Concurrent engineering methodologies applied to Mars Sample Return Orbiter, with the focus on System and Sub-System budgets and their correlation with Mission Analysis

Alla fine del mio percorso universitario, ho deciso di toccare con mano lo studio di una missione interplanetaria, nell’ambiente stimolante di Thales Alenia Space a Torino. La missione in oggetto è Mars Sample Return ed il lavoro di questi sei mesi consiste nel coadiuvare lo sviluppo dell’orbiter attraverso un approccio multidisciplinare. Il focus è indirizzato allo studio dei vari sistemi e sottosistemi, tenendo conto dell’obbligo del soddisfacimento dei requisiti imposti dall’agenzia spaziale europea, e dei vincoli di progetto derivanti da simili parametri. Durante questo studio, si susseguono frequenti meeting, teleconferenze e scambio di dati via email con altre aziende collaboratrici, con l’ESA e la NASA ed altri rami aziendali interni in Thales. L’obiettivo ultimo, è creare un database di informazioni utili allo sviluppo della missione, senza privilegiare una branca ingegneristica per trascurarne un’altra, e quindi avere una visione sistemistica globale di insieme. Come si evince dal titolo della tesi, il design avviene in un ambiente collaborativo in cui ogni specialista ha le conoscenze di base e conosce il minimo indispensabile del lavoro altrui; le informazioni derivanti dalle diverse branche ingegneristiche vengono raccolte in modo che possano essere costruiti i budget di missione, in grado di definire la fattibilità della stessa, ed i collegamenti con l’analisi di missione, ossia il modello geometrico della missione. Il lavoro è iniziato con lo studio dei disegni CAD di Catia, e quindi con la costruzione del modello geometrica con il tool di ingegneria sistemista IDM-CIC. Successivamente sono state raccolti i dati di masse, potenze, dissipazioni e relativi margini per poter stimare mass budget, inertial budget e power budget: i risultati sono serviti ad effettuare trade-off tra configurazioni alternative o ad evidenziare eventuali criticità oltre che a raccogliere dati utili agli specialisti. Successivamente, su STK è stato costruito il modello di missione raccogliendo i dati propulsivi ed astrodinamici ed è stato elaborato il pointing budget, il cui scopo è stato quello di effettuare un’analisi preliminare sulle articolazioni dei solar array e l’efficacia di puntamento al Sole e sull’articolazione delle antenne di bordo e quindi sull’eventuale copertura del segnale evidenziando le fasi di missione critiche nelle varie configurazioni.