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Summary

Details

Page properties
Content
... ... @@ -73,7 +73,7 @@
73 73  
74 74  Painéis solares estão instalados em cinco faces do CubeSat, gerando **6 a 7 W** de potência no total, enquanto a sexta face abriga a câmera. A energia é armazenada em baterias de íons de lítio.
75 75  
76 -= Desenvolvimento do ITASAT-1 =
76 += ITASat-1 (Instituto Tecnológico de Aeronáutica Satellite-1) =
77 77  
78 78  O ITASat-1 é o primeiro microssatélite universitário e tecnológico do Brasil, financiado pela Agência Espacial Brasileira (AEB) no âmbito do Programa de Desenvolvimento e Lançamento de Satélites Tecnológicos de Pequeno Porte.
79 79  Seu desenvolvimento e operação representam uma importante oportunidade de formação e capacitação de estudantes brasileiros em tecnologia espacial, além de permitir o teste em órbita de novos componentes e tecnologias para futuras missões nacionais.
... ... @@ -133,10 +133,6 @@
133 133  
134 134  O software embarcado foi **totalmente desenvolvido pela equipe**, em arquitetura modular por camadas, permitindo trabalho colaborativo e integração de bibliotecas e drivers externos.
135 135  
136 -[[OBDH computer card>>image:ITASat1_OBDH.jpeg||data-xwiki-image-style-alignment="center"]]
137 -
138 -[[Caption>>image:ITASat1_Software.jpeg||data-xwiki-image-style-alignment="center"]]
139 -
140 140  === ADCS (Attitude Determination and Control System) ===
141 141  
142 142  Controlador baseado em **ARM7 MCU**, conectado aos sensores (solar, giroscópio, magnetômetro) e atuadores (magnetotorqueadores e rodas de reação). Implementa três modos de controle de atitude:
... ... @@ -145,8 +145,6 @@
145 145  1. Controle **magnético**, alinhando o satélite ao campo magnético terrestre;
146 146  1. Controle **três eixos**, combinando rodas de reação e magnetotorqueadores.
147 147  
148 -[[ADCS block diagram>>image:ITASat1_ADCS.jpeg||data-xwiki-image-style-alignment="center"]]
149 -
150 150  === TMTC (Telemetria e Telecomando) ===
151 151  
152 152  Canal de subida (**uplink**) em **UHF**, taxa de 1200 bit/s, modulação AFSK.
... ... @@ -157,7 +157,6 @@
157 157  
158 158  As rádios UHF/VHF estão integradas em uma única placa, utilizadas para comando, controle e transmissão de dados de carga útil. O transmissor em S-band é dedicado a dados científicos de maior volume.
159 159  
160 -
161 161  == Payloads ==
162 162  
163 163  === Transponder DCS (Data Collection System) ===
... ... @@ -166,8 +166,6 @@
166 166  Coleta dados de mais de **900 PCDs**, com informações sobre qualidade da água, níveis fluviais, ar e migração animal.
167 167  Mais informações: [[http:~~/~~/sinda.crn.inpe.br/PCD/SITE/novo/site/index.php>>url:http://sinda.crn.inpe.br/PCD/SITE/novo/site/index.php]]
168 168  
169 -[[DCS transponder (image credit: INPE)>>image:ITASat_DCS_transponder.jpeg||data-xwiki-image-style-alignment="center"]]
170 -
171 171  === Receptor GPS ===
172 172  
173 173  Desenvolvido pela **UFRN** e pelo **IAE/DCTA**, tendo voado anteriormente em um foguete **VSB-30**. Para integração ao padrão CubeSat, foram criadas interfaces mecânicas e elétricas específicas.
... ... @@ -196,38 +196,11 @@
196 196  
197 197  **Órbita:** heliossíncrona circular, **575 km de altitude**, **98° de inclinação**, **LTDN 10h30**.
