Characterization of the In-Space Servicing, Assembly and Manufacturing ecosystem: an empirical investigation

The Space Economy is evolving from a scientific-driven activity towards a commercial-oriented domain. Central to this shift is the In-Space Servicing, Assembly, and Manufacturing (ISAM) ecosystem, a sector which is projected to generate significant annual revenues by 2030 but is currently characterized by undefined market boundaries and unclear value creation mechanisms. This thesis addresses these problems by characterizing the ISAM ecosystem and assessing the value creation mechanisms of its value chains. This study starts with a detailed literature review and ecosystem mapping of the current state of ISAM and defines the necessary boundaries by exploring all the major entities working in the different value chains which include the 6 different subcategories: Satellite Servicing and Life Extension (SSLE), On-Orbit Assembly (OOA), Active Debris Removal (ADR), In-Space Manufacturing (ISM), Commercial Space Stations (CSS) and Lunar & Deep Space Infrastructure (L&DSI). The research subsequently moves onto analyze the value creating mechanisms by making detailed value chain diagrams and identifying the 6 primary business archetypes under ISAM which are Logistics as a Service (LaaS), Platform as a Service (PaaS), Core Integrated Operators (CIO), Mission-Critical Technology Providers (MCTP), Foundational R&D Catalysts (FRDC), Space Manufacturing Inputs Providers (SMIP). The thesis evaluates the industry’s transition from experimental technology research to a sustainable ecosystem. It examines the economic logic and the specific conditions required for in-space operations to become a viable and attractive alternative to Earth based products and services. Additionally, the study identifies the major risks and structural barriers hindering the industry and proposes strategic pathways and policy considerations necessary for stakeholders to navigate these challenges and unlock the full potential of the orbital economy.

L'Economia dello Spazio sta evolvendo da un'attività a guida scientifica verso un dominio orientato al commercio. Al centro di questa transizione vi è l'ecosistema ISAM (In-Space Servicing, Assembly, and Manufacturing), un settore che, secondo le proiezioni, genererà ricavi annui significativi entro il 2030, ma che è attualmente caratterizzato da confini di mercato non definiti e meccanismi di creazione del valore incerti. La presente tesi affronta tali problematiche caratterizzando l'ecosistema ISAM e valutando i meccanismi di creazione del valore lungo le sue catene del valore. Questo studio prende avvio da una revisione dettagliata della letteratura e da una mappatura dello stato attuale dell'ecosistema ISAM, definendone i confini attraverso l'esplorazione di tutte le principali entità operanti nelle diverse catene del valore, le quali includono le 6 differenti sottocategorie: Manutenzione Satellitare ed Estensione della Vita Operativa (SSLE), Assemblaggio in Orbita (OOA), Rimozione Attiva dei Detriti (ADR), Manifattura Spaziale (ISM), Stazioni Spaziali Commerciali (CSS) e Infrastrutture Lunari e per lo Spazio Profondo (L&DSI). La ricerca prosegue analizzando i meccanismi di creazione del valore attraverso l'elaborazione di diagrammi dettagliati della catena del valore e identificando i 6 archetipi di business primari nell'ambito ISAM: Logistica come Servizio (LaaS), Piattaforma come Servizio (PaaS), Operatori Integrati Core (CIO), Fornitori di Tecnologie Critiche per la Missione (MCTP), Catalizzatori di R&S Fondamentale (FRDC) e Fornitori di Input per la Manifattura Spaziale (SMIP). La tesi valuta la transizione dell'industria dalla ricerca tecnologica sperimentale a un ecosistema sostenibile. Essa esamina la logica economica e le condizioni specifiche necessarie affinché le operazioni in orbita divengano un'alternativa valida e attraente ai prodotti e servizi terrestri. Inoltre, lo studio identifica i maggiori rischi e le barriere strutturali che ostacolano il settore e propone percorsi strategici e considerazioni di policy necessari agli stakeholder per affrontare queste sfide e consentire la piena realizzazione del potenziale dell'economia orbitale.