Nel suo stabilimento di Torino Alenia Spazio produce sistemi e sottosistemi per satelliti scientifici, sistemi spaziali abitati completi dei carichi utili associati, sistemi di lancio e trasporto spaziale, con responsabilità completa di ricerca e sviluppo, integrazione e prove. Le attività sistemistiche coprono ogni fase dalla concezione preliminare sino alle attività di supporto alle operazioni in orbita delle infrastrutture spaziali abitate e dei satelliti scientifici. Le attività sottosistemistiche coprono in particolare le attività relative alle strutture, al controllo termico, al controllo ambientale, al software di bordo, ai cablaggi, ai sistemi di controllo d'assetto.
Correlati all'ampia gamma delle sue attività di produzione e di integrazione e prova, lo stabilimento di Torino dispone di capacità e ambienti attrezzati tra i più ampi e moderni in Europa.

Le Tecnologie di Alenia Spazio

Alenia Spazio, in piu' di trent'anni di attivita' spaziali, ha raggiunto una posizione di leadership nei sistemi spaziali, con prospettive di ulteriori sviluppi a livello mondiale, attraverso accordi con le principali industrie ed organizzazioni internazionali; inoltre ha maturato l'esperienza necessaria per diventare primo contraente di programmi per satelliti scientifici delle agenzie ASI ed ESA.
Alenia Spazio, grazie agli accordi fra le agenzie ASI, ESA e NASA, e' diventata leader nella produzione dei moduli abitati per la Stazione Spaziale Internazionale e possiede il know-how tecnologico per la produzione dei sistemi abitati, riconosciuto di livello mondiale e pari a quello delle maggiori industrie americane.

Le attuali attivita' di Ricerca e Sviluppo consentono ulteriori sviluppi tecnologici per l'innovazione dei processi e dei prodotti, permettendo inoltre il consolidamento delle leadership gia' acquisite.

In particolare, si prevedono livelli di eccellenza in varie aree tecnologiche, fra cui: strutture pressurizzate in lega di alluminio saldata ed in materiale composito; controllo attivo del rumore e delle vibrazioni; piattaforme in materiale composito; radiatori dispiegabili con circuiti bifasici a capillarita' per il controllo termico dei satelliti; controllo di assetto autonomo con sensori stellari; simulazione distribuita su piu' siti geografici.
Nello Stabilimento di Torino, Alenia Spazio svolge numerose attivita' di ricerca e sviluppo nelle aree di sistema, struttura, controllo termico ed ambientale, avionica e software, cablaggi, controllo di assetto ed integrazione per sistemi abitati, satelliti scientifici, carichi utili scientifici, lanciatori, sistemi di trasporto ed infrastrutture di supporto a terra.
Piu' di 1000 addetti, con elevate professionalita', operano nelle aree di management, qualita', ingegneria, fabbricazione, laboratori, integrazione, verifica e prove.
Vengono qui a seguito riassunte, in modo schematico, le principali aree tecnologiche e le relative attività di ricerca e sviluppo.

Tecnologie di Ingegneria

- meccanica: analisi statiche (stress lineare e non-lineare, stabilita', ottimizzazione), dinamiche (modali, acustiche), di meccanica della frattura e fatica (integrità strutturale, propagazione dei difetti, spettro dei carichi); disegnazione CAD.
Ricerca e Sviluppo: controllo attivo del rumore e delle vibrazioni; protezioni meteoritiche; strutture espandibili pressurizzate.

- termo-fluido-dinamica: analisi termiche (modelli termici, regime stazionario e transitorio), termo-idrauliche (leggi di controllo dei circuiti, pressione, temperatura), fluido-dinamiche (estinzione incendi, velocità aria in cabina), di contaminazione (polveri/chimica); disegnazione CAD.
Ricerca e Sviluppo: radiatore dispiegabile con circuito bifase e pompa capillare; circuiti a fluido con pompa meccanica, per satelliti; criogenia; contaminazione ambientale; sistemi biologici e fisico-chimici chiusi, per missioni interplanetarie.

