Attività terrestri e spaziali – le attenzioni alla progettazione
ing. Maurizio Forcieri
Agenda:
1.CV del relatore
2.Lo Spazio europeo
3.Armonizzazione delle attività spaziali europee
Articolazione di un tipico sistema spaziale
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Le fasi di un programma spaziale
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La nozione di “qualità totale”
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4.I programmi tecnologici preparatori
5.Organizzazione delle industrie
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Attività terrestri e spaziali - le attenzioni nella progettazione
1. Curriculum Vitæ del relatore Maurizio Forcieri
Nato a Genova 21-9-49, diploma di maturità classica 1968,
laurea in ingegneria elettronica 1974, esame di Stato per
l’esercizio della professione, Accademia Navale e servizio
militare come ufficiale di complemento all’Istituto Idrografico
della Marina. Da settembre 1975 a ottobre 2008 in Laben
(oggi Thales Alenia Space) con incarichi prima tecnici poi
commerciali e della sicurezza (tutela del segreto). Oggi (i)
presidente di SkyTech S.r.l. piccola industria elettronica
spezzina attiva nello Spazio, (ii) libero professionista, con
attività diverse (edilizia, consulenze etc.); membro della
Commissione Ingegneri Docenti, dell’Industria e dei Servizi
(CIDIS) dell’Ordine degli Ingegneri di Monza e Brianza
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2. Lo Spazio in Europa (1 di 5)
(È opportuna una breve digressione sulla genesi dello
Spazio in Europa, per meglio inquadrare le attività, modalità
e normative di attuazione tipiche dei programmi spaziali)
Nel dopoguerra, F e GB avviarono iniziative nazionali di
lanciatori derivati da (o sinergici con) missili bellici; anche
l’Italia si pone nel gruppo di testa con il satellite San Marco.
Sono attività svolte per lo più in ambito istituzionale, con un
modesto ruolo industriale, e senza coordinamento europeo.
Nel 1962 B-D-F-GB-I-NL con la partecipazione dell'Australia
crearono la European Launcher Development Organisation
(ELDO) per realizzare un lanciatore indipendente da USA e
URSS. Poco dopo, gli stessi più CH-DK-E-S posero le basi
dell'ESRO (European Space Research Organisation), poi
costituita nel 1964, al fine di realizzare satelliti scientifici.
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2. Lo Spazio in Europa (2 di 5)
ESRO ebbe successo e realizzò ben 7 satelliti scientifici,
con crescente ed equilibrato coinvolgimento dell’industria
ELDO invece era frenata da divergenze tra i leader F e GB,
in grado di produrre missili, e D e I impedite dalle sanzioni
cinquantennali postbelliche; dalla distanza della base di
lancio australiana; nonché da grossolane incompatibilità tra
gli stadi del vettore, dovute ai sistemi di misura incongruenti
Si riconobbe quindi l’urgenza di rafforzare l’integrazione e
cooperazione europea: nel 1972 ELDO e ESRO si sciolsero
e ne nacque l’Agenzia Spaziale Europea ESA
Una delle prime decisioni fu lo sviluppo del vettore Ariane,
con l’uso della base di lancio a Kourou (Guyana francese):
la Francia ne rivendicò comunque la leadership al CNES
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2. Lo Spazio in Europa (3 di 5)
Solo D e F costituirono Agenzie nazionali (DLR risp. CNES)
dotate di robuste strutture tecniche; altri (GB, I e minori)
preferirono strutture più snelle e puramente gestionali
In particolare l’Italia aveva ben due istituzioni operative:
il Centro Ricerche Aerospaziali “San Marco” universitario,
creato dal prof. gen. Luigi Broglio, con laboratori siti presso
l’aeroporto dell’Urbe, per realizzare i satelliti omonimi: messi
in orbita con vettori Scout prodotti dalla Nasa, ma lanciati
dalla “Base San Marco” nel Kenya
il Servizio Attività Spaziali (poi Piano Spaziale Nazionale)
del CNR
cui si affiancava infine l’Ufficio Spazio del MIUR, cioè la
Delegazione governativa, portavoce ufficiale dell’Italia come
Paese membro presso l’ESA
Solo nel 1988 da questi ultimi due nacque l’attuale ASI
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2. Lo Spazio in Europa (4 di 5)
L’ESA nasce da una libera Convenzione tra Stati sovrani,
che le conferisce autonomia rispetto ad altre organizzazioni
europee come la UE, o internazionali come la WTO: tra
l’altro, l’ESA non è soggetta alle regole del libero mercato,
anzi ha potestà di “politica industriale”, gestita e disciplinata
dall’Industrial Policy Committee (IPC). Anche le Agenzie
nazionali godono di prerogative analoghe: Spazio e Difesa
sono considerati settori “strategici” per gli Stati sovrani.
