I giovani progettisti di razzi puntano in alto

ARIS è un'associazione studentesca svizzera fondata nel 2017 dagli studenti di ETH, HSLU e ZHAW. L'obiettivo consiste nel dare agli studenti l'opportunità di applicare le loro conoscenze in progetti spaziali. Dal 2018, ARIS partecipa alla Spaceport America Cup annuale con ricerche sui razzi sviluppate in autonomia. Da diversi anni maxon supporta ARIS con la tecnologia di azionamento, componenti torniti e fresati nell'officina degli apprendisti e con l'esperienza tecnica. Quest'anno ARIS ha completato 3 progetti.

• Il progetto per razzi PICCARD ha sviluppato l'ultima versione del raggio da ricerca ARIS.
• Il progetto motore DAEDALUS basato sui progetti di sviluppo degli anni precedenti con la realizzazione del primo motore ibrido per razzi di ARIS
• Il progetto PHOENIX ha sviluppato la tecnologia di controllo di un paracadute e ha quindi fatto atterrare autonomamente un razzo da ricerca in un punto definito.

PICCARD

Il progetto più grande con oltre 60 studenti partecipanti è il progetto del razzo PICCARD. Il razzo sonda è stato creato per volare fino a 30.000 piedi alla Spaceport America Cup, è lungo 6,20m e ha un peso al decollo di 98 kg. È alimentato dal motore ibrido per razzi DAEDALUS sviluppato da un altro team.
La sfida maggiore quest'anno è stata l'integrazione del motore del razzo e lo sviluppo dell'infrastruttura di supporto per il lancio. Quest'anno, oltre al razzo, sono state sviluppate una stazione di rifornimento autonomo e una stazione di tracciamento. Oltre al motore, il razzo è composto da una struttura leggera, dall'avionica, da un sistema di recupero e dal carico utile. Il cono aerodinamico e le alette conferiscono stabilità al razzo durante il volo. La struttura è modulare. I moduli tubolari realizzati in carbonio e plastica rinforzata con fibre di vetro sono separati da paratie in alluminio. Durante il lancio del razzo, i moduli vengono assemblati sul posto e collegati con anelli di serraggio. La punta in metallo del cono e gli anelli di serraggio sono stati prodotti dall'officina di formazione di maxon.
L'avionica assicura la comunicazione da terra al razzo. Una stazione di tracciamento, composta da due torri di trasmissione girevoli, segue il razzo in volo e assicura che venga mantenuto il collegamento con il razzo durante l'ascensione e il recupero. Le torri di trasmissione sono azionate da motori maxon.

DAEDALUS

Finora tutti i razzi da ricerca ARIS hanno volato con robusti motori commerciali per razzi. Quest'anno segnerà la svolta. Dal 2019, infatti, ARIS sta sviluppando un proprio motore per razzi che è stato integrato per la prima volta in assoluto quest'anno.

Il sistema di valvole del motore del razzo è azionato da un motore elettrico maxon.

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Il motore DAEDALUS è stato sviluppato nel corso di un anno da 6 studenti dell'ETH nell'ambito di un progetto focus. Utilizza protossido di azoto liquido come ossidante e SORPAL (una miscela di sorbitolo, paraffina e alluminio) come combustibile solido. L'ossidante è conservato un un serbatoio appositamente sviluppato e iniettato nella camera di combustione attraverso un sistema di valvole azionato da un motore elettrico maxon. Qui l'ossidante reagisce con il carburante e viene iniettato. I gas ad alta temperatura lasciano la camera di combustione attraverso un ugello particolarmente resistente al calore che genera la propulsione. La potenza viene trasferita al resto della struttura del razzo dal ritegno del motore prodotto nel laboratorio di formazione di maxon. Il motore DAEDALUS è stato testato approfonditamente, Sono stati eseguiti ben 5 test di flusso a freddo e 7 accensioni a caldo ed è stato possibile misurare una spinta di picco di 7,98 kN. Per il rifornimento del motore durante il lancio del raggio è stata sviluppata una stazione di rifornimento apposita. Anche il componente di interfaccia, che provvede allo sgancio prima del lancio del razzo, è stato prodotto nel laboratorio di formazione di maxon.

I membri del team preparano una prova di caduta.

PHOENIX

I razzi ARIS vengono recuperati utilizzando dei paracadute in modo che possano essere di nuovo messi in volo. Per poter controllare il punto di atterraggio del razzo in futuro, quest'anno è stato avviato un progetto di sviluppo aggiuntivo. Nell'ambito del progetto PHOENIX, 8 studenti dell'ETH e del ZHAW hanno realizzato un prototipo che utilizza due azionamenti maxon per controllare un paracadute e fare atterrare autonomamente un carico simile al razzo in una zona di atterraggio predefinita. Il sistema genera una traiettoria a bordo e la segue con l'aiuto di diversi sensori. Il sistema è stato testato con successo con diverse prove di caduta da un elicottero.