Spacecraft system engineeringSpacecraft system engineering

Dr. Emanuele PaceDr. Emanuele Pace

Febbraio 2008Febbraio 2008

Corso di Tecnologie Spaziali – Lezione 2Corso di Tecnologie Spaziali – Lezione 2

System engineeringSystem engineering

DEFINIZIONE

Processo logico di attività che trasforma una serie di

requisiti generati da uno specifico obiettivo di missione

nella piena descrizione di un sistema che soddisfa l’obiettivo in modo ottimale. Esso assicura che tutti gli aspetti del progetto siano stati considerati e integrati in un insieme consistente.

Da Chambers Science and Technology Dictionary

E. Pace - Tecnologie Spaziali 2

Tipologie di missioneTipologie di missione

ComunicazioniComunicazioni Osservazione della terraOsservazione della terra MeteorologiaMeteorologia NavigazioneNavigazione Astronomia e fisicaAstronomia e fisica

E. Pace - Tecnologie Spaziali 3

MissioneMissione

ScientificaScientifica MilitareMilitare

CommercialeCommerciale

Space environmentSpace environment Stazioni spazialiStazioni spaziali MilitareMilitare Dimostratori tecnologiciDimostratori tecnologici Osservazione della lunaOsservazione della luna

E. Pace - Tecnologie Spaziali 4

Scelta dell’orbitaScelta dell’orbita

OrbitaOrbita

DimensioniDimensioni

CostoCosto

Massa del SatelliteMassa del Satellite

Obiettivi scientificiObiettivi scientifici

ComunicazioniComunicazioni

Radiazione di fondoRadiazione di fondo

Copertura del cieloCopertura del cielo

Atmosfera residuaAtmosfera residua

Calore della TerraCalore della Terra

LanciatoreLanciatore

E. Pace - Tecnologie Spaziali 5

Missione spazialeMissione spaziale

LanciatoreLanciatore

SatelliteSatellite

Stazioni Stazioni a terraa terra

E. Pace - Tecnologie Spaziali 6

Sviluppo di un satelliteSviluppo di un satellite

1.1. IdeaIdea

2.2. Obiettivi della mssioneObiettivi della mssione

3.3. Announcement of Opportunity (AO)Announcement of Opportunity (AO)

4.4. SelezioneSelezione

5.5. Fase A: studio di fattibilitàFase A: studio di fattibilità

6.6. PDR: Project Design Review PDR: Project Design Review Scelta definitiva Scelta definitiva

7.7. Fase B: studio di fattibilità dettagliato scientifico, Fase B: studio di fattibilità dettagliato scientifico, ingegneristico e finanziarioingegneristico e finanziario

8.8. CDR: Critical Design Review CDR: Critical Design Review Fattibilità Fattibilità

9.9. Fase C: Costruzione degli strumentiFase C: Costruzione degli strumenti

10.10. Fase D: Integrazione su satelliteFase D: Integrazione su satellite

11.11. LancioLancio

ConsensoConsenso ProgettoProgetto

E. Pace - Tecnologie Spaziali 7

Obiettivo requisiti & specificheObiettivo requisiti & specifiche

Obiettivo della MissioneRichieste dello user

Limiti politiciLimiti economici

Richieste per la missionePrestazioni Affidabilità Copertura Costi

Durata

Ground segmentStazioni di terraData processing

Specifiche per la sondaOrbita PotenzaConfigurazione Massa

Operazioni

LanciatoreVolumeMassa

Environment

Specifiche per i sottosistemiTermico Potenza Comunicazioni

Struttura Elettronica Controllo d’assetto

1

2

3

E. Pace - Tecnologie Spaziali 8

Sottosistemi del busSottosistemi del bus

Space segment

BusPayload

Propulsione (1) (4)

Termico (1) (6)Controllo d’assetto e di orbita (1) (4)

Struttura (5)

Data handling (2)Telemetria (2) e comandi (3) Power (7)

Meccanismi (5)

I numeri tra parentesi sono riferiti ai requisiti di I numeri tra parentesi sono riferiti ai requisiti di funzionamento riportati nella diapositiva successivafunzionamento riportati nella diapositiva successiva

Sottosistemi del payloadSottosistemi del payload

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PayloadPayload

Sistema di raccolta Sistema di raccolta del segnaledel segnale

RivelatoriRivelatori StrutturaStruttura

TermicoTermico

ElettronicaElettronica

AlimentazioneAlimentazione

Data handlingData handling

MeccanicaMeccanica

TermicaTermica

TelescopioTelescopio

CalorimetroCalorimetro

SpettrometroSpettrometro

ImagingImaging

E. Pace - Tecnologie Spaziali 10

Requisiti di funzionamentoRequisiti di funzionamento

1.1. Il payload deve essere puntato nella direzione correttaIl payload deve essere puntato nella direzione corretta

2.2. Il payload deve essere controllabileIl payload deve essere controllabile

3.3. I dati dal payload devono essere trasmessi a Terra I dati dal payload devono essere trasmessi a Terra

4.4. L’orbita selezionata dev’essere mantenutaL’orbita selezionata dev’essere mantenuta

5.5. Il payload dev’essere mantenuto insieme sulla Il payload dev’essere mantenuto insieme sulla piattaforma sulla quale è montatopiattaforma sulla quale è montato

6.6. Il payload deve operare ed essere affidabile durante il Il payload deve operare ed essere affidabile durante il periodo stabilitoperiodo stabilito

7.7. Una sorgente di energia dev’essere disponibile per Una sorgente di energia dev’essere disponibile per effettuare tutte le operazioni della sondaeffettuare tutte le operazioni della sonda

E. Pace - Tecnologie Spaziali 11

Esempio: INTEGRALEsempio: INTEGRAL

E. Pace - Tecnologie Spaziali 12

Sviluppo di un satelliteSviluppo di un satellite

Qualifica dei componentiQualifica dei componenti

Electrical Model:Electrical Model:

electrical testselectrical tests

EMC testsEMC tests

Procedure di check pre-Procedure di check pre-lanciolancio

Structural Model: Structural Model:

thermo-vacuum testthermo-vacuum test

vibration testsvibration tests

Flight ModelFlight Model

En

ginee

ring M

od

elE

ngin

eering

Mo

del

Pro

to-F

ligh

t Mod

el

Pro

to-F

ligh

t Mod

el