Pre-phase A design through MBSE of CUBE Mission

magnetosphere; system engineering; CubeSat; MBSE; ARCADIA; Capella

L’ingegneria di sistema, l’approccio più utilizzato per sviluppare missioni spaziali, presenta dei difetti quando il grande numero di soggetti interessati ad un progetto complesso come questo, si scambia un volume di informazioni notevole. Tenere sotto controllo il grande numero di documenti che vengono prodotti e assicurarsi della loro tracciabilità e coerenza può risultare alquanto complicato. La metodologia Model-Based System Engineering (MBSE) punta a sostituire la visione documento-centrica creando modelli intuitivi, prontamente disponibile e facilmente modificabili. Per mostrare i punti di forza di questa metodologia, il metodo MBSE ARCADIA, sviluppato da Thales, è applicato al Pre-Phase A design della missione CUBE attraverso lo strumento open-source Capella. Seguendo i quattro livelli ingegneristici previsti dalla metodologia, è possibile svolgere lo studio di fattibilità e ottenere modelli che descrivono con crescente dettaglio la missione in tutti i suoi aspetti. Iniziando dai bisogni dei soggetti coinvolti, il funzionamento di ogni singolo sottosistema sarà esplorato e modellato. La missione CUBE è unica nel suo genere in quanto punta a studiare la magnetosfera terrestre sfruttando la tecnologia dei CubeSats. Le agenzie spaziali di tutto il mondo studiano questo fenomeno da decenni per capirne il comportamento e l’evoluzione. Finora, satelliti di grandi dimensioni sono stati utilizzati, ma con lo sviluppo della tecnologia dei CubeSats, un nuovo e meno costoso modo di esplorare lo scudo naturale della Terra è ora disponibile. Essendo questa tecnologia relativamente recente, uno studio di fattibilità, quello che viene chiamato Pre-Phase A analysis, deve essere condotto. Per farlo, diversi aspetti della missione vengono analizzati. Iniziando con la meccanica orbitale, passando per il dimensionamento dei diversi sottosistemi si ottiene un budget di massa e potenza, una configurazione preliminare e requisiti per i CubeSats.