Uma metodologia para re-engenharia de sistemas espaciais aplicada a um picossatélite

• Main Author: Auro Tikami
• Other Authors: Walter Abrahão dos Santos
• Language: Portuguese
• Published: Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais (INPE) 2016
• Online Access: http://urlib.net/sid.inpe.br/mtc-m21b/2016/05.16.17.22

Diversos projetos de satélites seguem uma linha básica arquitetural e novas instâncias da mesma são derivadas para adaptação a uma missão específica. Além desse aspecto, projetos em geral podem estar sujeitos a alterações de escopo que adicionam ou removam requisitos condicionando novas soluções de design e refletindo em diversas dimensões do projeto como custo, tempo, risco etc. Diversos domínios empregam o termo reengenharia como um mecanismo de adaptação para redesign sendo um esforço recorrente em projetos espaciais e, às vezes, lidado de forma ad-hoc. Este trabalho visa estabelecer uma metodologia de reengenharia de sistemas espaciais para lidar com tais situações onde a migração de uma plataforma genérica para a específica ocorra de maneira segura e ordenada. A metodologia de reengenharia de sistemas espaciais se concretiza mediante uma série de iterações com cinco atividades básicas: (1) Preparar-se para reengenharia; (2) Mapear e analisar o design atual; (3) Idealizar o novo design; (4) Implementar a reengenharia; (5) Melhorar continuamente no tempo disponível. Estas atividades são repetidas para cada subsistema do satélite em reengenharia até que um design efetivo, completo e estável seja obtido dentro do espaço de tempo e custo que se tem disponível. A validação da metodologia utilizará como estudo de caso o domínio de satélites miniaturizados com a adaptação e implementação de um picossatélite baseado em plataforma TubeSat chamado Tancredo-1 com um gravador de voz educacional e uma sonda de Langmuir do INPE como cargas úteis. Este domínio de artefatos espaciais evolui com o emprego extensivo de nanotecnologia e microeletrônica e tem merecido especial atenção em missões para satélites. O picossatélite em foco faz parte do projeto chamado UbatubaSat com limitantes em custo e tempo de entrega. Sua arquitetura de sistemas passou por diversas alterações e stakeholders, sendo a mais impactante sua ejeção em órbita, prevista ao final de 2016, a partir do módulo Kibo da Estação Espacial Internacional (ISS) com uso do o lançador H-IIB e a nave robótica de cargo Kounotori, todos da JAXA/Japão. Isto introduziu novos requisitos ao projeto, principalmente aqueles relacionados à segurança física (safety) que desafiam sua reengenharia em diversos aspectos. === Several satellite projects follow a basic architectural line and new instances are derived to adapt it to a specific mission. Apart from this, in general projects may be subject to scope changes that add or remove requirements conditioning new design solutions and reflecting on many project dimensions such as cost, time, risk, etc. Various fields use the term "reengineering" as a mechanism of adaptation to redesign and it is a recurring effort in space projects and, sometimes, handled in an ad hoc manner. This work aims to establish a methodology for reengineering space systems to deal with such situations so that the migration from a generic to specific platform occurs safe and orderly. The methodology for space systems reengineering is undergone through a series of iterations with five basic activities: (1) Prepare for reengineering; (2) Map and analyze the current design; (3) Idealize the new design; (4) Implement the reengineering; (5) Improve continuously within the available time. These activities are repeated for each of the satellite subsystem under reengineering until an effective, complete and stable design is obtained within the available time and cost. The validation of the methodology will use as a case study the small satellites domain with adaptation and implementation of a TubeSat-based picosatellite named Tancredo-1 with a educational voice recorder and an INPE Langmuir probe as payloads. The domain of these space artifacts evolves with extensive use of nanotechnology and microelectronics and it has received special attention in missions for satellites. The targeted picosatellite is part of the UbatubaSat project with restrictions on cost and delivery time. Its system architecture has undergone several changes in scope and stakeholders; the most impressive being his ejection in orbit, expected by end of 2016, from the Kibo module of the International Space Station (ISS) using the H-IIB launcher and the robotic cargo Kounotori spacecraft, all from JAXA/Japan. This has introduced new requirements to the project, especially those related to safety which challenge its reengineering in several aspects.