Preliminary Design of an In Orbit Refueling System for Geostationary Satellite

The growing dependence on satellite communications and the increasing demand for space services have led to the need for optimizing the economic and material resources employed in geostationary satellites in orbit. These satellites, positioned at an altitude of 36,000 kilometers above the equator, are crucial for global coverage of telecommunications, television broadcasting, and other critical applications. This thesis aims to study the feasibility of an in-orbit refueling system for geostationary satellites in order to improve their performance and extend their operational life. The objective is to develop an innovative solution for resource management on board satellites, enabling propellant refueling and energy recovery. Through a thorough analysis of operational requirements, technical limitations, and associated costs, multiple trade-offs for in-orbit refueling will be conducted. Aspects related to logistics, hardware design, and interfaces with existing satellites will be considered. The results of this study will provide an evaluation of the technical and economic feasibility of in-orbit refueling for geostationary satellites. Furthermore, the implementation of such a system could enable more efficient resource management, reducing the launch costs of new satellites and contributing to the long-term sustainability of space operations.

La crescente dipendenza dalle comunicazioni satellitari e la sempre maggiore richiesta di servizi spaziali hanno portato alla necessità di ottimizzare le risorse economiche e dei materiali impiegate nei satelliti geostazionari in orbita. Questi satelliti, posizionati a un'altitudine di 36.000 chilometri sopra l'equatore, sono fondamentali per la copertura globale delle telecomunicazioni, della trasmissione televisiva e di altre applicazioni cruciali. La presente tesi di laurea si propone di studiare la fattibilità di un sistema di rifornimento in orbita per i satelliti geostazionari, al fine di migliorarne le prestazioni e prolungarne la vita operativa. L'obiettivo è quello di sviluppare una soluzione innovativa per la gestione delle risorse a bordo dei satelliti, consentendo il rifornimento di propellenti e il recupero di energia. Attraverso un'analisi approfondita delle esigenze operative, delle limitazioni tecniche e dei costi associati, verranno svolti molteplici trade-off per il rifornimento in orbita. Saranno considerati gli aspetti relativi alla logistica, alla progettazione degli hardware ed alle interfacce con i satelliti esistenti. I risultati di questo studio forniranno una valutazione della fattibilità tecnica ed economica del rifornimento in orbita per i satelliti geostazionari. Inoltre, l'implementazione di tale sistema potrebbe consentire una gestione più efficiente delle risorse, riducendo i costi di lancio di nuovi satelliti e contribuendo alla sostenibilità a lungo termine delle operazioni spaziali.