Declining launch costs and accelerating innovation cycles are strong drivers of the rapid expansion of the space industry. While this growth enables significant societal and economic benefits, it also exposes the limitations of current design practices in which spacecraft are primarily built for single use. Increasing environmental impact and the proliferation of orbital debris undermine the long-term sustainability of space operations. Although Circular Economy (CE) based practices for extending resource use offer a promising pathway for sustainable industrial design, their implementation in the space industry remains fragmented and lacks systemic coordination. Current efforts focus largely on reusable launch vehicles, while the development of reusable satellites remains limited.

To address this, the thesis develops Design-for-Spacecraft-Reuse (DfSR) as a design concept for enabling circularity in space and advances it from an initial concept toward practical application, with satellites as the primary context. Methodologically, the research employs a qualitative, abductive approach grounded in systems thinking, socio-technical transition theory, and engineering design theory. The empirical foundation draws on expert interviews and case studies, complemented by literature-informed analysis that provides theoretical and contextual framing.

A central finding is that pathways for satellite reuse are conditioned by orbital context: different orbital regimes imply different reuse logics, each associated with distinct design and system-level requirements. The findings further show that a dominant focus on isolated technical solutions, such as reusable launch vehicles, contributes to fragmentation and limits the implementation of CE practices in the space industry. Across the findings, design emerges as the layer that integrates orbital context with system-level conditions, operationalized through DfSR.

The contributions of this thesis are threefold. First, it provides empirical insights into the factors driving fragmentation of CE practices in the space industry and their implications for coordinated implementation. Second, it offers a systems perspective on how conditions for circularity shape satellite reuse across different system levels. Third, it develops design support artifacts that operationalize DfSR for satellite reuse, including a conceptual framework that differentiates design requirements across orbital regimes, and a set of design considerations linking system-level conditions to early-stage satellite design decisions. Together, these contributions provide a foundation for embedding circularity and establishing reuse as a design principle in satellite development, thereby supporting the transition toward circularity in space, with transferable insights extending across the spacecraft category.

Sjunkande kostnader för raketuppskjutningar och allt snabbare innovationscykler är starka drivkrafter bakom rymdindustrins snabba expansion. Samtidigt som denna utveckling möjliggör betydande samhällelig och ekonomisk nytta, synliggör den också begränsningarna i dagens designpraktik där rymdfarkoster i huvudsak konstrueras för engångsanvändning. Den ökande miljöbelastningen och spridningen av rymdskrot utgör ett hot mot den långsiktiga hållbarheten i rymdverksamhet. Principer för cirkulär ekonomi (CE), som syftar till att förlänga resursanvändningen, erbjuder en möjlig väg mot en mer hållbar industriell design. Tillämpningen av dessa principer inom rymdindustrin är dock fragmenterad och saknar systemisk samordning. Insatser har i stor utsträckning fokuserat på återanvändbara uppskjutningssystem, medan utvecklingen av återanvändbara satelliter fortfarande är begränsad.

För att adressera detta utvecklar avhandlingen Design-for-Spacecraft-Reuse (DfSR) som ett designkoncept för att möjliggöra cirkularitet i rymden, och vidareutvecklar det från en initial idé mot praktisk tillämpning, med satelliter som huvudsaklig kontext. Metodologiskt bygger studien på en kvalitativ och abduktiv ansats, grundad i systemtänkande, forskning om socio-tekniska omställningar och ingenjörsvetenskaplig designteori. Den empiriska grunden utgörs av expertintervjuer och fallstudier, kompletterade med litteraturbaserad analys som ger teoretisk och kontextuell inramning.

Ett centralt resultat är att möjligheterna till återanvändning av satelliter är beroende av omloppskontexten: olika omloppsbanor (orbitala regimer) medför olika logiker för återanvändning, vilka i sin tur innebär skilda krav på design och systemnivå. Resultaten visar vidare att ett dominerande fokus på isolerade tekniska lösningar, såsom återanvändbara uppskjutningssystem, bidrar till fragmentering och begränsar implementeringen av cirkulära ekonomiprinciper i rymdindustrin. Sammantaget framträder design som den nivå där omloppskontext och systemvillkor integreras, vilket operationaliseras genom DfSR.

Avhandlingen ger tre huvudsakliga bidrag. För det första bidrar den med empiriska insikter i de faktorer som driver fragmentering av cirkulära ekonomipraktiker inom rymdindustrin och deras konsekvenser för samordnad implementering. För det andra erbjuder den ett systemperspektiv på hur förutsättningar för cirkularitet påverkar återanvändning av satelliter över olika systemnivåer. För det tredje utvecklar den designstöd som operationaliserar DfSR för satellitåteranvändning, inklusive ett konceptuellt ramverk som differentierar designkrav mellan olika omloppsbanor samt en uppsättning designöverväganden som kopplar systemnivåförutsättningar till tidiga designbeslut. Sammantaget utgör dessa bidrag en grund för att integrera cirkularitet och etablera återanvändning som designprincip i satellitutveckling, och stödjer därigenom omställningen mot cirkularitet i rymden, med överförbara insikter som sträcker sig över olika typer av rymdfarkoster.