L’ESA è dotata di una robusta struttura tecnica interna;
nondimeno uno dei suoi principi ispiratori è di affidare le
attività all’industria. Inoltre, normalmente l’ESA riconosce
all’industria la proprietà intellettuale dei prodotti, anche se
sviluppati nell’ambito di programmi ESA finanziati al 100%
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2. Lo Spazio in Europa (5 di 5)
L’ESA gestisce due classi di programmi e relativi budget:
obbligatori ossia (i) programma scientifico (articolato in più
missioni) e (ii) Basic Technology Research Programme, che
sono finanziati dai Paesi membri in ragione dei rispettivi PIL
opzionali (telecomunicazioni, osservazione della Terra etc.)
che vengono proposti dall’ESA ai Paesi membri, i quali
hanno facoltà di sottoscriverli nella misura che ritengono
appropriata ciascuno ai propri interessi (non solo industriali)
Per la Navigazione satellitare (EGNOS e Galileo) l’ESA si
pone al servizio della Comunità Europea; per i satelliti
meteorologici operativi si pone al servizio di Eumetsat
In tutti i programmi l’ESA applica il criterio di juste retour,
inteso a garantire a ciascun Paese un flusso di attività
commisurato al rispettivo contributo, in parte sovvenendo
all’eventuale scarsa competitività dell’industria nazionale
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3. Armonizzazione delle attività spaziali europee
Per unificare lo Spazio europeo lasciando peraltro ai singoli
Paesi membri ampia facoltà di svolgere programmi propri,
l’ESA promuove la cooperazione volontaria tra Agenzie:
Technology Harmonisation che mira alla autosufficienza
(non-dependence) evitando duplicazioni tra progetti di R&D
(e prodotti) ESA e nazionali, in una logica di sussidiarietà;
ESCC (European Space Components Co-ordination): di
grande rilevanza strategica perché i componenti elettronici
spaziali hi-rel sono affetti dal massimo squilibrio tra altissimi
costi non ricorrenti e quantità esigue, quindi se lasciati a sé
stessi non sarebbero di interesse per il libero mercato
ECSS (European Co-operation for Space Standardization):
complesso di norme di gestione, progettazione, produzione,
collaudo, e controllo, insomma il “sistema qualità totale” che
deve ispirare tutta l’attività spaziale
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3. Armonizzazione europea – le norme ECSS
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3.1. Articolazione di un tipico sistema spaziale
La tassonomia canonica di un sistema spaziale è illustrata
dalla ECSS-M-ST-10C “project planning & implementation”:
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3.2. Articolazione di un tipico programma spaziale
… la stessa ECSS illustra anche l’articolazione delle attività
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3.3. Le fasi di un programma spaziale
L’articolazione in fasi è pure tratta dalla ECSS-M-ST-10C
“project planning & implementation”:
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3.4. Flusso di specifica/verifica di un programma spaziale
La ECSS-M-ST-10C “project planning & implementation”
definisce il flusso top-down di definizione delle specifiche e
bottom-up di integrazione e verifica (cartacea o fisica) delle
singole parti di fornitura attraverso i diversi livelli contrattuali
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3.5. Flusso di qualifica di un sistema o apparato spaziale
Dalla ECSS-E10-03A “space engineering – testing” ...
