Ingeniería de Sistemas Espaciales

Este curso introduce a los estudiantes en los principios y metodologías de la Ingeniería de Sistemas aplicada al diseño, desarrollo, operación e integración de misiones satelitales. Se abordan aspectos técnicos, operativos y de gestión a lo largo del ciclo de vida de un sistema espacial, integrando herramientas prácticas y estándares internacionales. Al finalizar el curso el alumno contará con los fundamentos teóricos y prácticos base, necesarios para:

• Comprender el concepto de sistema y arquitectura en el contexto espacial.

• Aplicar principios de planificación técnica, gestión de requerimientos, interfaces y riesgos.

• Gerenciar operaciones y obtención de productos para misiones satelitales.

• Analizar dinámicas orbitales, de actitud y maniobras mediante fundamentos de astrodinámica.

• Desarrollar habilidades prácticas mediante trabajos aplicados basados en escenarios reales, hipotéticos y simulados de misión.

• Sistemas y Arquitectura: abordaremos el concepto de sistema como una entidad compleja orientada a satisfacer necesidades específicas, enfocándonos en su aplicación en el contexto espacial. Exploramos la arquitectura tanto funcional como estructural de misiones satelitales, y trabajaremos con enfoques de descomposición jerárquica y relacional para entender mejor su estructura. También analizaremos cómo se integran los distintos subsistemas para lograr un funcionamiento coordinado y eficaz.
• Planificación Técnica y Ciclo de Vida: nos enfocaremos en las herramientas y metodologías para la planificación técnica dentro de la ingeniería de sistemas espaciales. Estudiaremos los principales modelos de ciclo de vida (como los de NASA y ESA), abarcando desde la concepción del sistema hasta su cierre. Examinaremos cómo se gestionan los requerimientos técnicos y cómo se asegura su trazabilidad. 
• Gestión de Interfaces y Riesgos: exploraremos cómo se gestionan las interfaces entre los diferentes subsistemas, considerando su impacto en la integración del sistema. Estudiaremos el proceso de identificación de riesgos y nos centraremos en el desarrollo de estrategias de mitigación y planes de contingencia.
• Gerenciamiento de Operaciones: analizaremos las operaciones clave de una misión espacial: comando, maniobras, telemetría y obtención de productos. Examinaremos cómo estas funciones se relacionan con el tipo y objetivos de la misión, y abordaremos el concepto de complejidad operacional como un factor clave de diseño. 
• Análisis y Diseño de Misiones Espaciales: nos centraremos en los fundamentos técnicos del diseño y análisis de misiones espaciales. Estudiaremos los sistemas de referencia, la dinámica orbital, los tipos de órbitas, las maniobras necesarias, el control de actitud y los principios básicos de lanzamiento y propulsión. Finalmente, integraremos todos estos conceptos en un último trabajo práctico, donde diseñaremos y simularemos una misión completa, incluyendo aspectos de comando, telemetría y análisis de productos.

• National Aeronautics and Space Administration. (2014). NASA space flight program and project management handbook (NASA/SP-2014-3705).
• National Aeronautics and Space Administration. (2016). Expanded guidance for NASA systems engineering: Volume 1 – Systems engineering practices.
• Wertz, J. R. (2001). Orbit & constellation design and management (1st ed.). Microcosm Press.
• Wertz, J. R., & Larson, W. J. (Eds.). (1999). Space mission analysis and design (3rd ed.). Microcosm Press; Kluwer Academic Publishers.
• National Aeronautics and Space Administration. (2021). NASA work breakdown structure (WBS) handbook (NASA/SP-20210010855).
• National Aeronautics and Space Administration. (2023). NASA spacecraft conjunction assessment and collision avoidance best practices handbook (NASA/SP-20230002470 Rev. 1). Office of the Chief Engineer.
• Consultative Committee for Space Data Systems. (2022). Security threats against space missions (CCSDS 350.1-G-3, Green Book). Report concerning space data system standards.
• Alfriend, K. T., Vadali, S. R., Gurfil, P., How, J. P., & Breger, L. (2009). Spacecraft formation flying: Dynamics, control and navigation. Butterworth-Heinemann.
• Malone, R. W. (2004, January). Development of risk assessment matrix for NASA Engineering and Safety Center. NASA Engineering and Safety Center.
• National Aeronautics and Space Administration. (2018). Guidelines for verification strategies to minimize risk based on mission environment, application and lifetime (MEAL) (NESC-RP-16-01117). NASA Engineering and Safety Center.
• INCOSE Systems Engineering Handbook. Fourth Edition. International Council on System Engineering SE Handbook Group. San Diego, CA. INCOSE-TP-2003-002-04. 2015.
• NASA Systems Engineering Handbook. National Aeronautics and Space Administration. NASA Headquarters. Washington, D.C. December 2007. NASA/SP 2007 6105 Rev1.
• ECSS System Engineering General Requirements Standard. European Cooperation for Space Standardization Secretariat ESA-ESTEC. Requirements & Standards Division. Noordwijk, The Netherlands. 2009. ECSS-E-ST-10C.
• Sanford Friedenthal, Alan Moore and Rick Steiner. A Practical Guide to SysML: The Systems Modeling Language, Elsevier 2012.

Clases teóricas con presentación de los temas, discusiones interactivas y actividades sincrónicas, enfatizando la participación activa en los encuentros.

La evaluación incluye entregas de trabajos prácticos y participación en clase. Se promueve el trabajo en equipo, la argumentación técnica y la toma de decisiones en contexto de misión. Los trabajos prácticos incluirán actividades obligatorias y una serie de desafíos optativos con un enfoque multidisciplinario.