Journal of Space Science and Technology

Journal of Space Science and Technology

Identification and Prioritization of Satellite Electrical Power Subsystem Technologies for National Development Based on Multiple Criteria Decision-Making

Document Type : Original Research Paper

Authors
1 Assistant Professor, Satellite Research Institute, Iranian Space Research Center, Tehran, Iran
2 M.Sc. Satellite Research Institute, Iranian Space Research Center, Tehran, Iran
3 Instructor, Satellite Research Institute, Iranian Space Research Center, Tehran, Iran
4 Instructor, Satellite Research Institute, Iranian Space Research Center.Tehran, Iran
5 PhD Candidate, Satellite Research Institute, Iranian Space Research Center, Tehran, Iran
Abstract
The prioritization and validation of emerging space technologies involve a multi-step, iterative process that necessitates the integration of collective intelligence from all stakeholders alongside analytical methods to identify requirements. This process begins with identifying specialists with sufficient knowledge and experience regarding each technology, extracting and evaluating essential data, prioritizing technology options, identifying challenging technologies, determining essential acquisition strategies, and finally, prioritizing these technologies. This article presents a method to identify and prioritize certain space technologies suitable for a satellite's Electrical Power Subsystem (EPS). Based on the results, it is possible to determine the most effective method to acquire the necessary technology through national development or by leveraging existing technologies available in the market.The power subsystem components are categorized into three groups to evaluate the proposed method: electrical power generation sources, energy storage sources, and power electronic circuits. The results indicate that among all technologies studied, GaAs solar cells, lithium-ion batteries, and electronic circuits constructed with military and industrial components should be prioritized for national development. Additionally, the proposed method demonstrates that the selected technologies are those recently employed in space applications. This methodology can also be extended to other subsystems.
Keywords
Subjects

Article Title Persian

شناسایی و اولویت بندی فناوری های زیرسیستم توان الکتریکی ماهواره ها به منظور توسعه بومی بر اساس روش تصمیم گیری چند معیاره

Authors Persian

رضا امجدی فرد 1
احسان موسیوند 2
فرهاد باقراسکویی 3
شهاب کرباسیان 4
احسان کوثری 5
1 استادیار، پژوهشکده سامانه های ماهواره، پژوهشگاه فضایی ایران، تهران، ایران
2 کاشناسی ارشد،پژوهشکده سامانه های ماهواره، پژوهشگاه فضایی ایران، تهران، ایران
3 مربی، پژوهشکده سامانه های ماهواره، پژوهشگاه فضایی ایران، تهران، ایران.
4 مربی، پژوهشکده سامانه های ماهواره، پژوهشگاه فضایی ایران، تهران، ایران
5 دانشجوی دکتری، پژوهشکده سامانه های ماهواره، پژوهشگاه فضایی ایران، تهران، ایران
Abstract Persian

فرآیند شناسایی و اولویت‌بندی فناوری‌های چالشی در توسعه فناوری­های کلیدی در ساخت یک ماهواره به‌منظور توسعه بومی، یک فرآیند چند مرحله‌ای و رفت و برگشتی خواهد بود که نیازمند استفاده از خرد جمعی و دخیل کردن نظرات کلیه ذینفعان در کنار استفاده از روش‌های تحلیلی به‌منظور شناسایی الزامات و ارزیابی گزینه‌ها است. این فرآیند با شناسایی افراد خبره در هر حوزه تخصصی شروع شده و در ادامه با استخراج داده­های مورد نیاز و ارزیابی آن‌ها به اولویت­بندی گزینه‌های فناوری، شناسایی فناوری‌های چالشی و استراتژی اکتساب مورد نیاز و در نهایت اولویت­بندی آن‌ها ختم می‌گردد. در این مقاله روشی به‌منظور شناسایی و اولویت‌بندی فناوری‌های اساسی زیرسیستم توان الکتریکی در یک ماهواره پیاده‌سازی شده تا به کمک نتایج آن درخصوص توسعه بومی فناوری­های ضروری زیرسیستم فوق تصمیم­گیری و اقدام نمود. به‌منظور ارزیابی بهتر نتایج، اجزای زیرسیستم توان الکتریکی به سه دسته که شامل منابع تولید انرژی، منابع ذخیره­ساز انرژی و نهایتا مدارهای الکترونیکی می‌باشند، تقسیم‌بندی شده­اند. نتایج حاصل از اجرای روش پیشنهادی نشان میدهدکه فناوری های سلول­های خورشیدی گالیوم-آرسناید، باتری لیتیوم یون، مدارهای الکترونیکی بر پایه قطعات نظامی و تجاری مناسب برای توسعه در داخل کشور بوده که با برنامه فضایی کشور نیز تطابق دارد. علاوه بر این می­توان از این روش برای سایر زیرسیستم­ها یا در سطوح پایین­تر نیز استفاده نمود.

