COSMITO - COmpressive Sampling Multispectral Imaging camera for remoTe Observation

Azienda / Ente: ANTARES Scarl

Sommario

Sviluppo di un sistema innovativo di imaging multispettrale ultracompatto da posizionare su satelliti di piccole dimensioni, per missioni di osservazione della terra ed esplorazione dello spazio.

Approfondimento

L'obiettivo di COSMITO era lo sviluppo di un sistema innovativo di imaging multispettrale ultracompatto, da imbarcare su satelliti di piccole dimensioni, per missioni di osservazione della terra ed esplorazione dello spazio. COSMITO propone una filosofia architetturale del tutto nuova, possibile solo grazie all'impiego di tecnologie abilitanti nel settore dell'ottica, dell'optoelettronica e dei materiali innovativi. Il progetto rappresenta un ponte per il superamento della cosiddetta "valle della morte tecnologica" che spesso ostacola il trasferimento del know how dal mondo della ricerca a quello industriale. Le attività di ricerca e sviluppo previste contribuiscono ad accelerare la crescita competitiva delle imprese coinvolte, grazie allo sviluppo di una nuova classe di camere multispettrali ad alto contenuto tecnologico.  In uno scenario di competizione globale, l'innovazione non può più essere rappresentata unicamente dal miglioramento delle prestazioni, ma è necessario intervenire sullo sviluppo di soluzioni che anticipino le esigenze del mercato attraverso innovazioni "disruptive" capaci di introdurre funzionalità completamente nuove, ridefinendo uil concetto di prodotto e di business. La prima fase dell’attività di R&S finalizzata alla realizzazione della camera multispettrale per osservazione remota a singolo pixel, obiettivo finale del progetto COSMITO, ha riguardato differenti sottosistemi del payload.

Sono stati raggiunti numerosi obiettivi tecnologici:

- Per quanto riguarda lo sviluppo del detector, l’attività svolta ha permesso di ottimizzarne i parametri di fabbricazione convergendo sulla configurazione top-bottom GaAs N-I-P e Ge P-I su substrato di Si drogato n e un interlayer di AlGaAs per la realizzazione con approccio a singolo etch di un dispositivo con spessore nominale di 4 μm.

- Per quanto concerne il sistema ottico, il processo di ottimizzazione ha portato alla definizione del layout ottico del telescopio, f/3 di tipo Ritchey-Chrétien, accoppiato ad un correttore a lenti sferiche. È stata inoltre definita l’interfaccia ottica tra telescopio, DMD e spettrografo, basandosi sull’impiego di bundle di fibre ottiche operanti nel dominio spettrale VIS e Near-IR.

- È stato, inoltre, definito il layout opto-meccanico preliminare della camera, eseguendo l’analisi dei materiali meccanici da adottare nella realizzazione, che ha portato all’identificazione di una lega di alluminio ad elevate prestazioni.

- Infine, sono stati sviluppati gli algoritmi di acquisizione e ricostruzione delle immagini mediante tecniche di Compressive Sampling, che rappresentano l’elemento cardine per la realizzazione del sistema di imaging multispettrale a singolo pixel, che caratterizza il payload di osservazione.

Per quanto riguarda gli elementi qualificanti del progetto, le innovazioni sviluppate all’interno di COSMITO hanno riguardato principalmente le tecnologie di realizzazione innovativa dei sensori a singolo pixel, lo sviluppo dell’approccio tramite algoritmi di Compressive Sampling per l’acquisizione e la ricostruzione del segnale luminoso ottenuto dai sensori e infine la definizione di un sistema opto-meccanico compatto ed efficiente, che consente l’utlizzo dei sensori sviluppati per la realizzazione di un payload di osservazione multispettrale ad alte prestazioni ma minore complessità rispetto ai sistemi analoghi a pixel multipli.

Le competenze acquisite durante il progetto potranno essere efficacemente sfruttate per la futura realizzazione di sensori sempre più efficienti, dal punto di vista spettrale, permettendo l’implementazione di architetture payload multispettrali competitive dal punto di vista di masse, costi, tempi di realizzazione, dimensioni e soprattutto semplicità di utilizzo. Questo consentirà anche un vantaggio competitivo nella realizzazione di un prodotto che si basa su tecnologie ad oggi non diffuse, sia in Italia che in Europa, potendo quindi aprire la strada verso la commercializzazione e l’immissione sul mercato in una posizione dominante.