INTRODUZIONE ALL INGEGNERIA AERONAUTICA E SPAZIALE

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1 INTRODUZIONE ALL INGEGNERIA AERONAUTICA E SPAZIALE TESTIMONIANZA DI P. MESSIDORO CORSO DI LAUREA IN INGEGNERIA AEROSPAZIALE POLITECNICO DI TORINO 1

2 IL SISTEMA SPAZIALE 2

3 CONTENUTI Il Sistema Spaziale: tipologie e peculiarita Il Sistema come integrazione di funzioni e di costituenti Schemi di responsabilita industriale e figure tecniche coinvolte Il ciclo di vita del prodotto (accenni) RIF.: ECSS 3

4 RIFERIMENTI ECSS Standards System ECSS-P-001 Glossary of terms SPACE PROJECT MANAGEMENT ECSS-M-00 Policy and principles SPACE PRODUCT ASSURANCE ECSS-Q-00 Policy and principles SPACE ENGINEERING ECSS-E-00 Policy and principles ECSS-M-10 Project breakdown structures ECSS-M-20 Project Organization ECSS-M-30 Project phasing and planning ECSS-M-40 Configuration management ECSS-M-50 Information/documentation Management ECSS-M-60 Cost and schedule management ECSS-M-70 Integrated logistic support ECSS-Q-20 Quality assurance ECSS-Q-30 Dependability ECSS-Q-40 Safety ECSS-Q-60 Electrical, Electronic & Electromechanical (EEE) components ECSS-Q-70 Material, Mechanical parts & process ECSS-Q-80 Software product assurance ECSS-E-10 System engineering ECSS-E-20 Electrical and electronic ECSS-E-30 Mechanical ECSS-E-40 Software ECSS-E-50 Communication ECSS-E-60 Control ECSS-E-70 Ground systems and operations 4

5 IL SISTEMA SPAZIALE: TIPOLOGIE E PECULIARITA 5

6 SISTEMA: UN INSIEME DI ELEMENTI INTERDIPENDENTI COSTITUITO PER CONSEGUIRE UN DETERMINATO OBIETTIVO SVOLGENDO UNA FUNZIONE DEFINITA A SPECIFICA. (IEC 50:1992) 6

7 SISTEMA GALILEO 7

8 SISTEMA STAZIONE SPAZIALE Engineering Support 8

9 SISTEMA INTEGRAL 9

10 TIPOLOGIE DI PRODOTTI SISTEMA CI CONCENTRIAMO SUL SISTEMA DI VOLO Space System Element Launch Vehicle Transfer Vehicle Re-entry Vehicle Spacecraft, including Spacecraft platforms Landing Probes and Rovers Payloads Ground Systems Launch Facility Test Facility Training Facility Ground Refurbishment and Logistics Facility for Re-usable Space Element Sounding Rocket Category Man rated Unmanned Man rated Unmanned Man rated Unmanned Satellite (GEO) Satellite (LEO) Satellite (other) Space station (manned element) Space Station (unmanned element) Communication Payload Instrument Re-usable Space Element Space Station Facility Sounding Rocket Payload Balloon or Aircraft Payload Mission Control Center Payload Control Center Terrestrial Comms Network Comms Earth Terminal Payload Data Management Facility Integrated Logistics Support System Static Facility Ground Support Equipment Fixed to Launch Vehicle Retrievable 10

11 SATELLITI APPLICATIVI 11

12 SISTEMI ABITATI E DI TRASPORTO 12

13 SATELLITI SCIENTIFICI VENUS EXPRESS 13

14 STAZIONE SPAZIALE INTERNAZIONALE INFLATABLE HABITAT 14

15 REQUISITI PECULIARI DEI SISTEMI SPAZIALI PRODOTTO PROTOTIPICO AMBIENTE OSTILE DIFFICOLTA /IMPOSSIBILITA DI PROVA IN AMBIENTE REALE PESO E DIMENSIONI CONTENUTE PULIZIA COMPLESSITA FUNZIONALE CONTROLLO REMOTO/AUTOMATICO AFFIDABILITA, DISPONIBILITA, MANUTENIBILITA E SICUREZZA (RAMS) IMPIEGO DI TECNOLOGIE D AVANGUARDIA 15