- elettronica e software: architettura elettronica ed analisi elettriche, di compatibilita' elettromegnetica e di radiazione; progettazione, integrazione, verifica e validazione del software.
Ricerca e Sviluppo: concurrent engineering e simulazione distribuita fra ambienti remoti; ambiente hw+sw per modellizzazione multidisciplinare di sistemi; architetture avioniche avanzate.

- dinamica e controllo: analisi di missione, controllo di assetto ed orbitale, guida, navigazione e controllo, rendez-vous e attracco, ottica, gestione propellenti e rifornimento, rientro, discesa e atterraggio.
Ricerca e Sviluppo: simulazioni di dinamica, meccanica del volo, apertura paracadute ed atterragio; interferometria laser per diagnostica tomografica e per metrologia; sviluppo codici di calcolo CFD.

- logistica ed operazioni: analisi di logistica ed operazioni, manuali, trasporto, supporto a terra, processamento dati di volo in tempo reale ed off-line.
Ricerca e Sviluppo: addestramento personale di terra ed astronauti con tecniche di realta' virtuale.

Tecnologie di Produzione

- strutture pressurizzate abitate: formatura, trattamenti superficiali e saldatura di pannelli ed anelli, fresatura delle flange, assemblaggio con attacchi, strutture secondarie interne ed esterne, protezioni meteoritiche.
La formatura dei pannelli cilindrici e'realizzata per age-creep forming in autoclave, quella dei pannelli conici per brake forming sotto pressa idraulica. La saldatura, automatica TIG o VPPA, e' eseguita in green rooms, classe 500000.
Materiali usati: 2219, acciai, leghe di titanio, Inconel.
Controlli non distruttivi: raggi X, eddy current, liquidi penetranti.
Approvvigionamenti: semi-lavorati, pannelli, anelli, attacchi, parti in lamiera.
Ricerca e Sviluppo: materiali compositi polimerici (resin transfer molding per anelli, fiber placement per pannelli), saldatura VPPA e per attrito di leghe alluminio-litio e 2219.

- strutture di satelliti: fabbricazione parti, verniciatura ed assemblaggio di coni e cilindri centrali in sandwich con pelli in CFRP o lamiera corrugata, piattaforme e pannelli in sandwich con pelli in CFRP, supporti tubolari in lega leggera o CFRP.
La fabbricazione di componenti (laminati solidi, corrugati, pannelli sandwich, tubi, coni e cilindri in composito) e' realizzata in clean rooms classe 100000, mediante processi di laminazione manuale, avvolgimento su macchina CN a 4 assi, cura in autoclave, incollaggio, insertaggio dei pannelli, verniciatura.
Materiali usati: CFRP a matrice epossidica, leghe di alluminio e titanio.
Controlli non distruttivi: ultrasuoni, bonding test.

Approvvigionamenti: semi-lavorati, contornitura e foratura dei pannelli sandwich, attacchi, parti in lamiera.
Ricerca e Sviluppo: strutture in materiale composito a matrice polimerica e metallica (alluminio)

- serbatoi per propellenti: saldatura con processo TIG, in green room classe 500000, di lamiere rullate, calotte repossate ed anelli; fresatura flange; passivazione; assemblaggio di strutture interne anti-sloshing e filtri.
Materiali usati: acciaio inossidabile austenitico-ferritico, con precise tolleranze di contenuto in zolfo
Controlli non distruttivi: raggi X, liquidi penetranti.
Approvvigionamenti:lamiere rullate, calotte repossate, anelli, parti in lamiera.

- controllo termico attivo: produzione delle linee fluidiche con saldatura automatica "orbital TIG welding"; integrazione con gli equipaggiamenti in clean room classe 100000.
Materiali usati: acciai inossidabili, titanio, teflon.
Controlli non distruttivi: raggi X, liquidi penetranti.
Approvvigionamenti: semi-lavorati, raccordi, pacchi pompe, valvole, cold-plate, scambiatori di calore, sensori di temperatura e di pressione.

