La facility di calibrazione è un assieme dedicato alla calibrazione e al test di accelerometri per uso spaziale e terrestre. Il set-up sperimentale è stato progettato e assemblato in origine per la realizzazione della calibrazione, con procedura sviluppata ad hoc, dell’accelerometro spaziale ISA, attualmente a bordo della missione BepiColombo diretta a Mercurio.
Il set-up ha una struttura modulare ed è adattabile allo strumento in misura. E’ utilizzato in camera pulita dato che lo strumento in misura richiede tipicamente un ambiente controllato in termini di temperatura, umidità e pulizia.
Nella scheda b. è riportata una immagine della facility, dei suoi elementi principali e delle sue caratteristiche tecniche. L’accelerometro è fissato all’interno di una scatola meccanica di interfaccia, realizzata in alluminio, utilizzata per facilitare il montaggio e la gestione dello strumento durante le misurazioni. Un rotatore, posto sotto alla scatola, consente di ruotare l’accelerometro attorno ad un asse verticale. Sotto di esso, una slitta lineare di alta precisione, alimentata ad aria fornita da un compressore esterno e dedicato, viene utilizzata per applicare le forzanti necessarie ad eccitare il sensore in misura. L’assieme è fissato a un piano di livellamento in alluminio, usato per porre in dinamica il sensore rispetto alla gravità locale. Il cubo ottico è utilizzato come riferimento in caso di calibrazione. Una tripletta di laser a triangolazione, tra loro ortogonali, posizionati vicino al cubo di calibrazione, permettono di misurare lo spostamento relativo dell’unità in misura rispetto ad esso. Infine, tutto il sistema si appoggia su un massiccio banco ottico a terra, fornendo un piano molto stabile, planare e rigido.
Tutta la strumentazione è gestita tramite workstation dedicate con le quali è possibile movimentare slitta lineare, rotatore e laser in maniera coordinata e secondo le esigenze. L’accelerometro (caso di ISA) è gestito tramite un Test Equipment custom con work station annessa.
Negli anni passati la facility è stata usata per la calibrazione dell’accelerometro ad alta sensibilità ISA (Italian Spring Accelerometer), attualmente a bordo della missione BepiColombo (ESA/-JAXA) diretta a Mercurio, oltrechè utilizzata per test e prove sul modello DM di ISA dopo il lancio del FM. Attualmente è in uso per la calibrazione di un nuovo accelerometro, HAA (High Accuracy Accelerometer), che verrà imbarcato nella missione JUICE (ESA, lancio nel 2022), diretta alla esplorazione delle lune gioviane ed in particolare di Ganimede.
La facility è stata realizzata nel 2015, è modulare e permette di essere adattata a seconda delle esigenze sperimentali. E’ in via di aggiornamento per l’utilizzo in JUICE e attualmente è completamente operativa.
1 Accelerometro 2 Cubo di calibrazione 3 Box meccanico di supporto e gestione
4 rotatore 5 Slitta lineare ad aria 6 piano di livellamento
7 laser 8 banco ottico 9 movimentazioni micrometriche
Caratteristiche tecniche:
- Caratteristiche Meccaniche
- Massa: ~ 40 kg, Dimensioni: 700 x 700 x 500 mm3
- 1 Movimentazione Lineare Aerotech ABL15005 Air-Bearing Direct-Drive Linear Stage
- Corsa: Fino a 50 mm, Accuratezza: ± 0.3 µm, Pitch, Yaw, Roll: ± 0.5 arcsec, Carico (in asse): Fino a 35 kg
- 1 Movimentazione Rotatoria Newport RV120HAT
- Corsa: ±170°, Risoluzione: 0.36 secondi d’arco, Accuratezza assoluta: 0.005°, Carico (in asse): Fino a 180 kg
- 3 Laser a triangolazione: Keyence
- Lunghezza d’onda: 650 nm, risoluzione: 50 nm (2) – 100 nm (1), Ortogonalità terna: < 2°
- 1 Cubo ottico: Cubo ottico a specchio, materiale N-BK 7, l = 15 mm +/- 0.1 mm, Ortogonalità: 90° +/- 1 secondo d’arco, Planarità: < λ/4
Marco Lucente