16 PRODOTTO PROTOTIPICO VOLENDO CONFRONTARE IL PRODOTTO SPAZIALE CON UN PRODOTTO DI NATURA DIVERSA QUALE QUELLO AERONAUTICO SI RISCONTRANO ALCUNE DIFFERENZE SOSTANZIALI: a) In campo aeronautico il numero di unita di volo da immettere sul mercato e nell ordine di centinaia di velivoli b) Il prodotto aeronautico ha un programma di sviluppo flessibile e quindi puo adottare tecnologie all avanguardia, ma non completamente sviluppate all inizio del progetto c) la vita operativa puo essere supportata da radicali opere di manutenzione e/o retrofit per riadeguarne le prestazioni o i profili di missione d) Lo sviluppo del progetto e supportato da estese prove operative, condotte su prototipi e preserie al fine di affinare e/o correggere il progetto originale 16

17 AMBIENTE OSTILE TEMPERATURA: - 70 C C RADIAZIONI: FASCE DI VAN ALLEN, SOLAR FLARES, RAGGI COSMICI MICROMETEORITI, DETRITI CREATI DA ALTRE MISSIONI SPAZIALI OSSIGENO ATOMICO VUOTO ZERO G 17

18 DIFFICOLTA /IMPOSSIBILITA DI PROVA IN AMBIENTE REALE LA PARTICOLARITA DELL AMBIENTE IN CUI ANDRANNO AD OPERARE I SISTEMI SPAZIALI RENDONO DIFFICOLTOSA ED IN ALCUNI CASI IMPOSSIBILE LA SIMULAZIONE NELLE REALI CONDIZIONI DI IMPIEGO. L EFFETTO COMBINATO DELLE DIVERSE SITUAZIONI (VUOTO, RADIAZIONE, ASSENZA DI GRAVITA, TEMPERATURA, ETC.). E PRATICAMENTE NON VERIFICABILE. TIPICHE PROVE DI SIMULAZIONE AMBIENTALE: SUI MATERIALI : ESPOSIZIONE UV, ESPOSIZIONE O 2, OUTGASSING, ESPOSIZIONE ELETTRONI/PROTONI, CICLATURA TERMICA IN DA MICROMETEORITI E FRAMMENTI VUOTO, IMPATTI SUL SISTEMA: VIBRAZIONI, ASSENZA DI GRAVITA, SIMULAZIONE SOLARE IN VUOTO, COMPATIBILITA ELETTROMAGNETICA 18

19 PESI E DIMENSIONI CONTENUTI IL PRODOTTO SPAZIALE HA NELLA SUA PECULIARITA VINCOLI SPECIFICI IN RELAZIONE AL SUO PESO ED AL SUO INGOMBRO DIMENSIONALE AL LANCIO. TALI VINCOLI SONO DETTATI DAL LANCIATORE CHE DI CONSEGUENZA DETERMINA E LIMITA IL PROGETTO ENTRO AMBITI BEN SPECIFICI SIN DALLE SUE FASI INIZIALI. LA SCELTA DEL LANCIATORE E QUINDI UN FATTORE DETERMINANTE IN RELAZIONE AL FUTURO SVILUPPO DI UN IPOTETICO PROGETTO. ESISTONO NEL MERCATO DIVERSE TIPOLOGIE DI LANCIATORI CON PRESTAZIONI VARIABILI. IN RELAZIONE A TALI CARATTERISTICHE VARIA IL COSTO, IN MODO SIGNIFICATIVO, PER LE OPERAZIONI DI LANCIO E MESSA IN ORBITA DELL OGGETTO. 19

20 PULIZIA PER NON DEGRADARE LE PRESTAZIONI SI RICHIEDE L ASSENZA DI: CONTAMINAZIONE PARTICELLARE Derivante dall ambiente come effetto della deposizione naturale, dalle operazioni di integrazione, dagli operatori stessi. Per particella si intende una entita di dimensioni minuscole con lunghezza, larghezza e spessore osservabili. Normalmente il livello di pulizia viene espresso come numero di particelle di diametro 0.5 micron presenti in un piede cubo di aria. CONTAMINAZIONE MOLECOLARE Derivante dall ambiente, dalla presenza dell uomo, dall outgassing dei materiali polimerici nel vuoto. Non osservabile ad occhio nudo si puo presentare come un sottile film depositato sulle superfici, agglomerato di molecole, etc. Normalmente il livello di pulizia viene espresso in mg/cm. CONTAMINAZIONE BATTERIOLOGICA Derivante dall effetto combinato, umidita /contaminazione superficiale si presenta sotto forma di microspore, funghi, muffe. Tipica di ambiente chiuso, quale potrebbe essere la stazione spaziale. 20

