Rocket

Colombo 3 torna a terra in due tempi. All’apogeo si apre il primo paracadute, piccolo, che stabilizza la discesa. Più in basso si apre il paracadute principale, che rallenta il razzo fino all’atterraggio.

I due sistemi sono indipendenti. Nel primo vano il gas di una cartuccia di CO₂ spinge una piastra che scorre su guide lineari e porta fuori il paracadute. Il principale esce di lato: due servocomandi sbloccano un portello e una seconda piastra, spinta da elastici, lo fa uscire.

Le corde che legano i paracadute al razzo reggono almeno dieci volte il carico previsto, e delle girelle impediscono che si attorciglino. Le espulsioni si provano a terra prima di ogni volo.

Il vento, la temperatura dell’aria e la massa cambiano da un lancio all’altro, e con loro la quota finale. Per fermarsi a 3 chilometri e non oltre, Colombo 3 frena da solo.

Quando il motore si è spento, e dopo un ritardo di sicurezza, un controllo PID confronta la quota prevista con quella voluta e apre tre petali fuori dal corpo: più escono, più aria frenano. Prima dell’apogeo i petali rientrano sempre.

Il meccanismo sta in 62 mm di razzo. Un servo al centro gira una ruota da 59 denti, che muove tre pignoni da 24 denti; ogni pignone porta un petalo. Con questo rapporto i petali girano 2,46 volte più del servo.

L’elettronica di bordo è progettata dalla squadra, su circuiti stampati fatti da noi. Misura il volo, decide quando aprire aerofreni e paracadute e manda i dati a terra. I sensori importanti sono doppi: se uno sbaglia, l’altro se ne accorge.

L’assetto viene da accelerometri e giroscopi, uniti agli altri sensori con un filtro di Kalman. Due antenne GPS guardano in direzioni opposte, così il segnale non si perde quando il razzo ruota. I dati si registrano anche a bordo, in due copie.

Il software si prova con l’elettronica vera collegata a un simulatore di volo, hardware-in-the-loop. In rampa l’elettronica si arma da fuori in un ordine fisso: prima il recupero, poi la telemetria, per ultima l’accensione del motore.

Il regolamento chiede almeno 1 kg di carico. Colombo 3 porta tre moduli in formato CanSat, cilindri da 66 mm di diametro e 115 di altezza, impilati subito sotto l’ogiva. Ogni modulo pesa fra 300 e 350 g.

Dentro c’è un esperimento di biofisica che continua il lavoro di Zero-G: capire cosa fanno le accelerazioni forti a cellule vive e a cristalli di proteine. I cristalli cresciuti sulla Stazione Spaziale, per esempio, al rientro subiscono urti fino a 67 g, e si rovinano.

Il carico è separato dal razzo, meccanicamente ed elettricamente, e si qualifica con cicli di temperatura, vibrazioni e centrifuga.