Development of a Methodology for the Traceability and Analysis of Space Mission Requirements

The success of space missions begins with precise requirement management, an essential yet complex aspect of space engineering. This thesis presents a comprehensive methodology for traceability and analysis of space mission requirements. Despite technological advancements, maintaining consistent and accurate requirements traceability from the initial concept to the mission execution remains a significant challenge, and the quality of the requirements influences the project’s output. This research aims to address these gaps by developing a systematic approach that integrates modern tools and techniques to ensure meticulous tracking and analysis of mission requirements throughout the project life cycle. The methodology includes crucial components such as requirement capture, traceability matrices, and analysis of the quality of the requirements. It comes from the analysis of the problems at the end of the mission of Thales Alenia Space (TAS) - Milan and then generalized through the Analytic Hierarchy Process (AHP) to be applied to other space missions and not only to In Orbit Servicing (IOS) mission here analyzed. The intent of the methodology is to preview in an early phase of the design of the mission possible criticalities to have the margin to act and reduce the risks of future problems when the satellite is in orbit. In the thesis are shown the results of the methodology applied to IOS mission and the solutions to resolve the issues encountered. This thesis establishes a robust foundation for improving requirement traceability and analysis in space missions, contributing to the ongoing advancement of space technology and exploration. The proposed approach aims to improve requirement management processes, enhancing the reliability and efficiency of space missions trying to avoid increased costs and potential mission failures.

Il successo delle missioni spaziali comincia da una precisa gestione dei requisiti, un aspetto dell’ingegneria spaziale essenziale ma complesso. Questa tesi illustra un metodo completo per la tracciabilità e l’analisi dei requisiti delle missioni spaziali. Nonostante l’avanzamento tecnologico, mantenere una tracciabilità dei requisiti consistente e accurata dalla fase iniziale fino all’esecuzione della missione rimane una sfida significativa, e la qualità dei requisiti influenza il risultato del progetto. Questa ricerca ha l’obiettivo di affrontare queste mancanze sviluppando un approccio sistematico che integri strumenti e tecniche moderne per assicurare un tracciamento e un’analisi meticolosa dei requisiti del progetto. Il metodo include componenti cruciali come la cattura dei requisiti, matrici di tracciabilità e analisi della qualità dei requisiti. È una derivazione dall’analisi dei problemi riscontrati a fine missione di Thales Alenia Space (TAS) – Milano e poi generalizzata attraverso l’Analytic Hierarchy Process (AHP) per poterlo applicare ad altre missioni spaziali oltre che alla missione In Orbit Servicing (IOS) qui analizzata. L’intento di questa metodologia è prevedere nelle fasi iniziali di design della missione possibili criticità per avere margine per intervenire e ridurre i rischi di problemi futuri del satellite in orbita. In questa tesi sono mostrati i risultati della metodologia applicata alla missione IOS e le soluzioni per risolvere le problematiche incontrate. Questa tesi costituisce una robusta fondamenta per il miglioramento della tracciabilità e analisi dei requisiti delle missioni spaziali, contribuendo all’attuale avanzamento della tecnologia ed esplorazione spaziale. L’approccio proposto ha l’obiettivo di migliorare il processo della gestione dei requisiti, accrescendo l’affidabilità e l’efficienza delle missioni spaziali cercando di evitare aumenti di costi e potenziali fallimenti di missioni.