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Automazione e Strumentazione
Maggio 2016
SCENARI
primo piano
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compiere un
atterraggio verticale automatico
,
posandosi sulle ‘zampe’ retrattili che monta in
coda. Quando il primo stadio del Falcon 9 deve
effettuare la sua procedura di rientro in mare,
si posa su una chiatta, anch’essa automatica, in
grado di mantenere il punto fisso.
Nati dall’automazione per l’industria
Oltre che da un punto di vista concettuale, il
recente successo di SpaceX è, per una parte
importante, dovuto all’applicazione di tecnologie
direttamente mutuate dall’industria
che vanno
dalla strumentazione al software di controllo, uti-
lizzando soluzioni collaudate in termini di fattibi-
lità sia ingegneristica sia economica.
Può apparire un paradosso che un progetto così
innovativo come quello di SpaceX sia partito uti-
lizzando delle tecnologie già diffuse e di compro-
vata affidabilità, ma questo è invece uno dei tratti
innovativi
che hanno caratterizzato questo pro-
getto sin dal suo esordio e che, molto probabil-
mente, sono alla base dei successi ottenuti finora.
SpaceX ha evitato di ricreare sistemi che esiste-
vano già sul mercato e che avevano già provato
di essere efficaci. Questo è stato il caso, per esem-
pio,
del software e dell’hardware di controllo
,
che sono in gran parte di provenienza industriale.
Un ruolo di rilievo, tra il software utilizzato da
SpaceX, è svolto da
LabView
, la piattaforma gra-
fica per lo sviluppo e la progettazione di sistemi
di
Nationa Instruments
(NI). Infatti, LabView è
impiegato per controllare le apparecchiature del-
la base di lancio e per comandare e monitorare i
veicoli spaziali. Osservando le immagini dei fil-
mati diffusi via internet da SpaceX, che trasmette
in tempo reale i suoi lanci ed è molto attiva an-
che sui social network, è possibile cogliere dalle
inquadrature della sala di controllo che su gran
parte dei monitor è presente l’interfaccia tipica di
LabView, cioè il ‘Front Panel’ che gli utenti del
diffuso software grafico di NI hanno imparato a
conoscere e la cui immediatezza rappresenta uno
dei motivi per cui questo pacchetto per lo svilup-
po di sistemi è considerato così appetibile anche
nell’ambito dell’industria e della ricerca.
LabView è utilizzato per
controllare le apparec-
chiature della piattafor-
ma di lancio, attraverso
l’hardware DAQ e la stru-
mentazione PXI. Inol-
tre, è basato su LabView
anche il software del si-
stema di missione che,
senza essere direttamen-
te collegato con i dispo-
sitivi DAQ, consente di
comandare e monitorare
i veicoli di lancio e le
capsule recuperabili che
trasportano il carico pa-
gante. I programmi realizzati con questo am-
biente di sviluppo grafico hanno un ruolo anche
nel recupero in mare dei vettori di lancio do-
po il decollo, nel recupero delle capsule dopo
l’ammaraggio e nella configurazione del carico
destinato a rifornire la Stazione Spaziale Inter-
nazionale. Infine, sono utilizzati degli applicati-
vi basati su LabView anche nelle procedure di
manutenzione dei centri di controllo.
Oltre a quanto attiene il software, è chiaro l’ap-
proccio industriale seguito da SpaceX anche dal
punto di vista dell’
hardware di controllo
dove,
proprio come sta accadendo nell’industria mani-
fatturiera e di processo, si assiste a una
semplifi-
cazione nei cablaggi e a una convergenza verso
lo standard Ethernet
.
Infatti, l’elettronica di controllo dei motori del
vettore spaziale Falcon 9 è stata fortemente
semplificata, grazie anche all’utilizzo di un
unico protocollo standard per la trasmissione
dei dati, fino ad arrivare al punto che tutta l’a-
vionica occorrente per la gestione dei motori
può essere contenuta in tre sole scatole, che
sono responsabili di tutte le attività digitali
e analogiche. Ogni gruppo di controllo del
motore è essenzialmente un modulo autonomo
plug-and-play che coordina la propria attività
in base ai comandi di alto livello emessi dal
computer di volo presente sul secondo stadio
del vettore. I soli cavi che vanno dalla fuso-
liera al gruppo di ciascun motore sono
un cavo
Ethernet e un cavo di alimentazione
.
Su molti dei monitor della sala di controllo di SpaceX
è visibile l’interfaccia grafica del software NI LabView
(fonte: Elon Musk)
La chiatta robotizzata dove si posa il primo stadio del vettore
Falcon 9 quando deve effettuare un rientro sull’oceano