Комбінована модель процесу розроблення апаратно-програмного модуля обробки даних студентського наносупутника CubeSat

Abstract

Концепція наносупутників CubeSat змінила правила гри в галузі космічних наукових досліджень і розвитку новітніх космічних технологій. Основні фактори їх успіху: низька вартість, відносна простота виробництва і передбачуваний життєвий цикл. CubeSat дуже важливі для підготовки майбутніх інженерів: бакалаврів і магістрів аерокосмічних університетів. Тому використання CubeSat – це економічно вигідний спосіб дослідження ближнього космічного простору та проведення наукової роботи. Проте існує багато питань, пов’язаних з ефективним розробленням програмного забезпечення, забезпеченням якості програмного забезпечення на системному рівні, обслуговуванням і повторним використанням програмного коду. В роботі розглянуто переваги і недоліки як класичних, так і сучасних гнучких (Agile) моделей життєвого циклу розроблення програмного забезпечення. Для підвищення гнучкості та зменшення складності проєктів CubeSat запропоновано комбіновану модель розроблення апаратно-програмного модуля обробки даних, яка поєднує переваги двох моделей: «водоспадної» (waterfall) моделі для розроблення апаратного забезпечення і гнучкої моделі для розроблення програмного забезпечення. Для всебічної оцінки комбінованої моделі процесу розроблення апаратно-програмного модуля обробки даних використано методологію SWOT-аналізу, який є популярним інструментом стратегічного планування. Для його проведення були сформулювані переваги та недоліки, зовнішні можливості та загрози комбінованої моделі процесу розроблення апаратно-програмного модуля обробки даних. Запропонована комбінована модель дозволить студентським командам з малим досвідом розробляти програмно-апаратні модулі обробки даних з мінімальними ризиками, забезпечуючи повторне використання коду і збільшуючи привабливість студентських проєктів CubeSat.

The CubeSat nanosatellite concept has been a game-changer in the field of space science research and the development of cutting-edge space technologies. The primary factors for their success are low cost, relative simplicity of production, and predictable lifecycle. CubeSats are highly important for preparing future engineers: bachelor's and master's students of aerospace universities. Therefore, the use of CubeSats is a cost-effective way to explore near space and conduct scientific work. However, there are many issues related to the effective development of software, ensuring software quality at the system level, maintenance, and reuse of software code. The advantages and disadvantages of both classical and modern agile (Agile) software development lifecycle models are considered. To enhance flexibility and reduce the complexity of CubeSat projects, a combined model for the development of a hardware-software data processing module is proposed, which combines the advantages of two models: the waterfall model for hardware development and the agile model for software development. For a comprehensive assessment of the combined model of the data processing hardware-software module development process, the SWOT analysis methodology is used, which is a popular strategic planning tool. For its implementation, the strengths and weaknesses, external opportunities, and threats of the combined model of the data processing hardware-software module development process were formulated. The proposed combined model will allow student teams with limited experience to develop hardware-software data processing modules with minimal risks, ensuring code reuse and increasing the attractiveness of student CubeSat projects.