series Mission Geometry; Orbit and Constellation Design and Management, J.R. Wertz et alii, Space Technology Library, Vol. 13 Human Spaceflight; Mission analysis and Design, W.J. Larson, Space Technology Series, McGraw Hill ECSS standards (http://www.ecss.nl/) NASA System Engineering Handbook, NASA/SP-2007-6105, Rev1. PROPULSIONE SPAZIALE R. G. Jahn, Physics of Electric Propulsion, Prima Edizione, McGraw-Hill, New York, NY, 1968. L. Casalino Dispense disponibili sul portale della didattica.

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PROGETTO DI MISSIONI E SISTEMI SPAZIALI Il materiale di riferimento è preparato dal docente ed è disponibile sulla pagina del corso sul portale della didattica. Il materiale è redatto in lingua inglese. Sono suggeriti i seguenti testi di approfondimento (alcuni sono disponibili sul web, altri in biblioteca): Space Mission Analysis and Design (SMAD), 3rd Edition, W.J. Larson and J.R. Wertz, Space Technology Library, Vol. 8 Space Mission Engineering: The New SMAD, J.R. Wertz, D.F. Everett, J.J. Puschell, Space Technology Library, Vol. 28 Elements of Spacecraft Design, C.D. Brown, AIAA Education Series Mission Geometry; Orbit and Constellation Design and Management, J.R. Wertz et alii, Space Technology Library, Vol. 13 Human Spaceflight; Mission analysis and Design, W.J. Larson, Space Technology Series, McGraw Hill ECSS standards (http://www.ecss.nl/) NASA System Engineering Handbook, NASA/SP-2007-6105, Rev1. PROPULSIONE SPAZIALE R. G. Jahn, Physics of Electric Propulsion, Prima Edizione, McGraw-Hill, New York, NY, 1968. L. Casalino Dispense disponibili sul portale della didattica.

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SPACE MISSIONS AND SYSTEMS DESIGN Specific reference material has been prepared by professor and is made available to the students on the web (lecture notes are provided in English). The following reference text books are also suggested (some of them are available on the web, others may be borrowed from the library): Space Mission Analysis and Design (SMAD), 3rd Edition, W.J. Larson and J.R. Wertz, Space Technology Library, Vol. 8 Space Mission Engineering: The New SMAD, J.R. Wertz, D.F. Everett, J.J. Puschell, Space Technology Library, Vol. 28 Elements of Spacecraft Design, C.D. Brown, AIAA Education Series Mission Geometry; Orbit and Constellation Design and Management, J.R. Wertz et alii, Space Technology Library, Vol. 13 Human Spaceflight; Mission analysis and Design, W.J. Larson, Space Technology Series, McGraw Hill ECSS standards (http://www.ecss.nl/) NASA System Engineering Handbook, NASA/SP-2007-6105, Rev1. SPACE PROPULSION R. G. Jahn, Physics of Electric Propulsion, first edition, McGraw-Hill, New York, NY, 1968. L. Casalino Handouts available on the course site.

Progetto di missioni e sistemi spaziali/Propulsione spaziale (Propulsione spaziale)

SPACE MISSIONS AND SYSTEMS DESIGN Specific reference material has been prepared by professor and is made available to the students on the web (lecture notes are written in English). The following reference text books are also suggested (some of them are available on the web, others may be borrowed from the library): Space Mission Analysis and Design (SMAD), 3rd Edition, W.J. Larson and J.R. Wertz, Space Technology Library, Vol. 8 Space Mission Engineering: The New SMAD, J.R. Wertz, D.F. Everett, J.J. Puschell, Space Technology Library, Vol. 28 Elements of Spacecraft Design, C.D. Brown, AIAA Education Series Mission Geometry; Orbit and Constellation Design and Management, J.R. Wertz et alii, Space Technology Library, Vol. 13 Human Spaceflight; Mission analysis and Design, W.J. Larson, Space Technology Series, McGraw Hill ECSS standards (http://www.ecss.nl/) NASA System Engineering Handbook, NASA/SP-2007-6105, Rev1. SPACE PROPULSION R. G. Jahn, Physics of Electric Propulsion, first edition, McGraw-Hill, New York, NY, 1968. L. Casalino Handouts available on the course site.

