Development of data analysis software for the THOR mission aboard the Space Rider

Abstract

Nowadays, software is everywhere, from the smallest microchip implanted in an animal to the biggest and largest industrial systems. However, if software isn't made using the correct Software Engineering approach, it can lead to catastrophic outcomes, especially in critical systems. With this in mind, this document focuses on the steps of the Software Engineering approach, applied to the construction of a data analysis program to be utilized during the THOR-SR mission. THOR-SR is a pathfinder mission that aims to perform measurements on gamma-ray bursts and bright gamma-ray emitters in the sky, as well as monitor terrestrial gamma-ray flashes and space radiation environment in low Earth orbit. The intent is to use MEGAlib, a set of software tools designed to simulate and analyze data of gamma-ray detectors, as support to this mission. Notwithstanding, MEGAlib was developed as a research project for a specific previous mission, without following a proper software development life cycle. Moreover, to use this software aboard the THOR-SR mission requires developing data ingestion software that is able to handle the new sensors from the mission. This thesis aims to analyze the MEGAlib tool by conducting a survey on its current state, according to the various stages of a software development life cycle. This will be done by compiling its architecture, available documentation and tests. After this analysis, the data analysis software that will support the THOR-SR mission will be developed.

Atualmente, os softwares estão presentes em todo o lado, desde o mais pequeno microchip implantado num animal até aos maiores e mais complexos sistemas industriais. No entanto, se estes softwares não forem desenvolvidos utilizando a abordagem correta de Engenharia de Software, pode resultar em consequências catastróficas, especialmente em sistemas críticos. Com isto em mente, este documento compila todas as etapas da abordagem de Engenharia de Software, aplicada à construção de um programa de análise de dados a ser utilizado durante a missão THOR-SR, uma missão que tem como objetivo a realização de medições em explosões de raios gama e emissores brilhantes de raios-gama no céu, assim como monitorizar flashes de raios gama terrestres e o ambiente de radiação espacial em órbita baixa da Terra. O software MEGAlib, um conjunto de ferramentas de software projetado para simular e analisar dados de detetores de raios gama, será utilizado para apoiar esta missão. Contudo, o MEGAlib foi desenvolvido como um projeto de investigação para uma missão anterior específica, sem que tivesse sigo seguida uma abordagem de desenvolvimento de software correta. Além disto, para que este software seja usado abordo da missão THOR-SR, é necessário o desenvolvimento de um módulo de recolha de dados para os novos sensores desta missão.Este documento também tem como objetivo analisar a ferramenta MEGAlib através uma investigação sobre o seu estado atual, de acordo com as várias fases do processo de desenvolvimento de software. Isto será feito através da compilação da sua arquitetura, documentação disponível e testes. Após esta análise, o software de análise de dados que irá apoiar a missão THOR-SR será construído seguindo o processo de Engenharia de Software mencionado anteriormente.