21 SISTEMA FUNZIONALMENTE COMPLESSO SISTEMA CON UN ELEVATO NUMERO DI EQUIPAGGIAMENTI INTERCONNESSI TRA LORO ARCHITETTURA HARDWARE IN GRADO DI TOLLERARE UNO O PIU GUASTI (ES.: FAULT TOLERANT COMPUTING SYSTEM) LEGGI DI CONTROLLO SOFISTICATE (NUMERO DI PARAMETRI DA CONTROLLARE ELEVATO, TEMPI DI REAZIONE DEL SISTEMA, OTTIMIZZAZIONE DELLE RISORSE DISPONIBILI) INSERIMENTO DELL UOMO NEL SISTEMA DI CONTROLLO USO DI METODOLOGIE SOFTWARE CHE PERMETTONO ISOLAMENTO E RECUPERO AUTOMATICO DEI GUASTI 21

22 SISTEMA FUNZIONALMENTE COMPLESSO (Segue) ARCHITETTURA FUNZIONALE DEL SATELLITE INTEGRAL 22

23 CONTROLLO REMOTO/AUTOMATICO I SISTEMI SPAZIALI NECESSITANO DI UN CONTROLLO DA PARTE DELLE STAZIONI DI TERRA PER LE SEGUENTI RAGIONI: COMPLESSITA DELLE OPERAZIONI IN ORBITA (Es. Cambio di assetto per poter effettuare degli esperimenti a bordo) AGGIORNAMENTO DEI PARAMETRI DI MISSIONE (Es. Per un satellite astronomico seguire un particolare fenomeno celeste) RICEZIONE A TERRA DEI DATI CHE RISULTANO DAGLI ESPERIMENTI DI BORDO IMPOSSIBILITA DI IMMAGAZZINARE A BORDO UNA GRANDE QUANTITA DI DATI (Es. Catalogo stellare) I SISTEMI SPAZIALI NECESSITANO DI UN CONTROLLO AUTOMATICO IN CASO DI: ORBITE BASSE (in quanto la copertura e di pochi minuti per orbita) SONDE INTERPLANETARIE (e richiesto molto tempo per ricezione dati e trasmissione comandi) 23

24 AFFIDABILITA, DISPONIBILITA, MANUTENIBILITA E SICUREZZA NEI PRODOTTI COMMERCIALI SI COMINCIA A PARLARE NEGLI ULTIMI ANNI DI AFFIDABILITA, DISPONIBILITA, MANUTENIBILITA E SICUREZZA (Es. Mercato dell auto). NEI PRODOTTI SPAZIALI, A CAUSA DEI COSTI, DELLA COMPETIZIONE DI MERCATO, DELL IMMAGINE LEGATA AL SUCCESSO DI UNA MISSIONE E PER GARANTIRE LA SOPRAVVIVENZA DEGLI ASTRONAUTI, DA SEMPRE: AFFIDABILITA, DISPONIBILITA, SICUREZZA E MANUTENIBILITA SONO UNA DELLE CARATTERISTICHE PRINCIPALI DEL PROGETTO. 24

25 IMPIEGO DI TECNOLOGIE D AVANGUARDIA LA FINALITA DELL APPLICAZIONE, LA COMPLESSITA DELLA REALIZZAZIONE FANNO SI CHE I SISTEMI SPAZIALI DEBBANO ESSERE CONSIDERATI PRODOTTI TECNOLOGICAMENTE D AVANGUARDIA. LA NECESSITA DI AVERE ELEVATA AFFIDABILITA, SICUREZZA, PRESTAZIONI SOFISTICATE IMPONE CHE TECNOLOGIE COMPLETAMENTE INNOVATIVE SIANO IMPLEMENTATE SOLO DOPO UN RIGOROSO PROGRAMMA DI QUALIFICA. IL PROGRAMMA DI QUALIFICA RIVESTE UN RUOLO DETERMINANTE NELLA SCELTA DI UNA NUOVA TECNOLOGIA IN QUANTO RICHIEDE TEMPI CHE VANNO ACCURATAMENTE CONFRONTATI CON LA DURATA DEL PROGETTO. QUESTO PUO TALVOLTA PENALIZZARE PESANTEMENTE LA POTENZIALE APPLICABILITA DI NUOVE TECNOLOGIE 25

