With the increasing number of satellites operating in orbit and the development of nanosatelliteconstellations, it has become more and more arduous for operators to keep track of every satellitestate, and perform corrective or avoidance manoeuvres. That is why CNES, the French space agency,is developing new algorithms, which aimed at making satellites more self-su cient. More especially,these algorithms are in charge of autonomous orbit control, collision risk calculations and satellitestatus monitoring. In this thesis, we present the architecture of these three algorithms and how theyinteract between them to deal with the autonomous control of a satellite. In addition, this paper studiestheir integration within the OPS-SAT nanosatellite, which is an in-orbit demonstrator developed bythe European Space Agency (ESA) and opened to worldwide experimenters. By analysing the dataused by the numerical propagators, the size of the input configuration files sent to the nanosatellitewas optimised. Thanks to this optimisation, the size of telecommands sent during each OPS-SATflyby above the ESOC ground station meets the requirements. Due to some issues encountered with the nanosatellite’s GPS, a solution was found to update thecurrent orbit on-board, and thus allow the proper algorithms’ operation. This thesis also introduceshow the tests were carried out in order to validate these algorithms, both on flat-sat and on the realsatellite. The results demonstrate that their integration on the OPS-SAT numerical environment issuccessful, meaning that the algorithms and their dependences are correctly packaged, sent and uploaded,and that they work as expected. Their execution time are of course longer due to the limitedcalculation capacity of the on-board computer, but are still compatible with real operations, except forthe collision risk computation, which can exceed the orbital period depending on the initial conditions.Finally, the thesis presents the process of real operations for one of the three algorithms developed byCNES, the di culties encountered and the solutions considered. / Med det ökande antalet satelliter i omloppsbana och utvecklingen av nanosatellitkonstellationer hardet blivit mer och mer krävande för operatörer att hålla reda på varje satellits tillstånd och utförakorrigerande eller undvikande manövrar. Det är därför som CNES, den franska rymdorganisationen,utvecklar nya algoritmer som syftar till att göra satelliter mer autonoma. Närmare bestämt ansvarardessa algoritmer för autonom omloppsbanereglering, kollisionsriskberäkningar och satellitstatusövervakning.I detta examensarbete presenterar vi arkitekturen för dessa tre algoritmer och hur de interagerarmellan sig för att hantera den autonoma styrningen av en satellit. Dessutom studeras deras integrationinom OPS-SAT-nanosatelliten, som är en demonstrator i omloppsbana som utvecklats av Europeiskarymdorganisationen (ESA) och öppnad för globala experiment. Genom att analysera de datasom används av de numeriska propagatorerna optimerades storleken på de ingångskonfigurationsfilersom skickades till nanosatelliten. Tack vare denna optimering uppfylls storlekskraven på telekommandonsom skickas under varje passage av OPS-SAT ovanför ESOC-markstationen. På grund av vissa problem med nanosatellitens GPS hittades en lösning för att uppdatera den aktuellaomloppsbanan ombord och därmed möjliggöra korrekt funktion av algoritmerna. Detta examensarbeteintroducerar också hur testerna genomfördes för att validera dessa algoritmer, både på en s.k. flat-satoch på den verkliga satelliten. Resultaten visar att deras integration i den numeriska miljön OPS-SATär framgångsrik, vilket innebär att algoritmerna och deras beroende är korrekt förpackade, skickade ochuppladdade och att de fungerar som förväntat. Deras exekveringstid är naturligtvis längre på grundav den inbyggda datorns begränsade beräkningskapacitet, men är fortfarande kompatibel med verkligaoperationer, förutom beräkningen av kollisionsrisk, som kan överstiga omloppsperioden beroende påde initiala förhållandena. Slutligen presenterar rapporten processen för verkliga operationer för en avde tre algoritmerna som utvecklats av CNES, svårigheterna och de lösningar som övervägs.

