Uma arquitetura de software embarcado no segmento espacial para habilitar a operação de missões baseada em objetivos

• Main Author: Fabrício de Novaes Kucinskis
• Other Authors: Mauricio Gonçalves Vieira Ferreira
• Language: Portuguese
• Published: Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais 2012
• Online Access: http://urlib.net/sid.inpe.br/mtc-m19/2012/03.01.14.50

A presente Tese descreve uma arquitetura de \textit{software} embarcado no segmento espacial para habilitar a operação de missões baseada em objetivos, bem como a operação autônoma. Nesse novo paradigma, objetivos são enviados ao satélite, ao invés de sequências de comandos, e cabe a ele determinar a melhor maneira de cumpri-los. Isso implica na transferência de parte do processo decisório do segmento solo para o espacial. A transferência pode ser feita pela realização a bordo de inferência dos estados futuros do satélite, baseada em modelos, e de planejamento embarcado. A Tese apresenta os conceitos da operação de missões e traz uma revisão sobre o estado da arte em \textit{software} de bordo para a operação baseada em objetivos. Os componentes da arquitetura proposta foram implementados e submetidos a estudos de caso de missões do INPE. A proposta difere de outras por ser aplicável a diferentes missões, adequada para execução a bordo de satélites, integrada ao \textit{software} de voo, e por unificar atribuições de sistemas planejadores e escalonadores. O \textit{software} foi executado em um computador de bordo, e dados de desempenho demonstram que ele pode ser considerado para um experimento de validação tecnológica em uma missão futura do Instituto. === This Thesis describes an on-board software architecture for the space segment which aims to enable the goal-based missions operation, as well as the autonomous operation. In this new paradigm, goals are sent to the satellite, instead of sequences of commands, and it is responsible to determine the best way to achieve them. This implies the transfer of part of the decisional process from the ground to the space segment. The transfer can be performed by model-based future satellite states inference and on-board planning. The Thesis presents the mission operation concepts and brings a review of the state of the art on on-board software for goal-based operations. The components of the proposed architecture were implemented and submitted to case studies from INPE´s missions. The proposal differs from others by being applicable to different missions, adequate for execution on-board satellites, integrated to the flight software, and by unifying attributions from planning and scheduling systems. The software was executed in an on-board computer, and the performance data shows that it can be considered for a technological validation experiment in a future mission of the Institute.