Industria spațială reprezintă un domeniu de maxim interes din punct de vedere științific, economic, strategic. Comparativ cu alte domenii, creșterea sa din ultimii ani este extraordinară, dovada la îndemâna tuturor fiind serviciile de telecomunicații. Sectorul nu a fost afectat de criza economică, numărul țărilor implicate devine din ce în ce mai mare, iar cercetarea și dezvoltarea sunt atent planificate în conformitate cu strategiile agențiilor spațiale. În paralel, apar aplicații terestre ale tehnologiilor dezvoltate pentru programele spațiale.

Sectorul spațial este complex, incluzând universități, instituții de cercetare/dezvoltare, dezvoltatori de rachete, sateliți, servicii la sol, agenții spațiale, furnizori de produse și servicii pentru spațiu din industria orizontală. Industria spațială este orientată spre sisteme de lansare, comunicații, observarea Pământului, zborul cu echipaje umane, știința spațială, inginerie și tehnologii pentru spațiu, navigație.

Mult timp relativ discretă, industria spațială europeană atrage tot mai multe firme. Programele spațiale sunt judicios planificate și organizate, bazându-se pe lanțuri de furnizare specifice formate de contractorii principali, responsabili cu proiectarea și asamblarea de sisteme spațiale complete, furnizorii de subsisteme principale pentru sistemele spațiale complexe, furnizorii de echipamente, furnizorii de componente și subansamble.

La nivelul Uniunii Europene, industria spațială deservește 3 tipuri de clienți guvernamentali: guvernele naționale din Europa, Agenția Spațială Europeană și Comisia Europeană, iar dezvoltarea sa depinde de bugetele alocate, cadrul legal reglementat și, nu în ultimul rând, de capitalul uman. Activitățile spațiale se bazează pe dezvoltarea de tehnologii specifice, programele spațiale astăzi sunt dezvoltările de tehnologii spațiale din trecut.

Pentru a măsura evoluția, maturitatea și posibilitatea de utilizare a unei tehnologii spațiale se folosește indicele TRL – Technology Readiness Level/Nivelul de maturitate tehnologică. Acesta, propus în 1974 de Stan Sadin, un cercetător NASA, avea inițial o scară cu 7 niveluri, ulterior adoptându-se o scară cu 9 niveluri. TRL este un instrument de fundamentare a deciziilor, evaluare a riscurilor și dezvoltare a activităților de cercetare/dezvoltare, experimentare, verificare și producție, fiind adoptat și în alte domenii, de exemplu în industria petrolieră (API 17N).

Agenția Spațială Europeană – ESA utilizează tot o scară de la 1 la 9, conform standardului ISO 16290, unde TLR 9 este gradul maxim de maturitate tehnologică. Evaluarea corectă și la timp a tehnologiilor este extrem de importantă înainte de încorporarea lor în orice proiect nou de dezvoltare. Pentru ilustrarea TRL se utilizează așa numita diagramă-termometru:

  • TRL 1 – Principiile de bază sunt identificate, analizate și descrise
  • TRL 2 – Formularea conceptului și/sau aplicației tehnologice
  • TRL 3 – Demonstrarea funcțiilor critice și experimentale și/sau a caracteristicilor conceptului
  • TRL 4 – Validarea modelului experimental sau/și componentelor în laborator
  • TRL 5 – Validarea modelului experimental sau/și componentelor într-un mediu relevant
  • TRL 6 – Demonstrarea funcționării prototipului/sistemelor/subsistemelor într-un mediu relevant (la sol sau în spațiu)
  • TRL 7 – Demonstrarea funcționării prototipului în spațiu
  • TRL 8 – Sistemul este realizat și calificat pentru zbor prin teste și demonstrații (la sol și în spațiu)
  • TRL 9 – Sistemul este calificat pentru zbor și este utilizat în misiuni de succes

tehnologii-spatiu-comoti-stiinta-tehnica-2

TRL 1: PRINCIPIILE DE BAZĂ SUNT IDENTIFICATE, ANALIZATE ȘI PREZENTATE

Este nivelul de bază, corespunde analizei principiilor de bază ale cercetării științifice preliminare. La acest nivel se studiază proprietăți ale materialelor sau principii de funcționare. Evaluarea nivelului este realizată de specialiștii implicați în cercetare/dezvoltare, analizându-se principiile fizice relevante, capabilitățile ce pot fi dezvoltate, rezultatele obținute în demonstrarea principiilor fizice. Trebuie argumentată fezabilitatea trecerii la TRL 2.

