Design and testing of the supporting structures for the deployable mechanism of the DORA telescope

In the field of Space applications, one of the most important requirements for any designer is to create a design that minimizes the instrument mass fulfilling the mission design requirements. The main idea of this work is to develop a structural design for the DORA Telescope (Deployable Optics for Remote Sensing Application) by reducing the mass of the components holding the deployable structure. Thus, the activity required the development of a multibody model of the deployment mechanism, based on testing of a mockup, to identify the forces during the deployment to be used for the design. Then, computed forces and torques are used to optimize the structural components by using the generative design approach. The latter allowed achieving large mass reduction, i.e. about the 80% of the available budget for the component development. The finite element assessment of the proposed design allowed validation of the structure vs the quasi-static loading of the mission. The designed components were manufactured, checked, and assembled with the DORA mockup for modal testing-The modal testing allowed verification of the dynamic behavior of the overall assembly whose output is used for the validation of the developed FE models.

Nel campo delle applicazioni spaziali, uno dei requisiti più importanti per qualsiasi progettista è creare un progetto che riduca al minimo la massa dello strumento che soddisfi i requisiti di progettazione della missione. L'idea principale di questo lavoro è sviluppare un progetto strutturale per il telescopio DORA (Deployable Optics for Remote Sensing Application) riducendo la massa dei componenti che sostengono la struttura dispiegabile. Pertanto, l'attività ha richiesto lo sviluppo di un modello multibody del meccanismo di spiegamento, basato sul test di un mockup del sistema, per identificare le forze durante il dispiegamento da utilizzare per la progettazione. Quindi, le forze e le coppie calcolate vengono utilizzate per ottimizzare i componenti strutturali utilizzando l'approccio di progettazione generativa. Quest'ultimo ha permesso di ottenere una notevole riduzione di massa, ovvero circa l'80% del budget disponibile per lo sviluppo della componente. La valutazione attraverso analisi agli elementi finiti del progetto proposto ha consentito la validazione della progettazione effettuata rispetto alle condizioni di funzionamento attese. I componenti progettati sono stati realizzati e verificati attraverso test dimensionali e modali. I test modali effettuati a valle dell’ integrazione dei supporti realizzati con il mockup del sistema dispiegabile ha consentito la misura del comportamento dinamico del sistema assemblato, per la validazione dei modelli ad elementi finiti sviluppati.