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3.6. Flusso di qualifica di un sistema o apparato spaziale
... ancora dalla ECSS-E10-03A “space engineering - testing”
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3.7. La “Qualità Totale”
Precedendo di molto le norme ISO, lo Spazio europeo ha
adottato da sempre un concetto di qualità totale, ossia non
limitata alla qualità materiale del prodotto finito, ma estesa
al corretto svolgimento di tutte le fasi e di tutti gli aspetti in
cui si articola un programma, per culminare in quel risultato:
consultazione e di formazione del consenso con la comunità
scientifica, con gli utenti (stakeholders) e i Paesi membri;
conduzione degli studi di fattibilità preliminari delle missioni;
consultazione delle industrie per le fasi di studio di sistema
e realizzazione, compresa la tutela del fair play nei rapporti
tra Prime e sub-contractors; gestione delle deviazioni in
termini di tempi, costi, prestazioni etc. (non-conformances);
controllo della configurazione (conformità del prodotto finale
al prototipo di qualifica “omologato”; ripetibilità e gestione
dell’obsolescenza dei componenti); gestione dei rischi; etc.
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3.8. Esempio n° 1: FMECA (ECSS-Q-ST-30-02C)
Precedendo di molto le norme IEC61508, lo Spazio ha
adottato precise norme per lo svolgimento delle analisi delle
modalità e conseguenze dei possibili guasti:
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3.9. Esempio n° 2: risk management (ECSS-M-ST-80C)
Qualsiasi rischio, foss’anche un maggiori costo, va gestito in
base al prodotto di “gravità” per “probabilità di accadimento”
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4. I programmi tecnologici preparatori dell’ESA
Basic Technology Research Programme (TRP) is
responsible for early development stages across all service
and technology domains, taking cutting-edge ideas and
testing their suitability for space applications
General Support Technology Programme (GSTP) takes
previously proven innovations through to succeeding stages
of engineering, finally evolving fully-tested hardware ready
for adoption by future missions.
Advanced Research in Telecom Systems (ARTES)
Future Launchers Preparatory Programme (FLPP)
Earth Observation Envelope Programme (EOEP)
European GNSS Evolution Programme (EGEP)
Human Exploration and Transportation
Science Core Technology Programme (CTP)
Mars Robotic Exploration Preparation (MREP)
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5. Organizzazioni industriali
L’architettura per “sottosistemi” e l’ambiente collaborativo
hanno inizialmente indotto le industrie a costituire “consorzi”
(di fatto, privi di personalità giuridica) per coprire la totalità
delle discipline richieste: tra questi i tre principali erano:
MESH: Matra, Erno, Saab, HSD and Aeritalia.
COSMOS: MSDS (Marconi), SNIAS, SAT, MBB, Siemens,
Selenia, ETCA.
STAR: BAC, Thomson/CSF, Dornier, CGE-FIAR, Montedel
(=Laben), Fokker, Contraves, LM Ericsson, SEP
Competizione internazionale ed evoluzione tecnologica
(“piccoli satelliti”) hanno portato a mergers & acquisitions
(Astrium, Thales-Alenia, RUAG, …) stravolgendo la mappa
dei vecchi Consorzi e favorendo l’emergere di nuovi attori
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Conclusione
Lo Spazio europeo, grazie all’ESA, è un eccellente esempio
di cooperazione, nello spirito della sussidiarietà rispetto ai
Paesi membri, e nel rispetto dei ruoli di Istituzioni e industrie
Anche quello che potrebbe apparire come un corpus di
norme asettiche, le ECSS, rientra in questa logica di
disciplinare mediante il consenso
Tali misure, pur attraverso processi decisionali complessi,
concorrono a consolidare ruoli e investimenti industriali
Grazie per l’attenzione!
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