Fase 2: Construa, programe, teste seu satélite!

Durante a Fase 2 da 3ª OBSat MCTI, as equipes deverão realizar a montagem de um protótipo de CubeSat/CanSat/PocketQub com base na proposta da Missão submetida na Fase 1, pensando e planejando para um lançamento a ser realizado por balão estratosférico na Fase 3.

Objetivos da Fase 2

A OBSat MCTI tem o propósito de que a missão seja contínua e as fases colaborem com a completude dos objetivos e habilidades a serem desenvolvidas pelos alunos. Portanto, os objetivos da fase anterior se mantêm e há a adição de novos:

1. Aprender a partir de experiências práticas multidisciplinares e interdisciplinares;
2. Familiarizar os participantes na metodologia científica e na resolução de problemas num contexto de engenharia, em especial a aeroespacial;
3. Engajar os participantes na aprendizagem experimental das ciências e tecnologias, bem como da cultura aeroespacial, de modo que considerem possíveis carreiras nas áreas de ciências e engenharia;
4. Desenvolver as habilidades para o século XXI atrelado às propostas da cultura STEAM (Science, Technology, Engineering, Arts, and Mathematics);
5. Permitir que os participantes desenvolvam e pratiquem habilidades interpessoais, como trabalho em equipe, liderança, gerenciamento de projetos e possíveis conflitos que venham a surgir;
6. Desenvolvimento de habilidades e competências práticas nas áreas de eletrônica, mecânica e computação;
7. Realizar testes e exercitar suas competências científicas para desenvolver hipóteses.

Requisitos do projeto

O desafio é projetar e implementar um sistema de “carga útil + módulo de serviço” para um CubeSat 1U/CanSat/PocketQub que possa executar uma missão de sua escolha. Importante ressaltar que o objetivo da missão desta Fase 2 pode diferir do projeto apresentado na primeira fase, desde que seja apresentada uma justificativa e ela seja aprovada. Os projetos devem atender aos requisitos básicos da missão:

1. Estrutura mecânica:

• Form Factor:
  • PocketQub: 50 x 50 x 50 mm (slide plate como base de fixação);
  • CanSat: 66 mm de diâmetro e 100 mm de altura;
  • CubeSat: 100 x 100 x 100 mm.
• Material estrutural:
  • A estrutura mecânica do satélite deve ser construída com material termoplástico (PLA ou PETG).
• Peso:
  • PocketQub: 180g;
  • CanSat: 350g;
  • CubeSat: 450g.

2. Operação:

• O satélite deve operar em condições até 30km de altitude (altitude máxima do balão estratosférico na Fase 3);
• A equipe será responsável por realizar o isolamento térmico da bateria utilizando material tipo Depron ou espuma EPE;
• O satélite deve conseguir armazenar os dados coletados em memória.

3. Telemetria:

• A comunicação deve ser realizada via WiFi utilizando requisições HTTP no formato especificado no apêndice 1;
  • As informações do status do satélite a serem obrigatoriamente enviadas durante o voo são:
    • Nível da bateria;
    • Temperatura;
    • Giroscópio e acelerômetro (informações dos três eixos);
    • Informações da carga útil (payload), que devem estar bem definidas de modo que seja possível identificar o sucesso da missão;
  • Os pacotes deverão ser enviados no formato JSON. Para testes e simulações, deve-se seguir o exemplo e o servidor de testes disponibilizado;
  • Essa comunicação deve ocorrer por um período de pelo menos 2 horas, em intervalos de 4 minutos (os participantes devem otimizar o uso da bateria para maximizar sua duração);
  • Os dados dos participantes têm um limite de 90 bytes por pacote de payload. Em caso de coleta de imagens, elas devem ser armazenadas na memória interna do satélite, e um comprovante de coleta da imagem deve ser enviado e armazenado no servidor do Centro de Controle de Missão, a bordo do balão.

Observação 1: As especificações técnicas dos satélites, como resistência a baixas temperaturas, radiação, vibração e o sistema de potência devem ser pensadas para o lançamento por balão estratosférico da Fase 3.

Observação 2: Durante todo o lançamento, o satélite estará fixado ao hipercubo, junto ao balão estratosférico. Logo, não se faz necessário a implementação de sistemas de controle de atitude.