When developing products for space, including nanosatellites, the verification and validation process is a mandatory part of any project conducted within the European space industry. Within such a process, testing is a method for verification and validation. In this degree project, the appropriate tests for verification and validation of a nanosatellite were investigated. The project was conducted at the Royal Institute of Technology and the Polytechnic of Milan, as part of a larger research project under the name HERMES-SP. The research project was, at the time at which the degree project was taking place, in its first phase of the verification process. Therefore, tests for verification and validation of the Orbit Determination System (ODS) had not yet been defined. HERMES-SP is developing a nanosatellite platform with a very precise and reliable ODS, combining both Inertial Navigation System (INS) and Global Navigation Satellite System (GNSS). This degree project was thus conducted with HERMES-SP as an applicative case to investigate tests for a ’nanosatellites onboard ODS focusing on the GNSS. The ODS developed for the nanosatellite platform was studied, along with the underlying theory for ODS and GNSS. The plan for verification defined within HERMES-SP was also examined, and the presented methodology for test development was followed. To fully answer the project’s research question, the appropriate tests had to be identified and defined. This was done by first determining the requirements related to the ODS, and then identifying the tests that were needed to verify the requirements. Lastly, the tests were defined in test specifications and procedures. It was found that the relevant tests in the verification process were a handful of tests on the Equipment Test (ET), Software Test (SWT), and Subsystem Integration Test (SSIT) test levels. The tests were needed for verification of individual components in the system, as well as integrated components and their interfaces. The defined tests were considered appropriate for verification and validation for the first phase of the verification process. The project contributed to the identification and definition of tests for a restricted part of the verification process, related to the specified system of the HERMES-SP nanosatellite. The findings could be used in other nanosatellite projects with similar ODS by following the process and the methodology for test development documented in this report. / Vid utvecklandet av produkter ämnade för rymden, såsom satelliter, är processen för verifiering och validering en obligatorisk del av projekt utförda inom den Europeiska rymdindustrin. Under en sådan process är testning en metod för verfiering och validering. I detta examensarbete undersöktes de lämpliga testerna för verifiering och validering av en nanosatellit. Arbetet utfördes på Kungliga Tekniska Högskolan (KTH) och Politecnico di Milano, som en del av ett större foskningsprojekt under namnet HERMES-SP. När detta examensarbete tog plats var forskningsprojektet i sin första verifieringsfas. Därför hade inte tester för verifiering och validering av systemet för ombord banbestämning ännu definerats. Inom HERMES-SP utvecklas en platform för nanosatelliter med ett precist och tillförlitligt banbestämmnings system. Systemet kombinerar därför både tröghetsnavigeringssystem och satellitnavigering (GNSS). Systemet för ombord banbestäming utvecklat för nanosatelliten studerades, tillsammans med underliggande teori för banbestäming och GNSS. HERMES-SPs plan för verifiering och validering studerades, och den presenterade metodiken för testning adapterades. För att besvara arbetets forskningsfråga behövdes de lämpliga testerna identifieras och sedan defineras. Detta gjorder genom att först bestämma krav på systemet för banbestämning, och därefter identifiera de tester som behövdes för att verifiera kraven. Sist definerades testen i form av test specifikationer och test procedurer. Arbetet resulterade i att en handfull at tester relevanta för verifieringsprocessen identifierades. Dessa tester tillhörde olika nivåer av testing, nämligen testning av komponenter, mjukvara, och integrering av delsystem. Dessa tester var nödvändiga för att utvärdera individuella komponenter i systemet, samt integrerade komponenter och deras gränssnitt. De tester som definerades i arbetet ansågs nödvändiga för verifiering och validering under den första fasen av processen för verifiering. Examensarbetet bidrog till identifiering och definering av tester tillhörande en begränsad fas av verifieringsprocessen, relaterade till det specifiecerade systemet av HERMES-SPs nanosatellit. Upptäckterna skulle kunna användas i andra projekt för nanosatelliter med liknande system för banbestämning, genom att följa metodiken för utveckling av tester dokumenterade i denna rapport.

A finite element model of the CubeSat MIST was created, in order to assess the stresses that occur in the satellite in response to loads during its launch. Due to size limits of thesoftware used, simplifications had to be made to the geometry of the model. The loads assessed were quasi-static accelerations, random vibrations, shock loads, as well as a combined quasi-static acceleration and random vibration case. The study assumed the worst possible loads from a list of different potential launch vehicles for the satellite. Non-linear boundary conditions could not be modelled, and instead different linear boundary condition combinations were assessed. The results showed that the satellite showed positive margins of safety for the quasi-static loads. The lowest natural frequency for the satellite was above 130 Hz. For the random vibration loads, positive margins of safety could be shown if adverse stresses attributed to the boundary conditions inthe worst case were ignored. The model proved too conservative to qualify the satellite for the shock loads. Shock testing is therefore recommended for future work, unless requirements for waiving the shock testing can be met. The random vibration and combined loads analysis showed that the −X shear panel experienced high stresses in the corners of its windows, and the part should be inspected once environmental tests are conducted. The −X shear panel only showed adverse stresses in the most extreme boundary condition case, where its deformation was deemed unrealistic. / En finit elementmodell av nanosatelliten MIST skapades for att undersöka dess respons till lasterna under uppskjutning. På grund av storleksbegränsningar i programvaran behövde modellens geometri förenklas. Lasterna som undersöktes var kvasistatiska accelerationer, stokastiska vibrationer, chocklaster samt ett kombinerat kvasistatiskt accelerations- och stokastiskt vibrationsfall. Studien använde de värsta tänkbara lasterna från en lista över olika potentiella bärraketer för satelliten. Icke-linjära gränsvillkor kunde inte modelleras och istället utvärderades olika kombinationer av linjära gränsvillkor. Resultaten visade positiva säkerhetsmarginaler för kvasistatiska belastningar. Den lägsta naturliga frekvensen för satelliten var över 130 Hz. För de stokastiska vibrationsbelastningarna kunde positiva säkerhetsmarginaler motiveras om hänsyn togs till oegentligheter orsakade av gränsvillkoren i det extremaste fallet. Chocklastanalysen visade på begränsningar i modellen. Mekaniska chocktester kommer därmed behövas för att undersöka chocklasterna, om inte kraven for att hoppa över chocktestning uppfylls. Analyserna av de stokastiska vibrationerna och det kombinerade lastfallet visade att skjuvpanelen på −X-sidan upplever höga spänningar i hörnen på sina fönster, och bör inspekteras när experimentella tester genomförs. Skjuvpanelen på −X-sidan upplevde enbart för höga spänningar i fallet med mest extrema gröäsvillkor, där deformationerna bedömdes vara orealistiska.