Spacecraft system engineering Dr. Emanuele Pace Febbraio 2008 Corso di Tecnologie Spaziali – Lezione 2

System 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 lobiettivo 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 Spaziali2

Tipologie di missione Comunicazioni Comunicazioni Osservazione della terra Osservazione della terra Meteorologia Meteorologia Navigazione Navigazione Astronomia e fisica Astronomia e fisica E. Pace - Tecnologie Spaziali3 Missione ScientificaMilitare Commerciale Space environment Space environment Stazioni spaziali Stazioni spaziali Militare Militare Dimostratori tecnologici Dimostratori tecnologici Osservazione della luna Osservazione della luna

E. Pace - Tecnologie Spaziali4 Scelta dellorbita OrbitaDimensioniCosto Massa del Satellite Massa del Satellite Obiettivi scientifici Obiettivi scientifici Comunicazioni Comunicazioni Radiazione di fondo Radiazione di fondo Copertura del cielo Copertura del cielo Atmosfera residua Atmosfera residua Calore della Terra Calore della Terra Lanciatore

E. Pace - Tecnologie Spaziali5 Missione spaziale Lanciatore Satellite Stazioni a terra

E. Pace - Tecnologie Spaziali6 Sviluppo di un satellite 1.Idea 2.Obiettivi della mssione 3.Announcement of Opportunity (AO) 4.Selezione 5.Fase A: studio di fattibilità 6.PDR: Project Design Review Scelta definitiva 7.Fase B: studio di fattibilità dettagliato scientifico, ingegneristico e finanziario 8.CDR: Critical Design Review Fattibilità 9.Fase C: Costruzione degli strumenti 10.Fase D: Integrazione su satellite 11.Lancio Consenso Progetto

E. Pace - Tecnologie Spaziali7 Obiettivo requisiti & specifiche Obiettivo della Missione Richieste dello user Limiti politici Limiti economici Richieste per la missione Prestazioni Affidabilità Copertura Costi Durata Ground segment Stazioni di terra Data processing Specifiche per la sonda Orbita Potenza Configurazione Massa Operazioni Lanciatore Volume Massa Environment Specifiche per i sottosistemi TermicoPotenzaComunicazioni StrutturaElettronicaControllo dassetto 1 2 3

E. Pace - Tecnologie Spaziali8 Sottosistemi del bus Space segment BusPayload Propulsione (1) (4) Termico (1) (6) Controllo dassetto 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 funzionamento riportati nella diapositiva successiva

Sottosistemi del payload E. Pace - Tecnologie Spaziali9 Payload Sistema di raccolta del segnale RivelatoriStruttura Termico Elettronica Alimentazione Data handling Meccanica Termica Telescopio Calorimetro Spettrometro Imaging

E. Pace - Tecnologie Spaziali10 Requisiti di funzionamento 1.Il payload deve essere puntato nella direzione corretta 2.Il payload deve essere controllabile 3.I dati dal payload devono essere trasmessi a Terra 4.Lorbita selezionata devessere mantenuta 5.Il payload devessere mantenuto insieme sulla piattaforma sulla quale è montato 6.Il payload deve operare ed essere affidabile durante il periodo stabilito 7.Una sorgente di energia devessere disponibile per effettuare tutte le operazioni della sonda

E. Pace - Tecnologie Spaziali11 Esempio: INTEGRAL

E. Pace - Tecnologie Spaziali12 Sviluppo di un satellite Qualifica dei componenti Qualifica dei componenti Electrical Model: Electrical Model: electrical tests EMC tests Procedure di check pre-lancio Structural Model: Structural Model: thermo-vacuum test vibration tests Flight Model Flight Model Engineering Model Proto-Flight Model