Blog

Συνέδριο της NASA Academy of Aerospace Quality

By Οκτώβριος 7, 2018 Μάρτιος 4th, 2019 No Comments

Το συνέδριο

Τον περασμένο μήνα, στις 7 Σεπτέμβρη, βρέθηκα στο NASA Glenn Research Center στο Κλίβλαντ (Οχάιο), όπου η ΝΑΣΑ αναπτύσσει σημαντικές διαστημικές τεχνολογίες. Εκεί πραγματοποιήθηκε το NASA Academy of Aerospace Quality Workshop, ένα πολύ ενδιαφέρον συνέδριο για την τρέχουσα διαστημική έρευνα, όπου μοιράστηκα τη δουλεία μου για το σχεδιασμό νανο-δορυφόρων.

Εκεί, μπορούσε κανείς να μάθει πολλά για τη στροφή στο ενδιαφέρον της διαστημικής εξερεύνησης από τον πλανήτη Άρη στη Σελήνη, το διεθνές θεσμικό πλαίσιο για τις ειρηνικές χρήσεις των διαστημικών ερευνών καθώς και τις δραστηριότητες του ίδιου του Glenn Research Center σε σχέση με την ανάπτυξη μικρών διαστημοπλοίων.

Στο μεγαλύτερο μέρος του, το συνέδριο ήταν στραμμένο στις νέες τεχνολογίες διαστήματος, κυρίως σε σχέση τους πολύ μικρούς δορυφόρους ή Cubesat – πεδίο το οποίο ερευνώ κι εδώ κι ενάμιση χρόνο περίπου.

Οι περισσότερες παρουσιάσεις του συνεδρίου αφορούσαν συγκεκριμένα πρότζεκτ, όπως η παρουσίαση του Eduardo I. Ortiz – Rivera από το πανεπιστήμιο του Puerto Rico ή αυτή για ένα φοιτητικό, Open Source Cubesat από το Πανεπιστήμιο της Utah. Επιπλέον, μια σειρά από εργασίες αντιμετώπισαν το πεδίο ανάπτυξης διαστημικών τεχνολογιών ως πεδίο εφαρμογής γνωστών δογμάτων διοίκησης, όπως το Design Thinking ή το Six Sigma.

Οι σύγχρονες προκλήσεις

Η διαστημική βιομηχανία διέπεται από μια σειρά από μεθόδους και τεχνικές διασφάλισης της ποιότητας που είναι ιδιαίτερα αυστηρές και ακριβείς. Σε αντίθεση, για παράδειγμα, με την αυτοκινητοβιομηχανία, εδώ έχουμε να κάνουμε με μοναδικά εγχειρήματα, με κόστος που συχνά υπερβαίνει το 1 δις δολάρια. Σ’ένα τέτοιο πλαίσιο δεν υπάρχει περιθώριο λάθους και αυτό αντανακλάται στις εγκαθιδρυμένες μεθόδους διασφάλισης ποιότητας – πχ η διασφάλιση της ποιότητας δεν μπορεί να βασίζεται σε μια λογική « trial and error », για να βρει τη σωστή λύση μετά από διαδοχικές αποτυχίες, ιδίως όταν εμπλέκονται ανθρώπινες ζωές. Ωστόσο, τέτοιες μέθοδοι είναι συχνά άκαμπτες και αποτυγχάνουν να ενσωματώσουν νέες τεχνικές, προσεγγίσεις και τεχνολογίες, οι οποίες απαιτούν μια περίοδο πειραματισμού και διερεύνησης μέχρι για γίνουν αποτελεσματικές. (Για μια τυπολογία των φάσεων που προηγούνται της εγκαθίδρισης μιας τεχνολογίας δείτε το 2ο μέρος της διατριβής μου).

Συγκρινόμενη με τις τρέχουσες διαδικασίες της διαστημικής βιομηχανίας, η ανάπτυξη των νανο-δορυφόρων και άλλων διαστημοπλοίων νανο-κλίμακας είναι από μόνη της ένας διαφορετικός πλανήτης!

Ξεκινώντας ως ένα εκπαιδευτικό εργαλείο πριν από περίπου 20 χρόνια, σήμερα η ανάπτυξη των Cubesats έχει επεκταθεί σε μια σειρά ερευνητικών και εμπορικών αποστολών. Ωστόσο, οι μέθοδοι σχεδιασμού και διασφάλισης ποιότητας είναι ριζικά διαφορετικοί.

Μια διαφορετική προσέγγιση: μαθήματα από την ανάπτυξη των Cubesats

Από την μεριά μου, παρουσίασα ένα μέρος της έρευνάς μου, μια πρώτη εκδοχή του οποίου είχα παρουσιάσει στο CalPoly τον περασμένο Μάη.

