In recent years international space agencies have become more and more explicit about long term lunar and Martian space missions. With the space program Terrae Novae, the European Space Agency puts forward a focus on the development of Human & Robotic Exploration technologies essential in enabling such long term missions. An integral component of this program is the focus on Advanced Life Support Systems. Life support systems are operated to provide astronauts with life necessities like oxygen, water and food. Currently, conventional Life Support System often have a linear supply design, relying on resources shipped from Earth, with limited onboard re-usage. However, for extended space missions, this linear supply model becomes impractical due to the constraints of dry mass during space travel. Given this need, the European Space Agency initiated the MELiSSA (Micro-Ecological Life Support System Alternative) project aimed at the development of a bioregenerative life support systems. In previous works, the MELiSSA Loop has been proposed: a system design inspired by terrestial ecosystems, that consists of multiple compartments that perform specific biological functions like nitrification and biosynthesis. Due to the complex interdependence of the individual compartments and general space system requirements, the control of such this cyber-physical system forms a significant challenge. This thesis proposes a previously undescribed architecture for the MELiSSA Loop controller design that coordinates the resource distribution between the compartments and establishes atmosphere revitalisation. The architecture meets control objectives specified at high level, and at the same time satisfies the physical and operational constraints. / Under de senaste åren har internationella rymdorganisationer blivit mer och mer tydliga om långsiktiga mån- och rymduppdrag på mars. Med rymdprogrammet Terrae Novae lägger Europeiska rymdorganisationen fram ett fokus på utvecklingen av Human & Robotic Exploration-teknik som är nödvändig för att möjliggöra sådana långsiktiga uppdrag. En integrerad del av detta program är fokus på Advanced Life Support Systems. Livsuppehållande system används för att förse astronauter med livsnödvändigheter som syre, vatten och mat. För närvarande har konventionella livsuppehållande system ofta en linjär försörjningsdesign som förlitar sig på resurser som skickas från jorden, med begränsad återanvändning ombord. Men för utökade rymduppdrag blir denna linjära försörjningsmodell opraktisk på grund av begränsningarna av torr massa under rymdresor. Med tanke på detta behov initierade Europeiska rymdorganisationen MELiSSA-projektet (MicroEcological Life Support System Alternative) som syftade till att utveckla ett bioregenerativt livsuppehållande system. I tidigare arbeten har MELiSSA Loop föreslagits: en systemdesign inspirerad av terrestiska ekosystem, som består av flera fack som utför specifika biologiska funktioner som nitrifikation och biosyntes. På grund av det komplexa ömsesidiga beroendet mellan de enskilda avdelningarna och allmänna krav på rymdsystem, utgör kontrollen av sådana detta cyberfysiska system en betydande utmaning. Denna avhandling föreslår en tidigare obeskriven arkitektur för MELiSSA Loopkontrollerdesignen som koordinerar resursfördelningen mellan avdelningarna och etablerar återupplivning av atmosfären. Arkitekturen uppfyller styrmål som anges på hög nivå, och uppfyller samtidigt de fysiska och operativa begränsningarna.

The space industry is currently undergoing a significant servitization-shift as space agencies globally are transitioning from the government-led product-oriented procurement approach, that has been the standard for decades, to a more commercial service-oriented procurement approach. The purpose of the thesis is to identify what challenges exists within servitization in European space exploration and translate these into related improvement areas for the service-oriented procurement approach adopted by the European Space Agency (ESA). The thesis adopts a qualitative case-study approach where four different commercial services, developed through a commercial partnership between ESA and private enterprises, are being studied. In total, the study identifies 21 challenges across three different life-cycle stages for the commercial services. First, the study identifies cultural challenges for both the space agency and industry as they struggle in transitioning to a service culture from the existing culture that is strongly linked with the traditional approach. Second, the study also identifies several challenges related to how the processes established within the frame of the commercial partnership are currently inadequate to support the transition to commercial services. In particular, the study highlights knowledge gaps related to business planning and marketing, insufficient processes to ensure a balance in cost and quality incentives and high barriers of entry for SMEs. Finally, the study identifies relational challenges with regards to the collaboration between the space agency and the commercial partner. The results indicate that the collaboration between ESA and the commercial partners currently lack the necessary transparency and efficiency in collaboration needed to succeed with servitization. In order to resolve these challenges, the study proposes 21 different improvement areas for ESA in relation to its commercialisation initiative. In particular, the thesis highlights process improvements related to the choice of procurement approach, development of business plans, evaluation of upfront commitment to utilization and visibility into the service design. The thesis concludes by highlighting the need for continued work with development of improvements. The thesis results serve as a starting point for developing a future approach of planning and managing development of commercial services within space exploration. / Rymdindustrin genomgår för närvarande en betydande tjänstefiering där rymdorganisationer globalt övergår från en statligt styrd produkt-orienterad tjänste-orienterad upphandlingsmetod. Syftet med examensarbetet är att identifiera vilkautmaningar som finns inom tjänstefiering i europeisk rymdutforskning samt vilka relaterade förbättringsområden som följaktligen finns inom den tjänste-orienterade upphandlingsmetod som European Space Agency (ESA) har antagit. Examensarbetet baseras på en fallstudie där fyra olika kommersiella tjänster, utvecklade genom ett kommersiellt partnerskap mellan ESA och privata företag, studeras. Studien identifierar totalt sett 21 utmaningar över tre olika livscykelfaser för de kommersiella tjänsterna. För det första identifierar studien kulturella utmaningar för både rymdorganisationen och industrin upplever svårigheter i att övergå från den befintliga kulturen som starkt är kopplad till den traditionella metoden till en tjänste-orienterad kultur. För det andra identifierar studien även flera utmaningar relaterade till hur processerna som etablerats inom ramen för det kommersiella partnerskapet för närvarande är otillräckliga för att stödja övergången till kommersiella tjänster. Studien lyfter särskilt fram kunskapsluckor inom affärsplanering och marknadsföring, otillräckliga processer för att säkerställa balans mellan kostnads- och kvalitetsincitament samt höga inträdeshinder för små och medelstora företag. Slutligen identifierar studien relationsmässiga utmaningar med avseende på samarbetet mellan rymdorganisationen och den kommersiella partnern. Resultaten indikerar att samarbetet mellan ESA och industrin idag saknar den nödvändiga transparensen och effektiviteten i samarbetet som krävs för att lyckas med tjänstefiering. För att lösa dessa utmaningar föreslår studien 21 olika förbättringsområden för ESA i relation till dess kommersialiseringsinitiativ. Särskilt framhävs processförbättringar relaterade till val av upphandlingsmetod, utveckling av affärsplaner, utvärdering av tidiga åtaganden för utnyttjande och insyn i tjänstedesignen. Examensarbetet avslutas med att betona behovet av fortsatt arbete med utveckling av förbättringar. Resultaten utgör en startpunkt för att utveckla en framtida strategi för planering och hantering av utvecklingen av kommersiella tjänster inom rymdutforskning.