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阶段E的目的是执行核心使命任务，满足前期确定的使命任务需求，按需求在使命任务中进行维护和保障。该阶段的产品是使命任务执行结果和系统性能发挥效果。
在本阶段，系统工程人员继续起重要作用，因为对于复杂系统而言，系统集成与运行使用经常是有重叠的。某些工程需要重复运行使用/重复飞行，每次重复都可能出现技术状态变更和新的使命任务目标。对于具有复杂运行维护需要和有人员参与的系统，所需要的评价和调整可能超出运行使用人员的能力范围。某些专业技术工程学科，如可维护性和后勤保障服务，也将在此阶段发挥作用。这些相关工作可能需要系统工程公共流程的再次迭代和回归。
系统工程人员还可能遇到需要解决空间飞行任务中出现的异常问题。此外，即使已经进入阶段E，软件开发仍可能持续。例如，用于行星探测的软件仍可以在飞行任务执行过程中开发和上传。另一个例子是为空间站扩容开发新的硬件。
这一阶段需要考虑系统的演变，但目前仅考虑不涉及系统架构重大变更的演变。系统架构范畴的变更将构成新的“需求”，导致项目寿命周期活动重新开始。对于大型空间飞行项目，系统演变有可能是飞行时间的延长、进入正常轨道、在轨组装，以及最初的试运行操作。在核心使命任务即将结束时，项目可以申请延长使命任务，继续使命任务活动或努力完成额外的使命任务目标。
关于阶段E中系统工程的详细信息，参见附录T。
空间飞行工程的阶段E：运行使用与维护
目的
执行使命任务，满足最初确定的需求并根据需求实施使命任务维护保障。执行使命任务运行保障计划。
典型活动及其产品
●进行运载火箭性能评估。安排和启用科学试验仪器。
●执行预定的核心使命任务。
●按照计划提供可持续的保障：
○实施备件计划；
○搜集工程技术和科学数据；
○培训设备更换操作人员和设备维修人员；
○培训宇航员团队，准备后续阶段执行使命任务（如行星表面着陆操作）；
○维护并审批系统的运行使用日志；
○维护和升级系统；
○辨识风险并更新风险评估结论；
○发布问题/故障报告；
○处理和分析使命任务数据；
○申请使命任务延长，若获许可则执行。
●按照计划准备系统解效、拆解、退役（或根据使命任务是否延长确定）。
●总结经验教训。
●完成飞行后评估报告。
●完成最终的使命任务报告。
●执行NPR 7120.5中规定的阶段E必需的技术活动。
●满足NPR 7123.1中规定的阶段E评审启动条件/顺利通过评审的判定准则。
需要进行的评审
●发射后评估评审。
●关键事件准备状态评审。
●飞行后评估评审（仅用于载人空间飞行）。
●退役/废弃处置评审。
●系统升级评审。
●安全性评审。