TRL 2: FORMULAREA CONCEPTULUI ȘI /SAU APLICAȚIEI TEHNOLOGICE

TRL 2 presupune crearea conceptului bazat pe rezultatele obținute la TRL 1. Nu sunt vizate experimente de validare a principiilor, dar conceptul este descris în amănunt, cuprinzând principiile fizice ce îi stau la bază, posibilele aplicații, mediul în care va opera, cerințele de performanță și tehnologiile constituente. Evaluarea nivelului este realizată de specialiștii implicați în dezvoltarea conceptului și de evaluatori independenți.

TRL 3: DEMONSTRAREA FUNCȚIILOR CRITICE ȘI EXPERIMENTALE ȘI/SAU A CARACTERISTICILOR CONCEPTULUI

Este etapa inițială de dezvoltare, de studii analitice, cercetări de laborator și teste de validare, descriindu-se noul concept, funcționalitatea, aplicațiile identificate, cerințele de performanță, mediile de operare. Nivelul aduce argumentele pentru dezvoltările ulterioare ale noului concept. Evaluarea nivelului este realizată de specialiștii implicați, evaluatori independenți, și de specialiști ai potențialilor beneficiari.

TRL 4: VALIDAREA MODELULUI EXPERIMENTAL SAU/ȘI A COMPONENTELOR ÎNTR-UN MEDIU DE LABORATOR

La acest nivel se demonstrează conceptul, sunt integrate elemente tehnologice existente, se definesc obiectivele experimentelor și posibilitățile de dezvoltare a tehnologiei. Sunt clar descrise noile tehnologii, aplicațiile, mediile operaționale, cerințele de performanță, tehnologiile adiționale și interacțiunea între acești factori. Este analizată fezabilitatea noii tehnologii. Evaluarea nivelului este realizată de specialiștii implicați, evaluatori independenți, și de specialiști ai potențialilor beneficiari.

TRL 5: VALIDAREA MODELULUI EXPERIMENTAL SAU/ȘI COMPONENTELOR ÎNTR-UN MEDIU RELEVANT

La TRL 5 se validează într-un mediu relevant (un mediu similar celui operațional impus) modelul experimental și/sau componentele. Viabilitatea lor trebuie să crească semnificativ față de nivelele anterioare. Tehnologiile sunt clar descrise, există un plan de testări și verificări, se compară relevanța mediului de testare față de mediul de operare, se prezintă funcționalitatea și modul de măsurare a performanțelor. Este argumentată legătura cu nivele mai mari de integrare, în medii operaționale relevante. Evaluarea nivelului este realizată de specialiștii implicați, evaluatori independenți, specialiști ai potențialilor beneficiari.

TRL 6: FUNCȚIONALITATEA PROTOTIPULUI/SISTEMELOR/SUBSISTEMELOR ESTE DEMONSTRATĂ ÎNTR‑UN MEDIU RELEVANT (LA SOL SAU ÎN SPAȚIU)

Este un nivel de integrare și demonstrare superior TRL 5, nu necesită în general testarea unui sistem complet în spațiu, decât dacă singurul mediu relevant este spațiul. Tehnologia este clar descrisă, se fac teste și verificări și se explică modul în care mediul de testare este relevant pentru mediul de operare, se descriu cerințele funcționale și de mediu, elementul de care depinde fezabilitatea tehnologiei. Se evidențiază riscurile tehnice și se cuantifică eforturile de atingere a TRL 7. Evaluarea nivelului este realizată de specialiștii implicați, evaluatori independenți, și de specialiști ai potențialilor beneficiari.