26 IMPIEGO DI TECNOLOGIE D AVANGUARDIA (Segue) LA SCELTA DI TECNOLOGIE UTILIZZATE IN PRECEDENTI PROGRAMMI SPAZIALI E PRIORITARIA, MENTRE LA RICERCA DELLE NUOVE AVVIENE NEL CAMPO MILITARE O INDUSTRIALE AVANZATO. LA QUALIFICA CONSISTE NELL ADATTARE LA TECNOLOGIA ESISTENTE O QUELLA DI NUOVO SVILUPPO ALLE ESIGENZE DELL AMBIENTE SPAZIALE E VALUTARNE LA PRESTAZIONE NEL TEMPO. QUANTO DETTO PUO FAR APPARIRE IL PRODOTTO SPAZIALE TECNOLOGICAMENTE IN RITARDO O PIGRO NEL CAMBIARE RISPETTO AD ALTRE APPLICAZIONI CIVILI E MILITARI; SI TRATTA INVECE DI UN PRODOTTO REALIZZATO ATTRAVERSO TECNOLOGIE CONSOLIDATE LA CUI VERA AVANGUARDIA CONSISTE NELLA GARANZIA DEL RISPETTO DEI REQUISITI PER LA DURATA E GLI OBIETTIVI DELLA MISSIONE. 26

27 TIPO DI PRODOTTO LANCIATORI SATELLITI > SCIENTIFICI > TELECOMUNICAZIONI SISTEMI DI TRASPORTO SPAZIALE (Space Shuttle) STAZIONI SPAZIALI PECULIARITA MISSIONE BREVE SOLLECITAZIONI DI LANCIO PRODOTTI DI PICCOLA/MEDIA SERIE MISSIONI LUNGHE 3-15 anni SOLLECITAZIONI DI LANCIO AMBIENTE SPAZIALE (radiazioni termovuoto ecc.) DIFFICOLTA /IMPOSSIBILITA DI MANUTENZIONE IN ORBITA MISSIONE BREVE (15 giorni) FACILITA DI MANUTENZIONE A TERRA SICUREZZA LUNGA VITA (10 anni in orbita) POSSIBILITA DI MANUTENZIONE IN ORBITA SICUREZZA DISPONIBILITA 27

28 IL SISTEMA COME INTEGRAZIONE DI FUNZIONI E DI COSTITUENTI 28

29 INTEGRAZIONE DI FUNZIONI Compiere la Missione Prevista Realizzazione di un Sistema 29

30 INTEGRAZIONE DI FUNZIONI (Segue) *Creare e mantenere un adeguato ambiente di lavoro in posizioni spaziali determinate *Compiere la missione prevista *Operare nell'ambiente creato al raggiungimento dell'obiettivo della missione 30

31 INTEGRAZIONE DI FUNZIONI (Segue) *Avere un supporto fisico adeguato *Creare e mantenere un adeguato ambiente di lavoro in posizioni spaziali determinate *Controllare le condizioni dell'ambiente di lavoro *Produrre e gestire l'energia a bordo *Assicurare colloquio con terra *Compiere la missione prevista *Assicurare il controllo di posizione nello spazio *Gestire dati di bordo *Operare nell'ambiente creato al raggiungimento dell'obiettivo della missione *Funzioni non generalizzabili legate al carico utile specifico della missione 31