198 198  
190 +== Lições Aprendidas ==
199 199  
200 -[[Falcon 9 rocket lifts off on 3 December 2018 (18:34 GMT) from Space Launch Complex 4-East at Vandenberg Air Force Base, CA (image credit: SpaceX)>>image:ITASat1_Launch_SpaceX.jpeg||data-xwiki-image-style-alignment="center" height="400" width="599"]]
201 -
202 -= Operações =
203 -
204 -A Figura abaixo apresenta o ConOps do ITASAT-1:
205 -
206 -[[ITASat ConOps (Concept of Operations), image credit: ITASat Team>>image:ITASat_ConOps.jpeg||data-xwiki-image-style-alignment="center"]]
207 -
208 -Para a operação do ITASat, foi escolhida como estação principal e Centro de Controle da Missão (MOC – //Mission Control Center//) a estação terrena localizada no ITA, em São José dos Campos.
209 -A estação terrena localizada na Universidade Federal de Santa Maria (UFSM) foi selecionada como estação de backup. Posteriormente, uma estação localizada no INPE/CRN, em Natal, também foi incluída na operação.
210 -
211 -As três estações pertencem ao INPE e operam em estreita cooperação com o ITA. Todas são capazes de enviar comandos e receber telemetria do ITASat. A equipe de operações em solo do ITA é responsável por fornecer regularmente às demais estações o plano de operação.
212 -
213 -A Figura abaixo mostra a localização real das três estações terrenas no território brasileiro (a) e a Estação Terrena do ITA (b).
214 -
215 -[[(a) Ground segment locations in Brazil and (b) ITA Ground Station (image credit: ITASat Team)>>image:ITASat1_GroundSegment.jpeg||data-xwiki-image-style-alignment="center"]]
216 -
217 -== LEOP ==
218 -
219 -De acordo com nossa propagação orbital, após a ejeção e o requisito de permanecer 30 minutos em silêncio, a primeira telemetria do ITASAT (baliza) deveria ocorrer aproximadamente **3 horas e 30 minutos após o T0**, o evento de lançamento (Ref: 1).
220 -
221 -Nesse momento, o ITASAT deveria estar sobrevoando a Europa. Durante essa primeira passagem sobre o continente europeu, nenhum radioamador europeu relatou a recepção da beacon. Por volta das **22h20 (horário de Brasília)**, na **primeira passagem sobre o Brasil**, o **primeiro sinal do beacon do ITASAT foi recebido** por um radioamador chamado **Roland (PY4ZBZ)**, localizado na cidade de **Sete Lagoas, Minas Gerais**, na região Sudeste do Brasil.
222 -A partir desse momento, **outros radioamadores e estações de solo** também passaram a receber as telemetrias do nosso CubeSat. Desde então, o **ITASAT tem sido operado continuamente** e o **comissionamento das cargas úteis foi iniciado**.
223 -
224 -[[Primeira recepção do beacon do ITASAT-1 registrada pelo rádio amador brasileiro PY4ZBZ>>image:ITASat1_first_beacon_reception.jpeg||data-xwiki-image-style-alignment="center"]]
225 -
226 -= Lições Aprendidas =
227 -
228 228  Durante o ciclo de vida do projeto, muitas lições foram aprendidas no processo de desenvolvimento, integração, teste e operação do ITASat. Algumas dessas lições são apresentadas nesta seção (Ref. 1).
229 229  
230 -== Abordagem de Desenvolvimento ==
194 +=== Abordagem de Desenvolvimento ===
231 231  
232 232  No ITASat, durante a fase de desenvolvimento, foi implementada e utilizada uma abordagem incremental. Essa abordagem auxiliou o processo de desenvolvimento e permitiu a verificação após cada incremento, aumentando a confiabilidade do projeto. Essa abordagem incremental foi aplicada tanto no desenvolvimento de software quanto na montagem da plataforma.
233 233  
... ... @@ -236,13 +236,13 @@
236 236  A abordagem incremental e modular também foi aplicada na arquitetura de software. A arquitetura foi definida em camadas desde o início do desenvolvimento. Graças a essa definição, o software foi dividido em pequenas partes e camadas, tornando-o mais fácil de gerenciar. Diferentes equipes desenvolveram a camada de aplicação, e códigos herdados de fornecedores puderam ser adaptados às necessidades do projeto.