Progetto di missioni e sistemi spaziali/Propulsione spaziale (Progetto di missioni e sistemi spaziali)

Modalità di esame: prova orale obbligatoria; elaborato grafico individuale; elaborato grafico prodotto in gruppo; elaborato scritto prodotto in gruppo;

Progetto di missioni e sistemi spaziali/Propulsione spaziale (Propulsione spaziale)

Modalità di esame: prova orale obbligatoria;

Progetto di missioni e sistemi spaziali/Propulsione spaziale (Progetto di missioni e sistemi spaziali)

PROGETTO DI MISSIONI E SISTEMI SPAZIALI L’apprendimento è verificato mediante colloquio orale sugli argomenti trattati durante il corso. Al fine di verificare il pieno raggiungimento degli obiettivi e quindi l’acquisizione delle competenze attese, il colloquio verte sugli argomenti teorici così come sul contenuto del project work, e sui contributi dati dalle testimonianze aziendali se applicabili. In relazione al project work, l’allievo è invitato a presentarsi con la propria copia della relazione finale (nella forma di un report o di una presentazione), di cui sarà chiamato a discutere una parte a scelta del docente. La relazione relativa al project work deve essere consegnata obbligatoriamente al termine del corso, mediante procedura informatica sul portale della didattica. Il voto finale sarà dato dalla valutazione complessiva della prova orale e delle presentazioni intermedie del project work. POPULSIONE SPAZIALE L’esame è orale. Consiste in due o tre domande, relative al programma del corso, poste ad ogni candidato e sviluppate attraverso la discussione o lo svolgimento di brevi calcoli al fine di accertare l'acquisizione delle conoscenze richieste.

Progetto di missioni e sistemi spaziali/Propulsione spaziale (Propulsione spaziale)

PROGETTO DI MISSIONI E SISTEMI SPAZIALI L’apprendimento è verificato mediante colloquio orale sugli argomenti trattati durante il corso. Al fine di verificare il pieno raggiungimento degli obiettivi e quindi l’acquisizione delle competenze attese, il colloquio verte sugli argomenti teorici così come sul contenuto del project work, e sui contributi dati dalle testimonianze aziendali se applicabili. In relazione al project work, l’allievo è invitato a presentarsi con la propria copia della relazione finale, di cui sarà chiamato a discutere una parte a scelta del docente. La relazione relativa al project work deve essere consegnata obbligatoriamente al termine del corso, mediante procedura informatica sul portale della didattica. Il voto finale sarà dato dalla valutazione complessiva della prova orale e delle presentazioni intermedie del project work (PDR/CDR). POPULSIONE SPAZIALE L’esame è orale. Consiste in due o tre domande, relative al programma del corso, poste ad ogni candidato e sviluppate attraverso la discussione o lo svolgimento di brevi calcoli al fine di accertare l'acquisizione delle conoscenze richieste.

Progetto di missioni e sistemi spaziali/Propulsione spaziale (Progetto di missioni e sistemi spaziali)

Exam: compulsory oral exam; individual graphic design project; group graphic design project; group essay;

Progetto di missioni e sistemi spaziali/Propulsione spaziale (Propulsione spaziale)

Exam: compulsory oral exam;

Progetto di missioni e sistemi spaziali/Propulsione spaziale (Progetto di missioni e sistemi spaziali)

SPACE MISSIONS AND SYSTEMS DESIGN At the end of the course, an examination takes place to test the knowledge of the student. Each student shall attend the examination on both theory and project work. Each student shall present and defend his/her project work during the oral exam. It is suggested that the student brings his/her own copy of the report and/or presentation. The report shall be submitted in advance on the webpage of the course for examination by the professor (due date will be communicated during the term). The final mark is given on the basis of the overall work done by the student during the project work, and verified in particular during the final presentation, and the result achieved in the final oral exam. SPACE PROPULSION Oral examination. The exam consists in two or three questions about the course program, with discussion and execution of simple calculations to assess the acquisition of the required knowledge.

Progetto di missioni e sistemi spaziali/Propulsione spaziale (Propulsione spaziale)

SPACE MISSIONS AND SYSTEMS DESIGN At the end of the course, an examination takes place to test the knowledge of the student. Each student shall attend the examination on both theory and project work. Each student shall present and defend his/her project work during the oral exam. It is suggested that the student brings his/her own report copy. The report shall be submitted in advance on the webpage of the course for examination by the professor (due date will be communicated during the term). The final mark is given on the basis of the overall work done by the student during the project work (verified in particular during PDR/CDR presentations) and the result achieved in the final oral exam. SPACE PROPULSION Oral examination. The exam consists in two or three questions about the course program, with discussion and execution of simple calculations to assess the acquisition of the required knowledge.



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