Ingeniería de Sistemas Espaciales

Este curso tiene como objetivo proveer a los alumnos una introducción a la disciplina de Ingeniería de Sistemas aplicada al contexto del desarrollo de los sistemas espaciales. Está pensado para aquellos profesionales que se aproximan por primera vez a esta disciplina y desean interiorizarse de su aplicabilidad a sistemas espaciales, desde un punto de vista multidisciplinario, holístico y sistémico. Se espera que al finalizar el curso el alumno:

• Conozca los conceptos y procesos relacionados con la definición y análisis de la arquitectura de un sistema espacial en general.
• Tenga información sobre cómo planificar, realizar y controlar el proceso de Ingeniería de Sistemas en el marco del desarrollo de un sistema espacial, teniendo en cuenta todas las interfaces, todas las potenciales interrelaciones técnicas y todas las etapas de su ciclo de vida.

La metodologı́a de enseñanza se basa en los siguientes elementos:

• Clases teóricas, con la presentación de los temas y énfasis en que los conceptos fundamentales sean entendidos por los asistentes. Para ello se les requerirá que respondan un cuestionario tipo multiple choice antes de comenzar la clase inmediatamente posterior.
• Provisión de bibliografía de referencia, en particular guı́as y estándares de NASA e INCOSE (lectura obligatoria), más algunos libros de texto (optativos).
• Realización de ejercicios a ser realizados en grupo, a fin de promover la discusión de los modelos y resultados. Los ejercicios deberán ser entregados a la semana siguiente y serán devueltos por el docente a la brevedad a fin de no entorpecer la prosecución de trabajos subsecuentes.

1. Sistema y Arquitectura. En esta unidad se presenta el concepto de sistema, como una entidad compleja constituida por diversos elementos que deben funcionar de manera coordinada e integrada, con el fin de satisfacer una determinada necesidad. Esta unidad presenta también el concepto de Arquitectura, tanto desde un punto de vista funcional como estructural.
2. Descomposición de Sistemas. Los sistemas son entidades complejas compuestas por múltiples elementos y funciones. Para tener una adecuada visualización de estos sistemas y entender cómo están estructurados, es útil descomponer los mismos en entidades subordinadas. Este tipo de descomposición puede ser tanto jerárquica como relacional.
3. Estrategias de Desarrollo. En esta unidad se describe la evolución temporal de un sistema a lo largo de su ciclo de vida, desde su concepción, implementación, transición, operación, mantenimiento, hasta su eventual cierre. Se presentan diversos ejemplos de ciclo de vida con énfasis en el correspondiente a un sistema espacial y se discuten diversas estrategias de desarrollo en función de la madurez tecnológica y del grado de incerteza en los requerimientos.
4. Ciclo de Vida de un Sistema. En esta unidad se presenta en más detalle el ciclo de vida de un sistema en general desde su concepción, implementación, transición, operación, mantenimiento, hasta su eventual cierre. Se muestran, en particular, las características salientes del ciclo de vida usado por NASA. Se presentan las razones que justifican las diferentes fases y los hitos de revisión aplicables.
5. Requerimientos. Esta unidad tiene como objetivo explicar el proceso de especificación de un sistema a partir de las necesidades del usuario. Esto es, cómo se derivan los requerimientos del sistema a partir de la identificación de las expectativas del usuario y los condicionantes internos/externos. Se provee además una introducción a la gestión de requerimientos (baselines, trazabilidad, etc.), a la verificación y validación de los mismos.
6. Análisis. En esta unidad introduciremos herramientas que permitan el tratamiento y el análisis de la dinámica de una misión espacial. Gracias a un enfoque práctico, podremos realizar análisis finos y ganaremos intuición sobre temáticas complejas como dinámica orbital, propagación y perturbación orbital, lanzamientos y maniobras, diseño de trayectorias y análisis de comunicaciones.
7. Verificación y Validación. En esta unidad se presentan los conceptos de Verificación y Validación, enfatizando las diferencias entre ambos. Se presenta también el modelo de la «V» que provee un marco de análisis y se describen los procesos de planificación, ejecución y control de la verificación.
8. Integración y Testing. Proceso de integración en sistemas espaciales. Diversos tipos de testing: funcional, ambiental, para confiabilidad. Entornos de desarrollo para administración de tests. Gestión de anomalías y no-conformidades durante la integración de un sistema.
9. Gestión de Configuración. Items de configuración. Control de cambios. Baselines de configuración. Auditorías. Sistemas informáticos en uso.

1. INCOSE Systems Engineering Handbook. Fourth Edition. International Council on System Engineering SE Handbook Group. San Diego, CA. INCOSE-TP-2003-002-04. 2015.
2. NASA Systems Engineering Handbook. National Aeronautics and Space Administration. NASA Headquarters. Washington, D.C. December 2007. NASA/SP 2007 6105 Rev1.
3. ECSS System Engineering General Requirements Standard. European Cooperation for Space Standardization Secretariat ESA-ESTEC. Requirements & Standards Division. Noordwijk, The Netherlands. March 2009. ECSS-E-ST-10C.
4. IEEE International Standard: Systems and software engineering. Institute of Electrical and Electronics Engineers (IEEE). Piscataway, NJ, February 2008. ISO/IEC 15288:2008(E).
5. The Engineering Design of Systems: Models and Methods. Dennis M. Buede. John Wiley & Sons.
6. Holt, Jon. SysML for Systems Engineering. The Institution of Engineering and Technology, 2008.
7. Sanford Friedenthal, Alan Moore and Rick Steiner. A Practical Guide to SysML: The Systems Modeling Language, Elsevier 2012.
8. INCOSE Requirements Working Group: Guide fro Writing Requirements. International Council on System Engineering Requirements Working Group. an Diego, CA. 2015