237 237  Por exemplo, o código DCX-2 foi desenvolvido por um radioamador e integrado ao nosso software em poucas horas, funcionando perfeitamente no CubeSat. O ponto-chave dessa abordagem foi a definição clara das interfaces de software.
238 238  
239 -== Interfaces Elétricas de Comunicação ==
203 +=== Interfaces Elétricas de Comunicação ===
240 240  
241 241  No ITASat, o principal barramento de comunicação entre o computador de bordo e todos os equipamentos e cargas úteis é baseado em I2C. Essa escolha mostrou que o I2C possui limitações elétricas e lógicas que podem causar sobrecarga no barramento, resultando em travamentos.
242 242  
243 243  Mesmo seguindo todas as recomendações quanto ao comprimento dos cabos e localização dos resistores de pull-up, a equipe enfrentou vários problemas de recepção de sinal devido a variações de capacitância nas linhas. Como consequência, foram necessárias modificações elétricas. No entanto, o principal problema foi a sobrecarga e o travamento do barramento. O ADCS não pôde ser completamente testado, pois, no modo de controle de 3 eixos, ocorre uma sobrecarga no barramento que interrompe o fluxo de comunicação I2C. Consequentemente, o computador de bordo reinicia o sistema devido a uma falha na linha I2C. A função de reinício foi implementada como um mecanismo FDIR (Failure Detection, Identification and Recovery).
244 244  
245 -== Acesso Tardio ao CubeSat ==
209 +=== Acesso Tardio ao CubeSat ===
246 246  
247 247  O ITASat possui apenas um conector que concentra as funções de carga da bateria, depuração e ABF (Apply Before Flight). Não havia provisionamento para upload tardio de software, o que gerou restrições após a integração final.
248 248  
... ... @@ -250,7 +250,7 @@
250 250  
251 251  Durante o desenvolvimento, a equipe tinha poucas informações sobre o dispensador do CubeSat, sendo necessário fazer suposições que nem sempre foram as melhores opções para o projeto. Recomenda-se estudar todas as possibilidades para reduzir esses riscos.
252 252  
253 -== Seleção e Aquisição de Componentes ==
217 +=== Seleção e Aquisição de Componentes ===
254 254  
255 255  No momento da especificação e aquisição das partes do satélite, nem todos os requisitos estavam bem definidos e nem todas as características dos componentes eram conhecidas. Isso causou restrições posteriores durante o desenvolvimento.
256 256  
... ... @@ -260,7 +260,7 @@
260 260  
261 261  Outro ponto relevante na aquisição é o processo de aceitação dos componentes. Um procedimento bem definido para aceitação de partes deve ser implementado no projeto.
262 262  
263 -== Comunicação ==
227 +=== Comunicação ===
264 264  
265 265  Um dos maiores desafios em qualquer projeto é a comunicação — entre os desenvolvedores, com os fornecedores e com os desenvolvedores das cargas úteis.
266 266  
... ... @@ -267,7 +267,7 @@
267 267  No ITASat, o contato próximo e a comunicação frequente com os desenvolvedores das cargas úteis permitiram implementar e integrar os experimentos com baixo retrabalho.
268 268  Um bom canal de comunicação também foi estabelecido com a maioria dos fornecedores, mostrando que criar uma boa rede é fundamental para o sucesso da missão.
269 269  
270 -== Processo de Montagem, Integração e Testes (AIT) ==
234 +=== Processo de Montagem, Integração e Testes (AIT) ===
271 271  
272 272  Durante a montagem e integração do ITASat — especialmente no que se refere ao dispensador — percebeu-se que seria muito mais fácil e seguro se mecanismos e dispositivos adequados para o manuseio do satélite tivessem sido implementados. A falta de informações sobre o dispensador nas fases iniciais levou a não considerar certas restrições, o que resultou em falha no primeiro “fit check”.
273 273  
... ... @@ -277,11 +277,11 @@
277 277  
278 278  As especificações e comprimentos dos cabos foram verificados usando o Modelo de Engenharia e peças impressas em 3D, auxiliando o roteamento interno. Cada cabo possuía ficha técnica e etiquetas específicas para evitar trocas.
