Verification and validation approach for a cluster of small satellites

The verification process in the aerospace industry, which is critical for ensuring mission reliability and safety, has been challenged by the emergence of the private space sector, or "New Space." This shift requires agile and competitive verification strategies, especially for fast-paced projects that incorporate novel technologies and commercial off the shelf components. This thesis aims to tailor an efficient Development and Verification approach for the New Space industry by drawing on established verification plans used in complex missions. The study focuses on the design, development, and deployment strategy for a Cluster of Small Satellites. The thesis details the System Design and Development Plan (DDVP) and the Verification, Assembly, Integration, and Verification (AIV) plan, tailoring ECSS Standards. The methodology includes defining requirements and developing a versatile Requirements Database that can be used for multiple missions based on the same platform, using tools such as IBM Rational DOORS. The chapters outline the AIV process in Space Engineering, highlight the challenges and characteristics of the New Space Industry, review the verification landscape for both large-scale systems and SmallSats, and delve into the case study—presenting the DDVP, AIV/AIT Plan, and Requirements Engineering using IBM Rational DOORS.

Il processo di verifica nell'industria aerospaziale, fondamentale per garantire l'affidabilità e la sicurezza delle missioni, è stato messo in discussione dall'emergere del settore spaziale privato, o "New Space". Questo cambiamento richiede strategie di verifica agili e competitive, soprattutto per i progetti a ritmo sostenuto che incorporano nuove tecnologie e componenti commerciali off the shelf. Questa tesi mira a creare un approccio efficiente allo sviluppo e alla verifica per il settore del nuovo spazio, basandosi su piani di verifica consolidati utilizzati in missioni complesse. Lo studio si concentra sulla strategia di progettazione, sviluppo e dispiegamento di un cluster di piccoli satelliti. La tesi illustra il piano di progettazione e sviluppo del sistema (DDVP) e il piano di assemblaggio, integrazione e verifica (AIV), adattando gli standard ECSS. La metodologia comprende la definizione dei requisiti e lo sviluppo di un versatile database di requisiti che può essere utilizzato per più missioni basate sulla stessa piattaforma, utilizzando strumenti come IBM Rational DOORS. I capitoli delineano il processo AIV nell'ingegneria spaziale, evidenziano le sfide e le caratteristiche della nuova industria spaziale, esaminano il panorama della verifica sia per i sistemi su larga scala che per i piccoli satelliti e approfondiscono il caso di studio, presentando il DDVP, il piano AIV/AIT e l'ingegneria dei requisiti utilizzando IBM Rational DOORS.