32 INTEGRAZIONE DI FUNZIONI (Segue) Avere un supporto fisico adeguato Avere dei piani di lavoro fissi Avere un adeguato livello di geometria variabile Avere dei meccanismi efficienti Avere delle separazioni efficienti Controllare le condizioni dell'ambiente di lavoro Avere una pressione ambientale adeguata Avere una temperatura ed una umidità adeguate Creare un valore di gravità adeguato Creare e mantenere un adeguato ambiente di lavoro in posizioni spaziali determinate Produrre e gestire la energia a bordo Produrre energia Accumulare energia Distribuire energia alle utenze Assicurare colloquio con terra Ricevere comandi Predisporre dati per invio Inviare dati e messaggi Compiere la missione prevista Assicurare il controllo di posizione nello Spazio Portare in posizione voluta Mantenere posizione Cambiare Posizione Operare nell'ambiente creato al raggiungimento dell'obbiettivo della missione Gestire dati di bordo Funzioni non generalizzabili legate al carico utile specifico della missione Gestire relazioni tra funzioni diverse Assegnare priorità Assegnare compiti Gestire anomalie 32

33 INTEGRAZIONE DI FUNZIONI (Segue) Avere un supporto fisico adeguato Avere dei piani di lavoro fissi Avere un adeguato livello di geometria variabile Avere dei meccanismi efficienti Avere delle separazioni efficienti Controllare le condizioni dell'ambiente di lavoro Avere una pressione ambientale adeguata Avere una temperatura ed una umidità adeguate Creare un valore di gravità adeguato Proteggere l'ambiente Correggere l'ambiente Compiere la missione prevista Creare e mantenere un adeguato ambiente di lavoro in posizioni spaziali determinate Operare nell'ambiente creato al raggiungimento dell'obbiettivo della missione Produrre e gestire la energia a bordo Assicurare colloquio con terra Assicurare il controllo di posizione nello spazio Gestire dati di bordo Funzioni non generalizzabili legate al carico utile specifico della missione Produrre energia Accumulare energia Distribuire energia alle utenze Ricevere comandi Predisporre dati per invio Inviare dati e messaggi Portare in posizione voluta Mantenere posizione Cambiare Posizione Gestire relazioni tra funzioni diverse Assegnare priorità Assegnare compiti Gestire anomalie Produrre energia meccanica Produrre energia elettrica Rilevare statica e dinamica Provocare movimenti Controllare movimenti Marcare il tempo Organizzare i dati Memorizzare dati Archiviare dati 33

34 INTEGRAZIONE DI COSTITUENTI Pannelli di supporto equipaggiamenti e carrozzeria Stuttura Pannelli ripiegabili, bracci allungabili ecc. Parti in movimento, cerniere, meccanismi ecc. Sistemi di sgancio e separazioni Carrozza chiamata frequentemente per i satellite spacecraft S/C Controllo termico ed ambientale Produzione e distribuzione energia a bordo Pressurizzazione per ambienti abitati Controllo termico Simulazione forza di gravità Produzione energia Batterie Isolamamenti termici Riscaldatori e refrigeratori Motori e pirotecnici Pannelli solari Cablaggi Sistema Spaziale (es: Satellite) Telemetria e telecomandi Controllo di assetto e di orbita Trattamento dati Sistema ricevente Formattatore di telemetria Sistema transmittente Posizionamento Correzioni Nuovo posizionamento Computer di bordo Algoritmi matematici Controllo di processo Programmi di emergenza Giroscopi, sensori, acceler. Razzetti, ruote inerziali ecc. Computer di controllo Segna tempo Data base Buffer Archivi Carico utile imbarcato per svloge esperimenti (pay-load) P/L Funzioni non generalizzabili legate al carico utile specifico della missione 34

35 CREW RESCUE VEHICLE CMC Rudder Fin Structure CMC Leading Edges Aft Structure Parafoil Guidance Software International Berthing/Docking Mechanism Human Eng. / MMI Display Technique Developments Fin Folding Mechanis m Cold Gas System Crew Seats TCS Thermal Blankets Nose Equipment CM Structure C Nos e TPS CMC Bodyflaps Landing Gear System Cold Plates Aerodyn. Aerothermodyn. Database Trunnion Retraction Nose Mechanism Primary Structure 35

36 SATELLITE GOCE Gradiometer Payload Thermal Insulation Electrical Power- Solar Arrays Xenon Tank Primary Structure Avionics FEEP Thrusters GPS Antenna Ion Propulsion Thrusters (not shown) 36

