Assessment of the humanitarian value of Earth observation missions based on the 2030 United Nation sustainable development goals

Earth observation satellites are an important asset for humanity, thanks to their unique point of view on human activities. With payloads capable to acquire data on Earth's ecosphere at an increasing level of quality, space-based remote sensing allows to obtain information of paramount importance for the development of our society in several ways. The relevance of this kind of information requires an evaluation method not only dependent on its economical value, which would not be sufficient to assess the improvements brought to humanity. This thesis formulates an index aimed at measuring the value of an Earth observation mission in terms of social benefits that it can help support or achieve. The score for each mission is determined accounting for both satellite and payload specifications, based on a statistical analysis of existing missions. In order to obtain this score, a large set of missions' features are acquired from on-line sources to build a database containing information regarding both sensors characteristics and orbital parameters. The code developed is then used to translate information in the database into performance objectives to be achieved by future missions. The performances are defined based on the 2030 United Nations Sustainable Development Goals, thanks to a literature review aimed at translating each goal into mission requirements in the form of payload type, spatial and temporal resolution, and geographical coverage. Selected goals are then considered to determine whether a mission's characteristics are sufficient to provide improvements to the set of already existing Earth observation data. Finally, the mission score is evaluated based on the number of goals that it helps to achieve. The humanitarian score is then evaluated for several existing and programmed mission, drawing conclusion on the ideal characteristics required by a space mission to maximise the score.

I satelliti per l'osservazione terrestre sono un'importante risorsa per l'umanità, grazie al loro peculiare punto di vista sulle attività umane. Con strumenti in grado di acquisire dati sull'ecosfera terrestre ad un crescente livello di qualità, l'osservazione terrestre dallo spazio permette di ottenere informazioni di fondamentale importanza per lo sviluppo della nostra società sotto diversi aspetti. L'importanza di questo tipo di informazioni richiede un metodo di valutazione non solo dipendente dal valore puramente economico, il quale non risulterebbe sufficiente per misurare i miglioramenti apportati all'umanità. Questa tesi formula un indice che misura il valore di una missione di osservazione terrestre in termini di benefici per la società che è in grado di supportare o garantire. Il punteggio per ogni missione viene determinato considerando sia le specifiche del satellite che del sensore, basandosi su un'analisi statistica di missioni pre-esistenti. Al fine di ottenere questo risultato numerico, un vasto gruppo di caratteristiche di missioni è stato acquisito da fonti on-line al fine di costruire un database contenente informazioni riguardanti le caratteristiche dei sensori e i parametri orbitali. Il codice sviluppato è poi in grado di trasformare le informazioni contenute nel database in obiettivi per le prestazioni che devono essere soddisfatti dalle future missioni. Le prestazioni sono state definite basandosi sugli Obiettivi di Sviluppo Sostenibile dell'Organizzazione delle Nazioni Unite, grazie ad una ricerca nella letteratura finalizzata a trasformare ogni obiettivo in specifiche richieste riguardanti il tipo di sensore impiegato, le risoluzioni spaziali e temporali, e la copertura geografica. Specifici obiettivi vengono poi considerati per determinare se le caratteristiche di una missione sono sufficienti per provvedere miglioramenti all'insieme di dati di osservazione terrestre che vengono considerati rilevanti. Infine, il punteggio di una missione viene valutato in base al numero di obiettivi che è in grado di supportare. Il punteggio umanitario viene dunque calcolato per diverse missioni esistenti o programmate, determinando le caratteristiche ideali di una missione spaziale richieste al fine di massimizzare il punteggio.