279 279  
280 -== Uso de Dois Computadores de Bordo ==
244 +=== Uso de Dois Computadores de Bordo ===
281 281  
282 282  Uma das características do ITASat é possuir dois computadores de bordo: um para o gerenciamento dos dados da missão e outro dedicado ao sistema de controle de atitude. Essa abordagem trouxe desafios de sincronização, uma vez que cada computador atua como mestre da comunicação em determinados momentos. Entretanto, proporcionou maior flexibilidade para testes e adaptações da plataforma, permitindo executar testes de forma independente.
283 283  
284 -== Importância da Engenharia de Sistemas ==
248 +=== Importância da Engenharia de Sistemas ===
285 285  
286 286  Segundo o //NASA Systems Engineering Handbook//, “o objetivo da engenharia de sistemas é garantir que o sistema seja projetado, construído e operado de forma a cumprir sua finalidade da maneira mais econômica possível, considerando desempenho, custo, cronograma e risco.”
287 287  
... ... @@ -300,7 +300,7 @@
300 300  * O software foi documentado e controlado via repositório tipo GitHub, dispensando controle manual em papel.
301 301  * Os procedimentos de AIT foram documentados e executados por mais de uma pessoa, reduzindo a margem de erro.
302 302  
303 -== Cronograma e Riscos ==
267 +=== Cronograma e Riscos ===
304 304  
305 305  Desde o início até o modelo PFM (Proto Flight Model), o projeto foi desenvolvido em dois anos. No entanto, alguns componentes foram adquiridos muito cedo, aumentando o risco de incompatibilidades — decisão tomada para mitigar atrasos, o que se mostrou importante devido às demoras nas aquisições.
306 306  
... ... @@ -308,7 +308,7 @@
308 308  
309 309  Outro aspecto importante foi a vida útil do satélite em solo (//shelf life//), que acabou sendo maior que o previsto devido a atrasos e oportunidades de lançamento. Os procedimentos de carga de bateria precisaram ser conduzidos ao longo do tempo, mas ficou evidente que tais processos devem ser planejados ainda nas fases iniciais do projeto.
310 310  
311 -== Operação da Missão ==
275 +=== Operação da Missão ===
312 312  
313 313  A estação principal do ITASat está localizada no ITA, em São José dos Campos. Durante a operação, verificou-se que a coordenação com outras estações melhorou significativamente o desempenho e, em alguns casos, foi essencial. No início da operação, a estação principal estava fora de serviço devido a problemas técnicos, e o suporte de radioamadores e estações parceiras foi fundamental — mostrando a importância de estações de backup e peças sobressalentes.
314 314  
... ... @@ -316,7 +316,7 @@
316 316  
317 317  Durante o desenvolvimento, pretendia-se implementar um registro histórico (//history log//), mas por diversas razões isso não foi possível. O ITASat transmite apenas informações do //beacon//, resultando em lacunas temporais sem dados do comportamento do satélite, o que dificulta a análise de desempenho.
318 318  
319 -== A Equipe ==
283 +=== A Equipe ===
320 320  
321 321  A equipe é o coração de qualquer projeto — são pessoas que desenvolvem soluções para pessoas. No ITASat, a equipe foi um dos principais pontos fortes.
322 322  
... ... @@ -324,7 +324,7 @@
324 324  
325 325  Houve uma perceptível melhora após a incorporação de profissionais com experiência prévia em projetos aeroespaciais. A combinação de estudantes e profissionais experientes resultou em uma equipe mais robusta.
326 326  
327 -== Resumo ==
291 +=== Resumo ===
328 328  
329 329  Apesar de todos os desafios enfrentados desde o início do projeto, em 2005, até o lançamento em 2018 — incluindo a mudança para a abordagem CubeSat em 2013 —, o ITASat foi altamente bem-sucedido em seu principal objetivo: **formar recursos humanos para projetos espaciais e desenvolver uma plataforma para futuras missões**.
330 330  
ITASat1_ADCS.jpeg
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ITASat1_EPS.jpeg
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ITASat1_GroundSegment.jpeg
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