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Wiki source code of ITASAT-1

Version 11.1 by Bruno Mattos on 2025/10/21 12:24
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9 [[image:ITASAT- 1.jpg||alt="ITASAT1.jpg"]]
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Bruno Mattos 2.1 11 |=Tamanho|6U
12 |=Mass (kg)|8
13 |=Lançamento|3 de dezembro 2018
14 |**Veículo de Lançamento**|[[~[~[image:https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/a/a4/Flag_of_the_United_States.svg/40px-Flag_of_the_United_States.svg.png~|~|alt="Estados Unidos" height="12" width="22"~]~]>>url:https://pt.wikipedia.org/wiki/Estados_Unidos]] Falcon 9 Block 5
15 |**Local do Lançamento**|[[~[~[image:https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/a/a4/Flag_of_the_United_States.svg/40px-Flag_of_the_United_States.svg.png~|~|alt="Estados Unidos" height="12" width="22"~]~]>>url:https://pt.wikipedia.org/wiki/Estados_Unidos]] [[Base da Força Aérea de Vandenberg>>url:https://pt.wikipedia.org/wiki/Base_da_For%C3%A7a_A%C3%A9rea_de_Vandenberg]], [[Lompoc>>url:https://pt.wikipedia.org/wiki/Lompoc]], [[Califórnia>>url:https://pt.wikipedia.org/wiki/Calif%C3%B3rnia]]
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Bruno Mattos 8.3 32 Lançado em 2018, o **ITASAT-1** foi o primeiro nanossatélite desenvolvido pelo time do CEI.
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Bruno Mattos 10.1 36 [[Time do ITASAT-1>>image:equipe itasat_2.jpg||alt="EquipeITASAT1" data-xwiki-image-style-alignment="center"]]
Bruno Mattos 4.2 37
Bruno Mattos 1.4 38 = Objetivo da Missão =
Bruno Mattos 1.2 39
Bruno Mattos 2.2 40 O Projeto visa capacitar estudantes envolvidos no projeto, que poderão utilizar os conhecimentos adquiridos em vários setores da sociedade brasileira, o que poderá potencializar outros desenvolvimentos correlacionados no setor espacial, qualificar no espaço os componentes e os equipamentos que serão utilizados no satélite; vai testar concepções e arquiteturas de projetos utilizados no desenvolvimento dos subsistemas que compõem o satélite.
Bruno Mattos 1.2 41
Bruno Mattos 10.2 42 {{embed url="https://youtu.be/ZpM_bj5WbEA?si=FX5YueBBSethi4RS" width="500" reference="ITASAT-1.WebHome" ratio="16:9"/}}
Bruno Mattos 1.2 43
Bruno Mattos 8.3 44
45
Bruno Mattos 10.3 46 == Capacidades da Missão ==
Bruno Mattos 1.4 47
Bruno Mattos 10.3 48 O ITASat-1 está equipado com um transponder do Sistema de Coleta de Dados (DCS), um receptor GPS (Sistema de Posicionamento Global), uma câmera denominada **Cam** e o **DCX-2** (Experimento de Comunicação-2).
Bruno Mattos 1.2 49
Bruno Mattos 10.3 50 O transponder DCS foi desenvolvido em uma versão miniaturizada, de modo a se adequar às restrições de tamanho e consumo de energia de um CubeSat. Por ser compatível com o atual Sistema Brasileiro de Coleta de Dados, esse transponder pode coletar dados de mais de **900 Plataformas de Coleta de Dados (PCDs)** espalhadas pelo território brasileiro e pelas áreas costeiras, oferecendo informações sobre qualidade da água, níveis oceânicos, composição do ar e migração animal.
Bruno Mattos 1.2 51
Bruno Mattos 10.3 52 A **Cam** é uma câmera comercial **NanoCam C1U**, que opera na faixa visível do espectro, tendo como principal objetivo validar o desempenho do sistema de controle de atitude.
Bruno Mattos 1.2 53
Bruno Mattos 10.3 54 O **DCX-2** foi proposto pela comunidade brasileira de radioamadores como um experimento para prover um canal de comunicação com rádios amadores ao redor do mundo. O experimento possui três modos de operação — //Beacon//, //Transponder// e //Store and Forward// — permitindo a transmissão de diferentes tipos de mensagens nas faixas de UHF/VHF (Ultra High Frequency e Very High Frequency, respectivamente) para diversos receptores.
Bruno Mattos 1.2 55
Bruno Mattos 10.3 56 == Especificações de Desempenho ==
Bruno Mattos 1.2 57
Bruno Mattos 10.3 58 A câmera **Cam** possui um sensor colorido de 3 megapixels com lente de 35 mm, oferecendo resolução espacial de **60 m por pixel** a 650 km de altitude. O sensor CMOS colorido no formato 4:3 fornece imagens de **2048 × 1536 pixels** em padrão RGB Bayer de 10 bits.