37 STRUTTURA PRESSURIZZATA 37

38 STRUTTURA SECONDARIA 38

39 CONTROLLO AMBIENTALE 39

40 PANNELLI SOLARI 40

41 DISTRIBUZIONE ELETTRICA 41

42 PROPULSIONE 42

43 CONTROLLO D ASSETTO 43

44 SOFTWARE 44

45 PAYLOAD OSSERVAZIONE 45

46 PAYLOAD TLC 46

47 SCHEMI DI RESPONSABILITA INDUSTRIALE E FIGURE TECNICHE COINVOLTE 47

48 LOGICA INDUSTRIALE DI UN SISTEMA SPAZIALE ALENIA SPAZIO ALCATEL ALENIA SPACE Sistema REALIZZAZIONE LIVELLO SISTEMA ALENIA SPAZIO, AAS CONTROLLATE E/O FORNITORI PRIMARI Sottosistema A Sottosistema B Sottosistema C REALIZZAZIONE LIVELLO SOTTOSISTEMA Unità A Unità B Unità C REALIZZAZIONE LIVELLO UNITA' N N N COMPONENTI 48

49 AREE TIPICHE DI RESPONSABILITA TAS-I Pannelli di supporto equipaggiamenti e carrozzeria Stuttura Pannelli ripiegabili, bracci allungabili ecc. Parti in movimento, cerniere, meccanismi ecc. Sistemi di sgancio e separazioni Carrozza chiamata frequentemente per i satellite spacecraft S/C Controllo termico ed ambientale Produzione e distribuzione energia a bordo Pressurizzazione per ambienti abitati Controllo termico Simulazione forza di gravità Produzione energia Batterie Cablaggi Isolamamenti termici Riscaldatori e refrigeratori Motori e pirotecnici Pannelli solari Sistema Spaziale (es: Satellite) Telemetria e telecomandi Controllo di assetto e di orbita Sistema ricevente Formattatore di telemetria Sistema transmittente Posizionamento Correzioni Nuovo posizionamento Giroscopi, sensori, acceler. Razzetti, ruote inerziali ecc. Computer di controllo Carico utile imbarcato per svloge esperimenti (pay-load) P/L Trattamento dati Funzioni non generalizzabili legate al carico utile specifico della missione Computer di bordo Algoritmi matematici Controllo di processo Programmi di emergenza Segna tempo Data base Buffer Archivi 49

50 RESPONSABILITA INDUSTRIALE DEL SATELLITE INTEGRAL 50

51 Contr.: ALENIA SATELLITE PRIME ACTIVITIES Contr.: ALENIA GOCE PAYLOADS Contr.: ALENIA GOCE G Contr.: ALENIA GOCE SIMULATOR Contr.: ASTRIUM PLATFORM Contr.: SYSTEM GSE WBS/WBD ID: G G G G WORK BREAKDOWN STRUCTURE DI GOCE Contr.: ALENIA PROJECT MANAGEMENT WBS/WBD ID: G-CD-G AA Contr.: ALENIA PRODUCT ASSURANCE WBS/WBD ID: G-CD-G AC Contr.: ALENIA SATELLITE PRIME SYSTEM ENGINEERING ACTIVITES WBS/WBD ID: G-CD-G AD Contr.: ALENIA MAIT WBS/WBD ID: G-CD-G B Contr.: ALENIA PAYLOAD PRIME ACTIVITIES WBS/WBD ID: Contr.: ALENIA PAYLOAD PRIME PRODUCT ASSURANCE ACTIVITIES WBS/WBD ID: G-CD-G AC Contr.: ALENIA PAYLOAD PRIME ENGINEERING ACTIVITIES WBS/WBD ID: G-CD-G AD Contr.: ALENIA MAIT AIV/T PAYLOAD LEVEL WBS/WBD ID: G-CD-G BL Contr.: GPS GLONASS G Contr.EXT PROCUREMENT WBS/WBD ID: Contr.: ALENIA/ONERA GOCE GRADIOMETER G Contr.: ONERA SENSORS & ELECTRONIC G Contr.: STRUCTURE & THERMAL SUBSYSTEM G Contr.: TBD SREM G Contr.: TBD LRR G Contr.:EXT PROCUREMENT Orange: Products WBS/WBD ID: Blue : WBS/WPD- activities Contr.: ALENIA ENGINEERING END TO END SIM.ENG. COORD & DEV. WBS/WBD ID: G-CD-G ADA Contr.: SID ENGINEERING SOFTWARE SUPPORT WBS/WBD ID: G-CD-G ADDB Contr.: ASTRIUM MANAGEMENT WBS/WBD ID: G-CD-G AA Contr.: ASTRIUM PRODUCT ASSURANCE WBS/WBD ID: G-CD-G AC Contr.: ASTRIUM ENGINEERING WBS/WBD ID: G-CD-G AD Contr.: ASTRIUM PLATFORM MAIT WBS/WBD ID: G-CD-G B Contr.: ASTRIUM OVERHEAD ON SUBCONTRACTORS WBS/WBD ID: G-CD-G AE Contr.: PLATFORM & PLATFORM GSE PRODUCT TREE ELEMENT G Contr.: PLATFORM PRODUCT TREE ELEMENT G Contr.: PLATFORM GSE PRODUCT TREE ELEMENT G