Στην έρευνα αυτή, αποτέλεσμα της συνεργασίας μου με τον Αποστόλη Μασιάκο και το Νικήτα Χρονά, ακολουθήσαμε ένα διαφορετικό δρόμο. Αφενός, δεν περιοριστήκαμε στην τεχνική περιγραφή του δορυφόρου και των ιδιαιτεροτήτων του. Αφετέρου, δεν εφαρμόσαμε κάποιο έτοιμο δόγμα για να μελετήσουμε τον τρόπο ανάπτυξής του. Αντιθέτως, ξεκινήσαμε από τον κώδικα του δορυφόρου για να βγάλουμε κάποια μαθήματα για την σμίκρυνση δορυφόρων εν γένει. Επιπλέον, τα διατυπώσαμε με τρόπο που να μπορεί να είναι χρήσιμος και σε διαφορετικούς τομείς, πέρα από τη διαστημική βιομηχανία.

Το ενδιαφέρον μου για τα μαθήματα που « κρύβονται » συχνά στην ανάπτυξη των τεχνολογιών δεν είναι καινούργιο. Με μια προσέγγιση που χαρακτηρίζω ως « αρχαιολογία του παρόντος », βρήκα τις νόρμες δράσης των αναπτυσσόντων μέσα από τη μελέτη τεχνικών εγχειριδίων (διδακτορική διατριβή), ενώ σε άλλη εργασία πρότεινα το ξεπέρασμα των καθιερωμένων θεωριών δικτύων κρίνοντας από το σχεδιασμό του πρωτόκολλο TCP.

Ωστόσο, δεν μελετήσαμε τυχαίο τμήμα του κώδικα. Με τη μέθοδο της “Μήτρας Συνεισφορών” (Contribution Matrix), είχα βρει ότι ένα συγκεκριμένο μέρος του κώδικα, το ECSS_Services, είχε υπηρετήσει ως ραχοκοκαλιά στο όλο πρότζεκτ. Ο Νικήτας κι ο Αποστόλης είχαν παίξει πρωταγωνιστικό ρόλο στην ανάπτυξη αυτού του τμήματος.

Ένα Γενικό Πλαίσιο για την Σμίκρυνση Δορυφόρων

Έτσι, το « Γενικό (Generic) Πλαίσιο για τη Σμίκρυνση Δορυφόρων » που παρουσίασα στη ΝΑΣΑ προέκυψε από μια “αρχαιολογία” της ανάπτυξης του UPSat. Όπως πρότεινα σε μια επιστημολογική εργασία, η γενική εννοιοποίηση (conceptualisation générique) μπορεί να βοηθήσει σημαντικά στη συνεργασία μεταξύ επιστημών που ανήκουν σε διαφορετικούς τομείς (disciplines).

Για να γράψουν το κώδικα αυτού του τμήματος, οι αναπτύσσοντες του UPSat είχαν χρησιμοποιήσει ένα πρότυπο της διαστημικής βιομηχανίας. Ωστόσο, δεν έκαναν μια ακριβή εφαρμογή του προτύπου, αφού άλλωστε κάτι τέτοιο θα ήταν αδύνατο σε μια τόσο μικρή κλίμακα. Οπότε, το αντικείμενο της συνεργασίας μας ήταν να δούμε τι ακριβώς έκαναν, να προτείνουμε κάποιες έννοιες που να περιγράφουν το πέρασμα από τη μια κλίμακα στην άλλη, ξεφεύγοντας από τους τεχνικούς όρους και τις ιδιαιτερότητες του πρότζεκτ.

Το Γενικό Πλαίσιο λοιπόν περιγράφει τους απαιτούμενους τελεστές για το πέρασμα από την κανονική κλίμακα στην νανο-κλίμακα.

Ένα τέτοιο πέρασμα γίνεται εφικτό μέσα από τρεις τελεστές:

– Τη συμμόρφωση με τα χαρακτηριστικά που προτείνονται από το πρότυπο.

– Την παράλειψη χαρακτηριστικών του προτύπου.

– Το μετασχηματισμό των χαρακτηριστικών, μέσω της εισαγωγής, της αλλοίωσης, της επέκτασης ή της ελάττωσής τους.

mini-matrix

Μήτρα Σμίκρυνσης

Μπορείτε να κατεβάσετε την εργασία που παρουσίασα στη ΝΑΣΑ εδώ και μπορείτε να βρείτε το σύνολο των εργασιών του συνεδρίου εδώ.

Leave a Reply