Bruno Mattos 1.4 59
Bruno Mattos 10.3 60 O **ITASat-1** mantém uma órbita circular **heliossíncrona** a 575 km de altitude e inclinação de **98°**, com hora local do nó descendente (**LTDN**) às **10h30**.
Bruno Mattos 1.4 61
Bruno Mattos 10.3 62 == Espaçonave e Componentes de Hardware ==
Bruno Mattos 1.5 63
Bruno Mattos 10.3 64 O **ITASat-1** possui arquitetura **CubeSat 6U**, com **massa de 5,2 kg**. O barramento do CubeSat 6U inclui dois **OBCs** (computadores de bordo): um dedicado ao subsistema de tratamento de dados de bordo (**OBDH**) e outro ao subsistema de determinação e controle de atitude (**ADCS**).
Bruno Mattos 2.1 65
Bruno Mattos 10.3 66 O **OBDH** utiliza um computador comercial de alto desempenho baseado em **ARM Cortex-M3**, executando um sistema operacional embarcado de tempo real (**FreeRTOS**).
67 O computador do **ADCS** é baseado em um **ARM7 MCU**, que se conecta diretamente aos sensores (sensores solares, giroscópio e magnetômetro) e atua sobre os atuadores (magnetotorqueadores e rodas de reação).
Bruno Mattos 2.1 68
Bruno Mattos 10.3 69 A espaçonave inclui também os subsistemas de **Telemetria e Telecomando (TMTC)**, **Estrutural e Térmico (STS)** e de **Energia e Suprimento de Potência (EPS)**.
Bruno Mattos 2.1 70
Bruno Mattos 10.3 71 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.
72
73 == ITASat-1 (Instituto Tecnológico de Aeronáutica Satellite-1) ==
74
75 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**.
76 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.
77
78 O projeto conta com **coordenação técnica do INPE (Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais)** e **coordenação acadêmica do ITA (Instituto Tecnológico de Aeronáutica)** — ambos localizados em São José dos Campos (SP). O ITA é responsável pelo **projeto, construção, testes e operação** do ITASat-1.
79
80 Outras universidades participantes:
81
82 * Escola de Engenharia de São Carlos (EESC/USP)
83 * Universidade Federal do Rio Grande do Norte (UFRN)
84 * Universidade Estadual de Londrina (UEL)
85 * Universidade de Brasília (UnB)
86 * Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP)
87 * Universidade Estadual Paulista “Júlio de Mesquita Filho” (FEG-UNESP)
88 * Technische Universität Berlin (TUB), Alemanha — com o experimento ISL e intercâmbio de estudantes.
89
90 O projeto ITASat teve origem em **2005**, com o objetivo de **treinar e formar estudantes** por meio do desenvolvimento de um produto espacial. O projeto visa motivar alunos de diferentes áreas a trabalhar de forma **multidisciplinar**, desenvolvendo competências tanto nas universidades quanto na **indústria espacial brasileira**.
91
92 Durante os anos, o projeto passou por diversas mudanças — desde um microssatélite de 100 kg até a atual configuração de **CubeSat 6U**, projetada, montada e testada com sucesso.
93
94 O **lançamento ocorreu em dezembro de 2018**, e desde então o ITASat vem sendo rastreado e operado pela equipe de controle em solo.
95
Bruno Mattos 11.1 96 == Espaçonave ==
Bruno Mattos 10.3 97
Bruno Mattos 11.1 98 Desenvolvido como um **CubeSat 6U**, o ITASat foi projetado para servir como plataforma para futuras missões. Os principais aspectos considerados foram:
Bruno Mattos 2.1 99
Bruno Mattos 11.1 100 * Ênfase em Engenharia de Sistemas e nas etapas de Montagem, Integração e Testes (AIT)
101 * Uso de equipamentos **COTS (Commercial-Off-The-Shelf)**
102 * **Modularidade** em hardware e software
103 * Desenvolvimento de **placas de interface** elétrica e mecânica
104 * Capacidade de **operação do satélite**.
Bruno Mattos 2.1 105
Bruno Mattos 11.1 106 O foco em Engenharia de Sistemas, AIT, desenvolvimento de software e atividades de Verificação e Validação (V&V) permitiu concluir o CubeSat em **dois anos**. Para cumprir esse prazo, a maior parte dos subsistemas utilizou soluções **COTS**, especificadas de diferentes fornecedores, exigindo grande esforço da equipe para garantir compatibilidade entre todos os componentes.
Bruno Mattos 1.5 107
Bruno Mattos 11.1 108 O barramento 6U é composto pelos subsistemas convencionais de uma plataforma espacial, com destaque para dois OBCs — um dedicado ao OBDH e outro ao ADCS.
Bruno Mattos 1.5 109
Bruno Mattos 11.1 110 === STS (Subsistema Estrutural e Térmico) ===
Bruno Mattos 1.5 111
Bruno Mattos 11.1 112 A estrutura interna do CubeSat reserva **2U para cargas úteis** e **4U para a plataforma**. O controle térmico é **passivo**.