52 ATTIVITA CHIAVE DEL SISTEMISTA INDUSTRIALE GESTIONE DEL PROGRAMMA ANALISI DI MISSIONE E ANALISI FUNZIONALE INTERFACCIARE CON CLIENTE E PARTNERS, CONTROLLARE TEMPI E COSTI DEFINIRE FUNZIONI ARCHITETTURA DEFINIZIONE REQUISITI E INTERFACCE PROGETTAZIONE TRADE-OFFS - CONFIGURAZIONI FISICHE E ARCHITETTURE FUNZIONALI GENERARE SPECIFICHE E DOCUMENTI DI INTERFACCIA, SPECIFICARE LOGICHE DI COLLOQUIO H/W E S/W DISEGNARE H/W E S/W 52

53 ATTIVITA CHIAVE DEL SISTEMISTA INDUSTRIALE PRODUZIONE COSTRUIRE H/W (Segue) ASSEMBLAGGIO INTEGRAZIONE PROVA E VERIFICA ASSEMBLARE IL TUTTO E DIMOSTRARE LE FUNZIONI E PRESTAZIONI RICHIESTE OPERAZIONI E LOGISTICA ASSICURAZIONE DELLA QUALITA GESTIRE IL LANCIO E LA FASE OPERATIVA GARANTIRE PROCESSI, PRODOTTI E DOCUMENTAZIONE GESTIONE DI SOTTOCONTRATTORI CONTROLLARE LO SVILUPPO DEL PRODOTTO 53

54 A.ALLASIO Program Manager R.FORTE Contract Officer M.ZAFFERANI /D.MASSASSO Sub-Contractors Manager ORGANIZZAZIONE DI PROGRAMMA DEL SATELLITE GOCE M.BONATO Project Control Manager G.DELOGU Configuration & Data Management S.PIOLI Data Management G.BRIA BERTER Product Assurance Manager S.SILVESTRI Sub-Contractors Product Assurance M.SGHEDONI Dependability F.RESTAGNO Safety S.CESARE Satellite Performance Engineer M.PERINCIOLO System Engineering Manager C.GENNARO Payload Engineering Manager A.TRAMUTOLA DFACS Engineer L.BARENGO Schedule Control G.APOSTOLO Software Quality Assurance S.MASSETTI EEE Components TBD AIT Quality Assurance F.LA CARBONARA (tbc) Materials & Processes M.DUMONTEL End To End Simulator Engineer D.BATTAGLIA Satellite Thermal Engineer R.MARTELLA DFACS Algorithms Engineer G.BIONDETTI Satellite Mechnaical Enginner R.COVIELLO Configuration Design Engineer M.BARRERA Software Engineer M.PESSANA Satellite Propulsion Engineer E.VIZIO Satellite Operations Engineer V.BASILE Satellite Avionics Engineer V.ANCONA Satellite AIV / AIT Manager V.CATULLO Mission Analysis Engineer 54

55 COMPETENZE COINVOLTE ESPRESSIONE DI TUTTE LE BRANCHE DELL INGEGNERIA CON ANCHE CURRICULA DI ALTRE FACOLTA SCIENTIFICHE (MATEMATICA O FISICA) E DIPLOMI TECNICI (PROGETTAZIONE E CAD) OCCORRONO CONOSCENZE DI ESTREMA SPECIALIZZAZIONE ANALITICA E PROGETTATIVA (DALLA MECCANICA CELESTE E CONTROLLO D ASSETTO E DINAMICA ALL ELETTRONICA, MECCANICA, TERMOFLUIDODINAMICA, PROPULSIONE, COMPATIBILITA ELETTROMAGNETICA, ECC.) MA ANCHE E SEMPRE DI PIU SISTEMISTICHE CON INTERDISCIPLINARIETA E CAPACITA DI SINTESI E INTEGRAZIONE (IN PARTICOLARE NELLE ATTIVITA DI: ANALISI FUNZIONALI, ARCHITETTURA, GESTIONE DEI REQUISITI, VERIFICA, OPERAZIONI, ASSICURAZIONE DEL PRODOTTO E CONTROLLO DEI SOTTOCONTRATTORI) 55

