CubeSat – Meet the Systems Engineering

Κατά τον σχεδιασμό και τις δοκιμές ενός οποιουδήποτε συστήματος, είναι αναμενόμενο να εμφανιστούν ατέλειες και λάθη. Αν όμως αυτά τα προβλήματα δεν διορθωθούν πριν την τελική παράδοση του συστήματος, υπάρχει μεγάλη πιθανότητα για την αποτυχία ολόκληρου του συστήματος το οποίο μπορεί να οδηγήσει μέχρι και στην απώλεια ανθρώπινων ζωών. Αν κάποιος κοιτάξει στην ιστορία, μπορεί να βρει αμέτρητα παραδείγματα. Ίσως από τα πιο γνωστά είναι ο Τιτανικός, το μεγαλύτερο πλοίο της εποχής του. Κατά την κατασκευή του, ο Τιτανικός είχε ελλαττωματική διασφάλιση ποιότητας όσον αφορά τα πριτσίνια από κατεργασμένο σίδηρο. Όταν ο Τιτανικός συγκρούστηκε με το παγόβουνο τον Απρίλιο του 1912, πολλά από τα πριτσίνια του πλοίου δεν άντεξαν και κομμάτια του σκελετού του πλοίου αποκολλήθηκαν ακαριαία. Το γεγονός ότι δεν υπήρχαν αρκετές σωστικές λέμβοι ήταν ξεκάθαρο λάθος κατά τη διαμόρφωση των απαιτήσεων ασφαλείας.

Τραγωδίες σαν και αυτή δεν λαμβάνουν χώρα μονάχα πάνω στη Γη. Χαρακτηριστικό παράδειγμα είναι η παρθενική πτήση του πυραύλου Ariane 5 το 1996. Για τον καινούργιο αυτό πύραυλο, οι μηχανικοί χρησιμοποίησαν προδιαγραφές και λογισμικό από το προηγούμενο μοντέλο Ariane 4, χωρίς όμως να ελέγξουν σε βάθος αν το παλιό λογισμικό ικανοποιούσε τις νέες απαιτήσεις. Το πρόβλημα αυτό, χωρίς να έχει εντοπισθεί από κανέναν, προκάλεσε ένα καταστροφικό σφάλμα κατά την εκτόξευση που διέλυσε τον πύραυλο.

Πολλά επιπλέον παραδείγματα μπορούν να αναφερθούν. Ας τονίσουμε εδώ πως τα προβλήματα μπορούν να εμφανιστούν σε οποιαδήποτε φάση ενός προτζεκτ και τις περισσότερες φορές είναι δύσκολο να επιλυθούν με απλό τρόπο, λόγω της περιπλοκότητας του συστήματος. Μπορούμε όμως να εξάγουμε ένα γενικό συμπέρασμα για την προέλευση αυτών των προβλημάτων, τα οποία πηγάζουν αρχικά από ελλιπή επικοινωνία μεταξύ των μελών μιας ομάδας. Από εκεί και πέρα, ένα πολύ συχνό λάθος είναι να παρακάμπτονται διαδικασίες λόγω «εμπειρίας» ή επαναληψιμότητας. Συνεπώς είναι επιτακτική η ανάγκη να υπάρχει κάποιος που θα επιβλέπει τον όλο σχεδιασμό του συστήματος ώστε να διασφαλίζει την ποιότητα του συστήματος και παράλληλα να κρατάει το κόστος αλλά και το ρίσκο στο ελάχιστο. Ας προσθέσουμε επίσης ότι όλα αυτά πρέπει να γίνουν σε στενά χρονικά πλαίσια.

Το Systems Engineering (SE) υπάρχει στην νοοτροπία του σχεδιασμού μας εδώ και πολύ καιρό, αλλά μόλις πρόσφατα δημιουργήθηκε σαν υποσύστημα και απέκτησε μέλη. Η απόφαση αυτή λήφθηκε για να βοηθήσει τόσο στον σχεδιασμό όσο και στις δοκιμές του νανοδορυφόρου μας, καθώς και για να αυξηθεί η αξιοπιστία του CubeSat. Πρωταρχικός στόχος του Systems Engineering είναι να να βοηθάει τις υπόλοιπες υποομάδες με προβλήματα που προκύπτουν κατά το σχεδιασμό καθώς και να διορθώνει κάποια σχεδιαστικά ασυμβίβαστα κομμάτια όταν αυτά εμφανίζονται. Η υποομάδα του SE διασφαλίζει ότι ο δορυφόρος ακολουθεί κάποια συγκεκριμένα standards που αφορούν διαστημικά συστήματα και ορίζει τις δοκιμαστικές διαδικασίες που θα πρέπει να περάσει το κάθε υποσύστημα. Το SE επίσης προεδρεύει στα εβδομαδιαία meeting παράλληλου σχεδιασμού του CubeSat, όπου όλα τα μέλη του CubeSat δίνουν ενημερώσεις για το πως προχωράει ο σχεδιασμός του CubeSat και συζητιούνται όποια προβλήματα υπάρχουν. Για να μοιράζονται τα μέλη του CubeSat πιο εύκολα δεδομένα, η υποομάδα του SE έχει καθιερώσει και χειρίζεται το Open Concurrent Design Tool (OCDT), ένα πρόγραμμα ανοιχτού λογισμικού από τον Ευρωπαϊκό Οργανισμό Διαστήματος.

H υποομάδα του Systems engineering αποτελείται από δύο μέλη, τον Αναστάση, ο οποίος είναι προπτυχιακός φοιτητής του τμήματος Φυσικής, και τον Γιάννη, ο οποίος είναι προπτυχιακός φοιτητής του τμήματος Ηλεκτρολόγων Μηχανικών. Η υποομάδα γνωρίζει σε βάθος όλα τα υπόλοιπα υποσυστήματα του CubeSat και μπορεί να επιλύει τα προαναφερθέντα προβλήματα όταν αυτά εμφανίζονται. Επιπλέον, και τα δύο μέλη έχουν συμμετάσχει σε εκπαιδευτικά προγράμματα της ESA Academy, γεγονός το οποίο βοηθάει περαιτέρω το έργο τους: ο Αναστάσης συμμετείχε στο CubeSat Concurrent Engineering Workshop 2019 και ο Γιάννης συμμετείχε στο Space Systems Engineering Training Course 2018.