TRL 7: FUNCȚIONALITATEA PROTOTIPULUI ESTE DEMONSTRATĂ ÎN SPAȚIU

Nivelul este important, dar opțional, demonstrând comportamentul sistemelor deja existente în condițiile operaționale presupuse. A fost de puține ori aplicat, în cazuri de risc tehnic ridicat și/sau când sunt necesare îmbunătățiri, în cazurile unor misiuni importante sau de mare risc. Prototipul se realizează la scara sistemului real, sau cât mai apropiată, iar demonstrarea se desfășoară în condițiile unui mediu operațional deja cunoscut. Nivelul impune prezentarea clară și detaliată a tehnologiei, a proiectului și a verificărilor/testărilor realizate, explicându-se relevanța modului de testare față de mediul de operare preconizat. Evaluarea nivelului de maturitate este făcută de specialiștii implicați, de evaluatori independenți și de specialiști ai beneficiarului.

TRL 8: SISTEMUL ESTE REALIZAT ȘI CALIFICAT PENTRU ZBOR PRIN TESTE ȘI DEMONSTRAȚII (LA SOL ȘI ÎN SPAȚIU)

Dezvoltările utilizate în misiuni spațiale sunt la acest nivel. El implică toate fazele de dezvoltare a sistemelor, respectiv proiectarea, realizarea, testarea și evaluarea., dar sunt cazuri de realizare a unei noi tehnologii într-un sistem existent. Tehnologiile pentru TRL 8 trebuie să fi atins anterior TRL 6 sau 7. Evaluarea maturității este parte integrantă a proiectului sau programului de dezvoltare a sistemului, fiind sincronizată cu celelalte activități.

Nivelul TRL 8 impune o descriere clară a modului de funcționare și corelare în sistemul general dezvoltat pentru misiune, date privind procesul de fabricație, integrarea în sistemul general în condițiile de mediu impuse și documente din care să rezulte fără echivoc acordul potențialilor beneficiari. Este necesară o evaluare a riscurilor și o estimare a eforturilor de trecere la TRL 9. Evaluarea nivelului de maturitate este făcută de specialiștii implicați în demonstrarea nivelului, de evaluatori independenți și de specialiști ai beneficiarului.

TRL 9: SISTEMUL ESTE CALIFICAT PENTRU ZBOR ȘI OPEREAZĂ ÎN MISIUNI DE SUCCES

Acest nivel de maturitate este atins de noile sisteme când sunt lansate și operate cu succes. În mod normal nu este necesară evaluarea maturității tehnologiei, aceasta fiind demonstrată de succesul misiunii. Dacă totuși se cere, se aplică fie ca o parte a operațiunilor misiunii/sistemului sub supravegherea dezvoltatorilor sistemului sau ca input pentru viitoarele proiecte.

Evaluarea gradului de maturitate se realizează ca fază a misiunii, sub upravegherea dezvoltatorilor sistemului, managementului misiunii si specialiștilor finanțatorilor, sau ca input pentru planificarea unor misiuni viitoare. Revizuirea tehnologiei se realizează la orice eveniment produs în misiune, dar și pentru planificarea unor misiuni viitoare. Evaluările vor fi făcute de operatorii sistemelor, avându-se în vedere în primul rând descrierea unității de fabricație, modul de producție și de integrare a fabricației în fluxurile de producție deja existente, toate acestea urmând a fi aprobate de beneficiar.

Sunt de asemenea necesare documentația sistemului, descrierea funcționalității sale, cerințele de mediu și modul de respectare a lor, tehnologiile utilizate și cerințele de operare. Trebuie descrise testele și verificările, rezultatele lor, cazurile de avarii, analizele comparative, riscurile și eforturile necesare pentru reutilizarea sau îmbunătățirea tehnologiilor în condițiile industriale cunoscute.