Un adattatore sviluppato in Svizzera mira a proteggere i satelliti dalle vibrazioni del lancio

I lanci dei razzi possono esporre i satelliti a vibrazioni abbastanza intense da mettere a rischio i delicati dispositivi elettronici di bordo. Un nuovo adattatore sviluppato in Svizzera mira a intercettare queste forze prima che raggiungano il carico utile del veicolo spaziale.

I ricercatori dei Laboratori federali svizzeri per la scienza e la tecnologia dei materiali, noti come Empa, hanno sviluppato il sistema insieme all’azienda spaziale svizzera Beyond Gravity. Il componente si trova tra un satellite e il suo vettore di lancio e forma il collegamento attraverso cui il carico utile raggiunge l’orbita.

La necessità è particolarmente urgente durante la separazione degli stadi del razzo. Quando uno stadio si stacca da un altro, la conseguente perturbazione meccanica può propagarsi attraverso la struttura del vettore e raggiungere il satellite. Gli strumenti progettati per misurare segnali fisici delicati possono essere vulnerabili a questi movimenti, anche se il satellite rimane strutturalmente intatto.

Il progetto assegna alla Svizzera un ruolo nella soluzione di un problema molto concreto dell’ingegneria spaziale. Combina le ricerche di Empa sui materiali e sulle strutture avanzati con l’esperienza di Beyond Gravity nella realizzazione di componenti per satelliti e vettori di lancio. Andrea Bergamini, ricercatore di Empa, ha affermato che una protezione migliore potrebbe permettere di inviare nello spazio strumenti di misurazione più sensibili.

Il lavoro è stato presentato il 22 settembre 2026, dopo che il concetto era stato esaminato tramite simulazioni e test di prototipi.

L’adattatore modifica il modo in cui le vibrazioni del lancio si propagano nella struttura. Anziché trattare il componente come un connettore passivo, i ricercatori lo hanno riprogettato come cristallo fononico, una struttura ingegnerizzata che controlla la trasmissione delle onde meccaniche.

Nel progetto svizzero, le vibrazioni longitudinali dannose vengono convertite in movimento rotatorio. Anelli di alluminio integrati ruotano mentre le vibrazioni attraversano l’adattatore. Questo movimento assorbe e dissipa parte dell’energia, riducendo le forze che proseguono verso il carico utile del satellite.

Il principio ricorda il modo in cui materiali progettati con cura possono guidare o bloccare le onde sonore, anche se l’adattatore agisce sulle vibrazioni meccaniche di una struttura di lancio. La sua geometria determina il percorso della perturbazione e la risposta degli anelli. L’obiettivo è gestire le vibrazioni nel punto di collegamento, prima che raggiungano gli strumenti fragili installati all’interno del veicolo spaziale.

Questo approccio potrebbe offrire una soluzione più mirata rispetto al semplice aumento della massa o all’impiego di materiali smorzanti convenzionali. I progettisti di satelliti devono bilanciare la protezione con limiti rigorosi di peso, volume e resistenza strutturale. Ogni componente aggiuntivo deve inoltre resistere alle condizioni estreme del lancio e mantenere la propria affidabilità nello spazio.

Empa e Beyond Gravity hanno presentato la struttura come parte di un adattatore per carichi utili di nuova concezione. Ulteriori lavori ingegneristici serviranno a determinarne le prestazioni con diversi profili di lancio e configurazioni di carico utile.

Le simulazioni e i test sui prototipi hanno già dimostrato il potenziale del concetto, ma la qualificazione per il volo resta da affrontare. Empa ha dichiarato che la struttura ha dato prova della propria validità nelle simulazioni al computer e nei test con un prototipo fisico.

Questi risultati segnano una tappa importante dello sviluppo, ma non equivalgono ancora a una missione spaziale. Un adattatore destinato al volo deve soddisfare requisiti rigorosi in termini di resistenza, resistenza alla fatica, comportamento termico e uniformità di fabbricazione. Deve inoltre essere compatibile con le interfacce utilizzate dai fornitori di servizi di lancio e dai produttori di satelliti.

Beyond Gravity ha depositato una domanda di brevetto per l’invenzione, tutelando il progetto fondamentale mentre i partner continuano a perfezionarlo. L’azienda, con sede in Svizzera, fornisce sistemi e strutture per l’industria spaziale. Il suo coinvolgimento offre alla ricerca un percorso verso lo sviluppo industriale e una possibile integrazione nei futuri sistemi per carichi utili.

La fonte non indica una data di lancio, un razzo previsto o una specifica missione satellitare. Non riporta neppure dati misurati sulla riduzione delle vibrazioni né la massa finale dell’adattatore. Questi dettagli saranno importanti quando gli ingegneri confronteranno il sistema con le tecnologie di isolamento esistenti per i lanci.

La prossima fase si concentrerà sull’ottimizzazione. I ricercatori dovranno adattare il componente ai vincoli delle missioni reali senza compromettere l’effetto di controllo delle onde che rende prezioso il cristallo fononico.

La possibilità di utilizzare strumenti più performanti potrebbe essere il principale vantaggio della tecnologia. Andrea Bergamini ha affermato che una maggiore protezione dalle vibrazioni del lancio potrebbe permettere ai veicoli spaziali di trasportare in orbita strumenti di misurazione più sensibili.

È un aspetto importante per le missioni che dipendono da rilevazioni precise. Gli strumenti progettati per individuare piccoli cambiamenti nell’ambiente, misurare condizioni fisiche o osservare oggetti lontani possono risentire delle perturbazioni meccaniche prima ancora di iniziare il loro lavoro nello spazio. Proteggerli durante il lancio potrebbe ampliare la gamma di apparecchiature che i costruttori di satelliti sono disposti a portare in volo.

Per la Svizzera, il progetto collega la ricerca nazionale sui materiali con il consolidato settore manifatturiero spaziale del Paese. Empa apporta competenze nell’ambito delle strutture e dei materiali avanzati, mentre Beyond Gravity offre esperienza nei componenti per satelliti e sistemi di lancio. La collaborazione riflette anche il modo in cui aziende e istituti di ricerca svizzeri partecipano a missioni internazionali, anche quando i lanci avvengono all’estero.

L’adattatore è ancora una tecnologia in fase di sviluppo. Gli ingegneri dovranno ottimizzarlo prima che possa essere impiegato su un razzo e i test futuri stabiliranno se le sue prestazioni, dimostrate con simulazioni e prototipi, si confermano in condizioni di volo. Una qualificazione riuscita potrebbe offrire ai progettisti di satelliti un ulteriore strumento per controllare i carichi del lancio mantenendo compatti i carichi utili.

Il risultato immediato è un concetto svizzero brevettato con un obiettivo ingegneristico preciso: ridurre le vibrazioni nel punto in cui il satellite è collegato al razzo.