- controllo termico passivo: produzione di coperte termiche multistrato, con taglio automatizzato; radiatori, anche con heat-pipe e circuiti bifase; trattamenti superficiali, verniciatura ed incollaggio specchi; integrazione in clean room classe 100000.
Materiali usati: kapton, mylar, betacloth, dacron-net, vernici.
Controlli non distruttivi: misure di proprieta' termo-ottiche.
Approvvigionamenti: semi-lavorati, termo-resistenze, sensori di temperature, heat-pipe.

- ECLS (environmental control and life support): produzione di condotti dell'aria, diffusori, isolanti ed attenuatori acustici, sistemi anticondensazione, tubazioni, pannelli per estinzione del fuoco; integrazione in clean room classe 100000.
Materiali usati: compositi (kevlar), teflon, alluminio, acciaio, monel, kapton, beta-cloth.
Approvvigionamenti: semi-lavorati, ventilatori, scambiatori di calore, valvole, sensori, serbatoi, filtri aria.
Ricerca e Sviluppo: tubazioni e diffusori in composito

- harness: produzione di harness di volo e per prove a terra, clean room classe 100000.
Materiali usati: hi-rel, ESA / NASA standard.
Controlli non distruttivi: isolamento e continuita', con Circuit Analyzer CKT 1000.
Approvvigionamenti: hi-rel, ESA / NASA standard.

- controllo di assetto ed orbitale (AOCS): definizione della configurazione e dei modi operativi con relativi algoritmi, produzione del software applicativo, integrazione in clean room classe 100000.
Approvvigionamenti: sensori, attuatori ed equipaggiamenti elettronici.
Ricerca e Sviluppo: sistemi robotici per aggancio e manutenzione di satelliti e della stazione spaziale; meccanismi di rilascio di cavo (tether); guida e navigazione di veicoli di superficie per esplorazione di pianeti (riconoscimento di immagine, reti neurali, logica fuzzy); sistema di controllo di assetto con "sensore stellare autonomo", basato su riconoscimento di immagine e confronto con catalogo stellare computerizzato di bordo.

Tecnologie di Integrazione

Analisi dei requisiti, definizione dei criteri di verifica e filosofia dei modelli; integrazione, verifica e prove funzionali meccaniche, termiche, fluidiche, elettriche e di compatibilita' elettromagnetica (EMC) di sistemi spaziali, in clean rooms classe 100000. I Sistemi Spaziali , durante le attività di Integrazione e Test, richiedono speciali aree di produzione con ambiente a contaminazione controllata.
All'interno di queste aree devono essere controllati e garantiti (valori costanti) la temperatura, l'umidità relativa, la velocità del flusso e la pressione dell'aria nell'ambiente.
Per poter eseguire il corretto controllo della contaminazione (particellare) occorre realizzare non solo una opportuna filtrazione dell'aria, ma anche scegliere opportuni materiali che costituiscono la camera e le attrezzature, gli equipaggiamenti e le macchine in essa contenuti, assieme al controllo del comportamento del personale (l'uomo e` la principale fonte di contaminazione particellare) dotandolo di opportuni indumenti decontaminati.
Nelle Clean Rooms e` necessario quindi realizzare le condizioni atte a garantire e monitorare contaminanti e parametri dell'aria in accordo ai requisiti di ambiente a contaminazione controllata richiesti.

Se non espressamente e diversamente richiesto dai prodotti specifici per lo Spazio, gli ambienti a contaminazione controllata, adottati per le attività di Integrazione e Test delle unità di volo dei Sistemi Spaziali, sono le Clean Rooms in Classe 100.000.
La classe delle Clean Rooms è definita in accordo alla normativa internazionale ISO 14644 (che ha sostituito la normativa americana FED STD 209) e si riferisce al massimo numero di particelle inquinanti (minori o uguali a 0.5 micron in un piede cubo di aria) contenute nell'ambiente.
Pertanto il livello di pulizia delle Clean Rooms e quindi la classe di appartenenza, superiore o inferiore alla classe 100000, sarà definito e realizzato tenendo conto dei requisiti di pulizia del prodotto spaziale e in relazione alle necessita` operative e produttive (che includono impianti, attrezzature e servizi necessari ai processi di produzione) e al numero di persone operanti in queste aree. .