56 IL CICLO DI VITA DEL PRODOTTO 56

57 INTRODUZIONE DELLA VARIABILE TEMPO Innovazione tecnologica, scarsa serializzazione, alta affidabilità e sicurezza caratterizzano i sistemi spaziali, per cui nello sviluppo di un sistema spaziale hanno molta importanza: Verifica completa a terra dei requisiti con opportuni margini e ridondanze Controllo passo-passo dello sviluppo in termini di prestazioni, qualità, tempi e costi Procedimento contestuale delle esigenze del prodotto relative a tutte le fasi del ciclo di vita Linguaggio comune a livello internazionale per l espressione dei requisiti tecnici e programmatici Strumenti di analisi, progettazione, integrazione e principi di controllo allo stato dell arte, comuni a tutti gli attori del processo 57

58 CICLO DI VITA DI UN SISTEMA SPAZIALE Lo sviluppo di un sistema spaziale avviene attraverso un processo cadenzato da fasi e da review O+A MDR P RR B C D A MISSION/FUNCTION SRR P DR C T REQUIREMENTS I C DR ACRONYMS V DEFINITION & AR = Acceptance Review I JUSTIFICATION Q R CDR = Critical Design Review T FRR = Flight Readiness Review I VERIFICATION INCL. MDR = Mission Definition Review E QUALIFICATION A R ORR = Operational Readiness Review S ORR FRR PDR = Preliminary Design Review PRODUCTION PRR = Preliminary Requirements Review UTILIZATION END OF QR = Qualification Review LIFE SRR = System Requirements Review DISPOSAL E F CONTROLLED BASELINES SEQUENCE OF PROJECT DEFINITION WBS LEVEL 0 WBS LEVEL N DEFINITION REQUIREMENTS VERIFICATION PRODUCTION Consideriamo qui avamprogetto e realizzazione 58

59 ATTIVITA DI SVILUPPO - AVAMPROGETTO Fase di fattibilita tecnica/economica che associa ad un costo ridotto scelte altamente significative per il progetto. In questa fase si conseguono: L identificazione e la caratterizzazione della missione; L espressione dei requisiti tecnici di prestazione, affidabilità e sicurezza e delle corrispondenti limitazioni; La formulazione dei concetti di sistema tecnicamente fattibili e in grado di soddisfare requisiti e limitazioni; La loro conversione in piani di sviluppo fattibili Il loro confronto analitico in termini di prestazioni, costo e rischio; La scelta del concetto vincente (trade-off); La derivazione, per quest ultimo di requisiti, elementi di configurazione, budgets, piani di sviluppo e costi a più basso livello 59

60 ATTIVITA DI SVILUPPO - REALIZZAZIONE (Segue) In linea con quanto detto per l avamprogetto le principali attività nella fase di realizzazione consistono in: Finalizzazione delle analisi di Product Assurance e più in generale di supporto (reliability, availability, maintainability, safety) Controllo delle attività dei sottocontrattori sia per gli aspetti di engineering, che per quelli di produzione verifica, qualità e programmatici (tempi/costi) Definizione dei requisiti di dettaglio per le operazioni e la logistica del sistema Gestione delle azioni, delle modifiche, delle non-conformità, delle discrepanze emerse dalle varie review, delle richieste di deviazione dei requisiti sia per il sistema che per i suoi costituenti Gestione ed esecuzione delle attività di integrazione e prova dei vari modelli di sistema sia a scopi di qualifica che di accettazione Gestione dei rapporti con il cliente e con i diversi partner industriali e scientifici 60

61 ATTIVITA DI SVILUPPO - REALIZZAZIONE (Segue) ESEMPIO CICLO DI VITA 61