Bruno Mattos 1.5 113
Bruno Mattos 11.1 114 === EPS (Subsistema de Energia e Potência) ===
Bruno Mattos 1.5 115
Bruno Mattos 11.1 116 Baseado em uma solução COTS, o EPS fornece **40 Wh / 2600 mAh** de autonomia com baterias de íons de lítio, linhas de potência reguladas (5 V e 3,3 V) e não reguladas (tensão da bateria – até 16,8 V).
117 Painéis solares fixos em cinco faces utilizam **células de tripla junção** com eficiência de 28%, gerando **6 a 7 W** em média na órbita do ITASat.
Bruno Mattos 2.1 118
Bruno Mattos 11.1 119 === OBDH (On-Board Data Handling) ===
Bruno Mattos 2.2 120
Bruno Mattos 11.1 121 Computador ARM-Cortex M3 executando FreeRTOS, com:
122
123 * MCU de 32 bits, baixo consumo
124 * 256 kB de EEPROM
125 * 4 MB de flash e 2 MB de SRAM
126 * Proteção SEU por EDAC em FPGA e proteção SEL
127 * MicroSD até 2 GB
128 * Interfaces GPIO, I2C, SPI, CAN e UART
129 * Testes de vibração, vácuo térmico e radiação (TID @ 20 krad, SEE @ 60 MeV)
130
131 O software embarcado foi **totalmente desenvolvido pela equipe**, em arquitetura modular por camadas, permitindo trabalho colaborativo e integração de bibliotecas e drivers externos.
132
133 === ADCS (Attitude Determination and Control System) ===
134
135 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:
136
137 1. Controle **B-dot** para desaceleração (//detumbling//);
138 1. Controle **magnético**, alinhando o satélite ao campo magnético terrestre;
139 1. Controle **três eixos**, combinando rodas de reação e magnetotorqueadores.
140
141 === TMTC (Telemetria e Telecomando) ===
142
143 Canal de subida (**uplink**) em **UHF**, taxa de 1200 bit/s, modulação AFSK.
144 Dois canais de descida (**downlink**):
145
146 * **VHF**, 1200–9600 bit/s, modulação BPSK, 22 dBm
147 * **S-band**, até 144 kbit/s, modulação BPSK, potência ajustável 27–33 dBm
148
149 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.
150
151 == Conjunto de Sensores ==
152
153 === Transponder DCS (Data Collection System) ===
154
155 Desenvolvido pelo **INPE/CRN** (Natal), com tecnologia atualizada e miniaturização para CubeSat. Compatível com o **Sistema Brasileiro de Coleta de Dados**, o transponder permite ao ITASat (5,2 kg) desempenhar a mesma função dos satélites **SCD-1** e **SCD-2** (115 e 117 kg, respectivamente).
156 Coleta dados de mais de **900 PCDs**, com informações sobre qualidade da água, níveis fluviais, ar e migração animal.
157 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]]
158
159 === Receptor GPS ===
160
161 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.
162
163 === Câmera (Cam) ===
164
165 Câmera comercial de observação na faixa visível ([[GomSpace NanoCam C1U>>url:https://gomspace.com/shop/payloads/earth-observation.aspx]]), sensor colorido de 3 MP com lente de 35 mm e desempenho de **60 m/pixel** a 650 km de altitude.
166
167 === DCX-2 (Experimento de Comunicação-2) ===
168
169 Proposto pela **comunidade de radioamadores**, com três modos:
170
171 1. **Beacon** – transmissão periódica de até 10 mensagens armazenadas;
172 1. **Transponder** – retransmissão em VHF de sinais recebidos em UHF;
173 1. **Store and Forward** – armazenamento e posterior retransmissão de mensagens UHF em VHF, permitindo comunicação entre diferentes regiões do globo.
174
Bruno Mattos 3.1 175 == Lançamento ==
Bruno Mattos 2.2 176
Bruno Mattos 11.1 177 O **ITASat-1** foi lançado em **3 de dezembro de 2018**, às **18:34:05 GMT**, durante a missão **SSO-A SmallSat Express** da **Spaceflight**, a bordo de um foguete **Falcon-9 Block 5** da **SpaceX**, a partir da **Base Aérea de Vandenberg (Califórnia)**.
Bruno Mattos 3.1 178
Bruno Mattos 11.1 179 A missão transportou **64 cargas úteis**, sendo o maior lançamento compartilhado de satélites já realizado por um veículo norte-americano até então. O primeiro estágio do Falcon-9 foi reutilizado pela terceira vez e pousou com sucesso na plataforma **“Just Read the Instructions”**, no Oceano Pacífico.
Bruno Mattos 3.1 180
Bruno Mattos 11.1 181 **Órbita:** heliossíncrona circular, **575 km de altitude**, **98° de inclinação**, **LTDN 10h30**.
Bruno Mattos 3.1 182
Bruno Mattos 5.1 183 == ==
184
Bruno Mattos 1.2 185 = References =
186
187 * [[XWiki>>http://www.xwiki.org]]
188 * [[XWiki Extensions>>http://www.xwiki.org]]
189 )))
190 )))