Keywords Persian

زیرسیستم توان الکتریکی
فناوری‌های فضایی
اولویت بندی
تصمیم گیری چند معیاره
روش جمع وزنی
[1] M. Puspa, "Decision support system for supplementary food recipients (PMT) by using the simple additive weighting (SAW) method, " Journal Teknik Informatika C.I.T, Medicom, vol. 11, no. 2, p.p 37-44, 2019, https://doi.org/10.35335/cit.Vol11.2019.11.pp37-44.
[2] D. W. T. Putra and A. A. Punggra, "Comparison analysis of simple additive weighting (SAW) and weigthed product (wp) in decision support systems, " in MATEC Web of Conferences, vol. 215, 2018, Art. no. 01003, https://doi.org/10.1051/matecconf/201821501003.
[3] V. Sihombing, V. M. M. Siregar, W. S. Tampubolon, M. Jannah, and A. Hakim, "Implementation of simple additive weighting algorithm in decision support system,"  in IOP Conference Series: Materials Science and Engineering, 2021, https//doi.org/10.1088/1757-899X/1088/1/012014.
[4] A. Memariani, A. Amini, and A. Alinezhad, "Sensitivity analysis of simple additive weighting method (SAW): the results of change in the weight of one attribute on the final ranking of alternatives," Journal of Industrial Engineering. vol. 2, no. 4, pp 13-18, 2009.
[5] K. Piasecki, E. Roszkowaka, and A. L. Hanckowiak, "Simple additive weighting method equipped with fuzzy ranking of evaluated alternatives," Symmetry, vol. 11, no. 4, 2019, Art. no. 482, https://doi.org/10.3390/sym11040482i.
[6]B. Zlaugotne, L. Zihare, A. Kalnbalkite, A. Khabdullin, and D. Blumberga, "Multi- criteria decision analysis methods comparison," Environmental and Climate Technologies, vol. 24, no. 1, pp 454-471, 2020, https://doi.org/10.2478/rtuect-2020-0028.
[7] S. Wulandari and A. P. Wibowo, "Development of SAW (Simple additive weighting) method for decision support system of sembako price control (Case study of the office of agriculture, fisheries and forestry, sleman regional government)," International Journal of Engineering, Technology and Natural Sciences, vol. 1, no. 1. pp. 34-41, 2019, https://doi.org/10.46923/ijets.v1i1.23.
[8] S. J. Sadjadi, M. Habibian, and V. Khaledi, "A multi-objective decision making approach for solving quadratic multiple response surface problems," International Journal Contemp. Math. Sciences, vol. 3, no. 32, pp. 1595-1606, 2008.
[9]G. Campanella and R. A. Ribeiro, "A framework for dynamic multiple-criteria decision making," Decision Support Systems, vol. 52, no. 1, pp. 52-60, 2011, https://doi.org/10.1016/j.dss.2011.05.003.
[10] A. Afshari, M. Mojahed, and R. M. Yusuff, "Simple additive weighting approach to personal selection problem," International Journal of Innovation, Management and Technology, vol. 1, no. 5, pp. 511-515, 2010.
[11] L. Fei, J. Xia, Y. Feng, and L. Liu, "An electre-based multiple criteria decision making method for supplier selection using dempster-shafer theory," IEEE Access, vol. 7, pp. 84701-84716, 2019, https://doi.org/10.1109/ACCESS.2019. 2924945.
[12] X. Yu, S. Zhang, X. Liao, and X. Qi, "ELECTRE methods in prioritized mcdm environment", Information Science, vol. 424, pp. 301-316, 2018, https://doi.org/10.1016/j.ins.2017.09.061.
[13] K. Savitha and C. Chandrasekar, "Vertical handover decision schemes using saw and wpm for network selection in heterogeneous wireless networks," arXiv preprint arXiv:1109.4490, 2011, https://doi.org/10.48550/arXiv.1109.4490.
[14] D. Anggraini and H. T. Sihotang, "Decision support system for choosing the best class guardian with simple additive weighting method," Journal Mantik, vol. 3, no. 3, pp. 1-9, 2019.
[15] A. Ibrahim and R. A. Surya, "The implementation of simple additive weighting (SAW) method in decision support system for the best school selection in jambi," Journal of Physics: Conference Series. 1338, 2019, Art. no. 012054, http://doi.org/10.1088/1742-6596/1338/1/012054.
[16] O. Shekoofa, F. Bagheroskouei, and R. Amjadifard, "System-level evaluation of the operation of different solar array structures for various cubesat configurations," Journal of Space Science and Technology, vol. 15, no. 3, pp. 93-108, 2022, (in Persian), https://doi.org/10.30699/jsst.2022.1371.
[17] S. Pant, A. Kumar, M. Ram, Y. Klochkov, and H.K. Sharma, "Consistency indices in analytic hierarchy process: a review," Mathematics, vol. 10, no. 8, 2022, Art. no. 1206,  https://doi.org/10.3390/ math10081206.
[18] "Using and Interpreting Cronbachs Alpha," University of Virginia Library, 5015, [Online]. Available: https://data.library. virginia.edu/using-and-interpreting-cronbachs-alpha/

  • Receive Date 09 January 2024
  • Revise Date 02 April 2024
  • Accept Date 09 April 2024
  • First Publish Date 09 April 2024