Lo studio proposto è indirizzato alla costruzione di una piccola stazione di terra per missioni di nano-satelliti (satelliti di massa inferiore a 10 kg) che permetta di stimare l'assetto di satelliti a partire dall'analisi della polarizzazione dei segnali ricevuti. Il sistema da costruire si basa su componentistica low cost, incluse delle Software Defined Radio (radio a definizione software) multi-canale programmabili dagli utenti, che saranno testate ricevendo segnali di vari piccoli satelliti in orbita. Insieme alla stima dell'assetto, il progetto di ricerca permetterebbe di migliorare le prestazioni della stazione riducendo o annullando le perdite per polarizzazione del segnale, migliorando la qualità delle comunicazioni spazio-terra (down link) e quindi alla quantità dei dati scaricabili da nano-satelliti. Lo studio sarà articolato nel progetto dell'architettura del sistema ricevente e quindi in una campagna di test prima a terra e poi con una 'on-field campaign' che riceva segnali da satelliti durante i loro passaggi sopra l'Italia. Le due innovazioni previste dai risultati attesi del progetto potrebbero risultare di supporto ad un'architettura più 'snella' di stazioni di terra, il cui costo ridotto e le migliorate performances potrebbero migliorare l'inclusione di un numero crescente di istituzioni e Nazioni all'interno dei segmenti di terra delle missioni spaziali Universitarie e non. La migliorata ricostruzione d'assetto permetterebbe di migliorare il tracciamento delle piattaforme spaziali miniaturizzate nell'interesse di una maggior sostenibilità delle operazioni, data la congestione e l'utilizzo crescente delle orbite basse per missioni spaziali basate su piccole piattaforme.
Lo sviluppo di tecniche per mantenere l'informazione sulla polarizzazione a basso costo ha la possibilità di fornire diversi vantaggi e innovazioni. Una delle più semplici applicazioni è la realizzazione di un sistema di stazione di terra che non sia sensibile alla polarizzazione del segnale in trasmissione e che riesca a recuperare pacchetti anche per satelliti la cui velocità angolare sia comparabile con la durata di un pacchetto. Potrebbe essere infatti possibile scegliere una configurazione di antenne polarizzate adatte in parallelo tali che nel caso peggiore la perdita di polarizzazione sia 0dB. Un adeguato mixing dei segnali con una SDR a più canali potrebbe generare un unico segnale per il demodulatore che sia insensibile alla polarizzazione. Questo porterebbe ad un grande aiuto al link budget di nano-satelliti, cancellando totalmente le perdite di polarizzazione. Allo stesso tempo l'informazione sulla polarizzazione può essere utilizzata per dedurre o aumentare una stima di determinazione di assetto, se combinata ad un modello dell'emissività dell'antenna, sia in termini di polarizzazione che di guadagno. Ciò può essere ottenuto senza la necessità di demodulare il segnale in trasmissione. Questo fornirebbe un metodo alternativo per verificare da terra la correttezza dei dati di assetto di bordo o per migliorare localmente la stima. Inoltre, l'informazione può essere utilizzata per verificare il corretto dispiegamento dei sistemi di antenne comparando le misure con il modello di emissione aspettato.
I due avanzamenti proposti si inquadrano con efficacia nei trend di ricerca attuali per i piccoli satelliti ed in generale le piattaforme orbitanti miniaturizzate. Un miglioramento della qualità della comunicazione e della quantità di pacchetti scambiabili con una ground station permetterebbe l'inserimento di apparati di terra più semplici, meno costosi e acquisibili da enti di ricerca e Università di ogni paese al mondo all'interno del segmento di terra di missioni micro- e nano-satellitari. Questo favorirebbe l'accesso allo spazio e l'inclusione di un sempre maggiore numero di istituzioni all'interno del settore spaziale, obiettivo in linea con le linee guida delle Nazioni Unite per lo sviluppo sostenibile e la loro applicazione al settore spaziale (messa in luce da organismi sovranazionali come il COPUOS e l'UNOOSA). Un rilassamento dei requisiti per stabilire comunicazioni efficienti con un satelliti supporterebbe anche uno sviluppo più rapido ed ottimizzato di missioni basate sullo scambio di dati con piattaforme a bassa performance e basso costo, come la conversione di missioni di monitoraggio di risorse ambientali al concept dell'Internet of Things, con la delocalizzazione di sensori in grado di comunicare autonomamente con la piattaforma spaziale, o come l'applicazione della telemedicina al settore spaziale tramite uno scambio efficace di dati sanitari e istruzioni con comunità non aventi accesso a infrastrutture sanitarie. A più alto livello, entrambe le applicazioni proposte possono essere inquadrate all'interno del concept urbanistico delle Smart Cities, dove le infrastrutture fisiche di una comunità urbana si interconnettono ad una serie di servizi di nuova generazione, come il supporto fornibile da piattaforme satellitari con un più immediato scambio di dati con le centrali di controllo infrastrutturali.
Per quanto riguarda l'innovativo sistema di determinazione d'assetto proposto, la transizione alla miniaturizzazione delle piattaforme orbitanti, dove missioni che decenni fa venivano svolte a bordo di satelliti di varie tonnellate possono oggi essere svolte da satelliti sotto i 10 kg, ha introdotto un numero via via crescente di satelliti lanciati che hanno progressivamente saturato l'ambiente operativo dell'orbita bassa. Se il cardine della 'New Space Economy' è rappresentabile proprio da questa transizione a piattaforme più piccole, il bisogno di un tracking più preciso è di vitale importanza per mantenere la sostenibilità dell'ambiente spaziale e la effettiva possibilità di continuare a svolgere operazioni nelle orbite più congestionate. Inoltre, quando i satelliti da tracciare sono prossimi al rientro in atmosfera, la maggiore densità atmosferica a quote più basse impone la conoscenza dell'assetto del satellite per calcolare la resistenza aerodinamica subita dal satellite per poi riuscire a prevedere con più efficacia la traiettoria e la data di rientro. Infine, considerando che circa il 20% delle piattaforme CubeSat incontrano un fallimento della missione per colpa di un malfunzionamento del sistema ricetrasmittente, il riconoscimento di un mancato dispiegamento delle antenne permetterebbe un supporto di grande valore alle analisi di failure per queste missioni miniaturizzate, i cui risultati porterebbero benefici a tutti i futuri operatori di CubeSat e piccoli satelliti e, in ultimo, alla comunità spaziale intera per la sovracitata sostenibilità dell'ambiente orbitale.