An educational experience in virtual and augmented reality to raise awareness about space debris

Space debris represent a threat to space missions, to operational satellites, and also to people and properties on the ground. When an uncontrolled object re-enters the atmosphere part of it is destroyed by the heat while between 10% and 40% of its original mass reaches the Earth’s surface as fragments. These surviving fragments possess enough energy to severely damage what they hit and they also pollute the environment. In this thesis, we designed, developed, and validated an educational application in virtual and augmented reality to raise awareness about the space debris problem. Our application targets both people with some knowledge about space missions (such as aerospace engineering students) and people with other backgrounds. In particular, it aims at supporting the course of ”Orbital Mechanics” at Dipartimento di Scienze e Tecnologie Aerospaziali (DAER) of Politecnico di Milano.

I detriti spaziali rappresentano una minaccia per le missioni spaziali, i satelliti operativi e anche per persone e propriet`a sulla Terra. Quando un oggetto non controllato rientra nell’atmosfera, una parte di esso viene distrutta dal calore mentre una porzione compresa tra il 10% e il 40% della sua massa originale raggiunge la superficie terrestre in forma di frammenti. Questi frammenti superstiti possiedono sufficiente energia per danneggiare gravemente quello che colpiscono e, inoltre, inquinano l’ambiente. In questa tesi abbiamo progettato, sviluppato e valutato un’applicazione educativa in realt`a virtuale e aumentata per la sensibilizzazione al problema dei detriti spaziali. La nostra applicazione si rivolge sia ad un pubblico esperto in fatto di missioni spaziali (ad esempio gli studenti di ingegneria aerospaziale) sia a persone con un altro tipo di formazione. In particolare essa mira a supportare il corso di “Meccanica Orbitale” tenuto al Dipartimento di Scienze e Tecnologie Aerospaziali (DAER) del Politecnico di Milano.