Satellite PRISMA : analisi di missione per il precursore italiano dedicato al telerilevamento mediante iperspettroscopia

The present work deals with the mission analysis of PRISMA (Precursore Iperspettrale della Missione Applicativa), a small LEO satellite which has been designed for Earth observation and provided with innovative electro-optical instrumentation which combines a hyperspectral sensor with a panchromatic, medium-resolution camera. PRISMA is a small Italian mission of demonstrative/technological and pre-operational nature. In order to reach the goals, a LEO sun-synchronous, frozen, repetitive orbit has been selected. PRISMA will work in a perturbed environment where different forces modify the operative orbit, making an intense corrective action necessary. Besides being complex, the problem is strongly constrained by the restricted requirements from ASI and by the satellite characteristics and configuration which were already been defined (e.g., thrusters model, approximate weight, tank size, platform). These constraints also affect other mission phases, like the orbit acquisition and the de-orbiting: for these phases, different approaches have been compared and some solutions have been suggested. The present work means to offer some useful cues for an effective mission analysis planning, highlighting limits and problems emerged from the various approaches considered. The main difficulties concern the very narrow acceptability boxes of the orbital parameters and the compliance with constraints: all that may lead up to revise some mission aspects, in certain cases. The analyses have been especially developed by means of STK Astrogator and Matlab.

Il presente lavoro sviluppa alcuni aspetti di analisi di missione per il sistema PRISMA (Precursore Iperspettrale della Missione Applicativa), un piccolo satellite in orbita LEO, progettato per l’osservazione della Terra, provvisto di una strumentazione innovativa che combina uno spettrometro e una camera pancromatica, a media risoluzione. PRISMA è una piccola missione italiana, di natura dimostrativa/tecnologica e pre-operativa. Per poter raggiungere gli scopi prefissati, è stata selezionata un’orbita operativa LEO sun-sincrona, frozen e ripetitiva. L’ambiente in cui PRISMA si trova a dover operare è soggetto a diverse forze che perturbano tale orbita operativa e rendono necessaria un’intensa azione correttiva. Il problema già di per sè complesso, risulta inoltre fortemente vincolato dall’imposizione di requisiti stringenti e da caratteristiche già fissate per il sistema. Alcuni di questi vincoli influenzano anche altre fasi della missione, come l’acquisizione dell’orbita e il de-orbiting, per le quali sono stati comparati differenti approcci e proposte delle soluzioni. Il lavoro qui presentato si propone di offrire degli spunti utili per una pianificazione efficace dell’analisi di missione, mettendo in luce i limiti o i problemi emersi dai vari approcci considerati. Le difficoltà principali sono legate al rispetto dei requisiti e dei box di accettabilità dei parametri che sono molto ristretti e ciò potrebbe anche portare, in casi estremi, a dover rivedere alcuni aspetti della missione. Le analisi sono state svolte principalmente con STK Astrogator e Matlab.