Observação 3: A construção do satélite e os custos para a execução da missão são de responsabilidade das equipes.

Observação 4: Por motivos de segurança do voo, podem ocorrer alterações no projeto e mudanças no sistema de energia durante o pré-lançamento.

Tarefas da competição

As equipes participantes deverão produzir um documento e um vídeo com os detalhes técnicos e operacionais da missão, considerando os objetivos e as especificações do projeto, com os novos requisitos e as especificações necessárias para uma missão estratosférica. Os documentos deverão ser submetidos de forma eletrônica pela plataforma da OBSat MCTI até o prazo máximo previsto no cronograma.

Para a entrega, é obrigatório enviar, eletronicamente:

1. Um vídeo de até 5 minutos, descrevendo a proposta de todos os subsistemas essenciais e do subsistema de missão:
   1. O vídeo deverá ser postado no YouTube no modo “Não listado”;
   2. O vídeo deve apresentar:
      • O projeto conceitual;
      • Objetivos da missão e identificação do mérito científico;
      • Funções e responsabilidades da equipe;
      • Projeto conceitual;
      • Detalhes operacionais da missão;
      • Materiais utilizados;
      • Testes e simulações;
      • Expectativas para a missão.
2. Um documento descrevendo a proposta e seu embasamento:
   • O nome do documento deve estar no formato: NomedaEquipe_Categoria_Fase2.pdf
     Exemplo: (OBSat_N1_Fase2.pdf);
   • O documento deve estar em formato PDF com tamanho máximo de 10MB;
   1. Diretrizes para o conteúdo esperado:
      • Título de missão;
      • Membros da equipe;
      • Resumo de 250 palavras;
      • Proposta completa em até 20 páginas (exceto anexos/apêndices).
   2. O documento deve conter:
      1. Declaração de problema da missão;
      2. Identificar o problema a ser resolvido e definir quais são as condições e ações necessárias para resolver o problema;
      3. Objetivos da missão e identificação do mérito científico;
      4. Funções e responsabilidades da equipe;
      5. Cronograma preliminar de desenvolvimento e plano de trabalho;
      6. Projeto conceitual;
      7. Detalhes operacionais:
         1. Descrição de todos os subsistemas essenciais e do subsistema de missão;
         2. Relatório de montagem, contendo fotos de todas as faces e conexões;
         3. Projeto mecânico (+desenhos técnicos em apêndice ao final do relatório);
         4. Projeto eletrônico (+projeto técnico em apêndice ao final do relatório);
         5. Fluxograma dos códigos desenvolvidos (+código comentado em apêndice ao final do relatório);
         6. Registro de dados;
         7. Procedimento de execução da missão.
      8. Identificação e descrição dos dados a serem coletados e transmitidos pela payload de missão;
      9. Descrição e resultados dos testes e simulações:
         1. Caracterização física (dimensões e massa);
         2. Robustez mecânica;
         3. Robustez eletrônica e magnética;
         4. Robustez térmica;
         5. Captura de dados de telemetria;
         6. Captura de dados de missão;
         7. Armazenamento de dados;
         8. Transmissão de dados conforme descrito no apêndice 1.
      10. Lista de materiais:
          1. Lista das matérias-primas, subconjuntos, conjuntos intermediários, sub-componentes, componentes, partes e as quantidades de cada necessários para fabricar um produto final.

Avaliação e classificação na Fase 2

Os projetos concluídos e entregues no prazo serão avaliados por uma comissão técnica. Cada projeto será avaliado por pelo menos 2 avaliadores e receberá uma nota seguindo os critérios:

Observação 1: A classificação na Fase 2 é regional, considerando as 5 regiões do país: Norte, Nordeste, Centro-Oeste, Sul e Sudeste. Em caso de empate, será utilizado os seguintes critérios, respectivamente:

1. Detalhamento operacional;
2. Descrição e resultados de testes;
3. Apresentação geral e qualidade do documento.

Observação 2: As equipes melhor classificadas na Fase 2, por região, serão habilitadas a participar da Fase 3. A quantidade de vagas na Fase 3 da OBSat MCTI é definida considerando a proporção regional de equipes participantes.