Un progetto europeo per lo sviluppo di un’efficiente architettura di rete a uso spaziale
Ethernet, la tecnologia dominante per le reti cablate, è ampiamente utilizzata in numerose applicazioni terrestri. È caratterizzata da costi relativamente bassi, e ciò ne ha favorito l’impiego in applicazioni per cui non era stata inizialmente concepita (come nel caso del settore aerospaziale), generando una serie di difficoltà del tutto inedite. Nell’intento di superare tali sfide, il progetto SEPHY, finanziato dall’UE, si è occupato dello sviluppo di componenti Ethernet in grado di sopportare l’ambiente ostile dello spazio, aprendo la strada a potenziali applicazioni nei sistemi di comunicazione spaziale. SEHPY permetterà all’Europa porsi all’avanguardia nello sviluppo di componenti spaziali di valenza fondamentale, poiché attualmente non sono disponibili ricetrasmettitori Ethernet di grado aerospaziale sul mercato globale. «Il mercato spinge verso lo sviluppo di componenti Ethernet destinati all’industria aerospaziale», spiega il coordinatore del progetto Daniel González Gutiérrez, di Arquimea, Spagna. «È innegabile che ciò generi pressioni non indifferenti, ma significa anche che tutti i partner del consorzio sono determinati a sviluppare un prodotto non ancora disponibile ma per cui esiste già una domanda significativa. Inoltre, ciò dovrebbe contribuire a ridurre la dipendenza da tecnologie soggette a controlli delle esportazioni reperite al di fuori del continente europeo». I collegamenti in rete nello spazio La sempre crescente complessità delle tecnologie aerospaziali ha reso prioritario lo sviluppo di sistemi di collegamento in rete di prossima generazione. I sistemi di rete non solo hanno il compito di agevolare la comunicazione tra tutti i dispositivi di bordo, ma anche di garantire funzionalità costanti in un ambiente incredibilmente difficile. «I requisiti dei circuiti integrati nello spazio sono estremamente diversi da quelli destinati ad applicazioni terrestri», spiega González. «In particolare, le radiazioni intense possono compromettere l’affidabilità dei sistemi. Proprio per questo, i circuiti integrati per le applicazioni spaziali necessitano di una notevole cura nelle fasi di ideazione e fabbricazione, al fine di assicurarne il funzionamento in un contesto tanto ostile». Una possibile soluzione, su cui si è concentrato il progetto SEPHY, consiste nella progettazione di componenti Ethernet resistenti alle radiazioni (rad-hard). Ottenere la resistenza alle radiazioni implica rendere i componenti e i sistemi elettronici resistenti ai danni e malfunzionamenti provocati da queste ultime. Il progetto SEPHY si sta occupando dello sviluppo di ricetrasmettitori rad-hard che consentano ai sistemi spaziali di utilizzare tecnologie Ethernet preservando al tempo stesso l’interoperabilità con gli standard tecnici esistenti. Per ottenere la resistenza alle radiazioni, il progetto SEPHY si è avvalso di uno speciale processo di fabbricazione volto a limitare l’impatto delle radiazioni sui circuiti integrati, un risultato raggiunto sia mediante l’impiego di materiali isolanti che tramite l’adozione di nuove tecniche di progettazione dei circuiti. I collaudi dei prototipi sono stati avviati all’inizio di gennaio 2017 e gli esiti preliminari hanno evidenziato prestazioni decisamente convincenti. La seconda fase di collaudi dei circuiti integrati avrà inizio alla fine dell’estate 2018, per poi proseguire sino al completamento del progetto previsto per la fine dell’anno. Lo scopo sarà perfezionare i prototipi in modo che siano il più possibile pronti per la fase di commercializzazione. «Finora, le impressioni dei partner del consorzio e degli utenti finali sono state positive e siamo certi di poter ottenere i risultati sperati», commenta González. Nuove frontiere Secondo González, sul lungo termine il progetto SEPHY permetterà all’Europa di conquistare una posizione dominante nel campo dell’adozione di tecnologie Ethernet rad-hard nello spazio. Ciò non potrà che tradursi in nuove opportunità commerciali nell’industria dell’high tech, ponendo in prima linea il contributo di ricercatori e accademici. «Il mercato dei circuiti integrati a uso commerciale e industriale è attualmente dominato da aziende non europee», afferma González. «Ci auguriamo che il successo di SEPHY ci permetterà non solo di acquisire indipendenza tecnologica per le attività spaziali europee, ma anche di diventare leader di mercato». Il consorzio SEPHY ha in mente anche di riutilizzare i componenti sviluppati nell’ambito di altre applicazioni di importanza critica, ad esempio nei settori automobilistico, dell’avionica e dei sistemi industriali, in cui le tecnologie Ethernet costituiscono già o si preparano a diventare la tecnologia di rete dominante. Tutto questo conferma che l’iniziativa nutre ambizioni che vanno ben al di là dei sistemi spaziali, come sottolinea González. «Estendere l’utilizzo di SEPHY ad applicazioni terrestri potrebbe aiutare l’Europa a posizionarsi come un attore globale sul mercato dei circuiti Ethernet integrati», prosegue, «specie nelle applicazioni critiche».
Parole chiave
SEPHY, Ethernet, terrestre, circuiti integrati, satellite, rad-hard, avionica, spazio