Ricerca e Sviluppo: automazione dei processi di integrazione, di verifica, di misure
elettriche e di compatibilita' elettromagnetica.

Tecnologie di Laboratorio

- simulazione, misura e controllo di assetto: allestito in clean room classe 100000, su blocco antisismico, per prove di controllo di assetto, con hardware-in-the-loop ed in tempo reale, con simulatori dinamico, di sole, stelle e terra; prove di metrologia ed olografia laser su banco ottico; prove di meccanismi per ambienti di micro-gravita'.
Ricerca e sviluppo: sistemi robotici; sistemi di controllo di assetto; interferometria laser.

- elettronica e di sviluppo software: bread-boarding per verifica di nuovi progetti; computer aided software engineering.
Ricerca e Sviluppo: collegamenti in rete ad alta velocita' e multimedialita'; simulazione.

- human engineering: analisi e simulazioni di posture e movimenti in assenza di gravita', di accessibilita' e di abitabilita'.
Ricerca e Sviluppo: sviluppo di esperimenti di scienza della vita; ergonomia; contaminazione da radiazioni.

- termo-strutturale: dotato di capacita' sperimentali per sistemi spaziali, anche di grandi dimensioni, e per velivoli, esegue prove statiche, di pressione, di meccanica della frattura e fatica, modali, acustiche, di vibrazione, in termo-vuoto e termo-idrauliche.
Ricerca e Sviluppo: criogenia; circuiti bifase con pompe a capillarita'

- materiali e processi: esegue su materiali vari (metallici, compositi, vernici, gomme, adesivi, gas, soluzioni chimiche, acque di scarico) prove meccaniche, esami metallurgici, analisi chimico-fisiche, controlli non distruttivi.
Ricerca e Sviluppo: sviluppo processi di produzione.

- metrologico: esegue calibrazioni e manutenzione di strumenti per misure elettriche e di frequenza (centro SIT), pressione, temperatura, flussi di gas e di liquidi, massa,coppie di serraggio, campi magnetici.

Tecnologie dei Veicoli di Lancio Recuperabili (RLV)

La complessita' dei futuri sistemi di trasporto spaziale e delle relative tecnologie innovative comporta la necessita'di un capitolo dedicato ai lanciatori recuperabili ed ai veicoli di rientro, operanti in un'ambiente particolarmente severo, caratterizzato da vuoto, meteoriti e detriti, ossigeno atomico, radiazioni ultraviolette e ionizzanti per la parte spaziale e da elevati carichi aerodinamici, temperature e numeri di Mach per la parte atmosferica.
La riduzione dei costi operativi comporta la riduzione del numero degli stadi e la riutilizzabilita' dei lanciatori; si accentua cosi' ulteriormente la gia' difficile sfida dell'innovazione tecnologica, e la realizzazione di dimostratori tecnologici appare, quindi, inevitabile per verificare e validare le scelte progettuali in condizioni reali. E' allo studio un innovativo sistema di prove di rientro con dimostratore tecnologico riutilizzabile, portato prima in quota da un pallone stratosferico e sucessivamente spinto a quote piu' elevate da un motore a razzo. Si possono in questo modo eseguire prove di rientro ed atterraggio, per validazione di tecnologie del rientro e di strumenti di calcolo, e con riutilizzo del veicolo per verifiche delle operazioni e della riutilizzabilita'.

Ricerca e Sviluppo: studi di configurazione e di sistema; ricerche di aerodinamica e aerotermodinamica (CFD), meccanica del volo, stabilita' e controllo, guida e navigazione, materiali compositi per alte temperature (polimerici e metallici), controllo termico e criogenia; sviluppi di serbatoio criogenico in alluminio-litio e saldato per attrito, protezioni termiche ceramiche ed in gamma-titanio, strutture per alte temperature, sistema di raffreddamento criogenico ad idrogeno; sviluppo di dimostratore tecnologico per prove di rientro.