ETD

• equivalent system mass
• life support
• life support system architecture
• LiSTOT
• lunar mission
• trade-off studies

This thesis concerns the update and improvement of the Life Support Trade-Off Tool (LiSTOT), a tool developed at the Technical University of Munich (TUM) for the comparative evaluation of ECLSS technologies through the metrics of Equivalent System Mass (ESM) and Multi-Criteria Analysis (MCA), supporting trade-off decisions during the design of life support systems for lunar missions.
The work pursues three objectives: acquiring competence on the state of the art of life support systems; updating the technology database, reconstructing chapter by chapter the main ECLSS subsystems from largely outdated sources; correcting, improving and unifying the calculation logic through a substantial revision of the source code.
These objectives are functional to a specific research question: identifying, within the mission duration/resupply frequency space, the threshold beyond which it becomes convenient to adopt resource-regenerative ECLSS architectures, across three categories - open loop, closed physicochemical, closed bioregenerative - including, for the physicochemical category, two variants (MCA-selected minimum-ESM technologies vs. real ISS technologies). The architectures are compared through ESM break-even points, identifying the mission conditions under which each considered architecture becomes optimal relative to the others.

Il presente lavoro di tesi riguarda l'aggiornamento e il miglioramento del Life Support Trade-Off Tool (LiSTOT), strumento sviluppato alla Technical University of Munich (TUM) per la valutazione comparativa di tecnologie ECLSS tramite le metriche di Equivalent System Mass (ESM) e Multi-Criteria Analysis (MCA), a supporto del trade-off in fase di progettazione di sistemi di supporto vitale per missioni lunari.
Il lavoro persegue tre obiettivi: acquisire competenza sullo stato dell'arte dei sistemi di supporto vitale; aggiornare il database tecnologico, ricostruendo capitolo per capitolo i principali sottosistemi ECLSS da fonti in gran parte datate; correggere, migliorare e uniformare la logica di calcolo con una revisione sostanziale del codice sorgente.
Questi obiettivi sono funzionali a una domanda di ricerca specifica: individuare, nello spazio durata di missione/frequenza di resupply, la soglia oltre la quale conviene utilizzare architetture ECLSS rigenerative delle risorse, tra tre categorie - ciclo aperto, chiuso fisico-chimico, chiuso bioregenerativo - incluse, per la categoria fisico-chimica, due varianti (selezione MCA a minimo ESM vs tecnologie ISS reali). Le architetture sono confrontate tramite punti di break-even in ESM, individuando le condizioni di missione in cui ogni architettura considerata diventa ottimale rispetto alle altre.