# Fase 4 - Lance seu satélite! - etapa nacional! Durante a **Fase 4** da **3ª OBSAT**, os participantes do evento nacional deverão revisar e ajustar seus projetos com base nos resultados obtidos na **Fase 3**, realizando as adaptações necessárias para o sucesso de suas missões. As equipes selecionadas precisarão modificar seus protótipos de satélites, que já foram lançados anteriormente em balão estratosférico, alinhando-os à **Proposta de Missão** e ao planejamento de voo para um novo lançamento. Desta vez, a comunicação será de responsabilidade da própria equipe, sem o uso da infraestrutura de comunicação fornecida pela organização. # Diferenças entre o Lançamento na Fase 3 e na Fase 4 ## 1. Aprendizados com a Fase 3 - **Análise de Desempenho**: As equipes devem revisar os dados de telemetria, falhas e sucessos do lançamento da **Fase 3** para identificar pontos de melhoria. - **Erros e Lições Aprendidas**: Problemas como falhas de comunicação, instabilidade do protótipo, ou limitações de coleta de dados devem ser documentados e corrigidos. - **Otimização de Recursos**: Ajustes no uso de energia, memória e processamento, com base no desempenho observado na **Fase 3**. ## 2. Aprimoramentos para a Fase 4 - **Melhoria no Projeto do Satélite**: - Refinamento da estrutura mecânica para maior resistência e estabilidade durante o voo. - Otimização do sistema de coleta de dados (sensores, câmeras, etc.) para maior eficiência. - Implementação de redundâncias em sistemas críticos, como energia e comunicação. - **Planejamento de Missão**: - Definição clara de objetivos e métricas de sucesso para a **Fase 4**. - Revisão do planejamento de voo, considerando condições atmosféricas e trajetória do balão. - **Testes e Validações**: - Realização de testes rigorosos em terra, incluindo simulações de voo e comunicação. - Validação do sistema de telemetria RF com o solo antes do lançamento. ## 3. Implementação do Módulo de Telemetria RF com o Solo - **Responsabilidade da Equipe**: - As equipes serão responsáveis por projetar, implementar e testar seu próprio sistema de comunicação RF direta com o solo. - Deve-se garantir que o sistema opere dentro das faixas de frequência permitidas e siga as normas regulatórias. - **Requisitos Técnicos**: - É esperado o uso de um transceptor RF eficiente, com baixo consumo de energia e alcance adequado. - Implementação de protocolos de comunicação confiáveis para envio de telemetria em tempo real. - Sincronização com time slots definidos pela organização, utilizando GPS para evitar interferências. - **Integração com o Sistema Existente**: - O módulo de telemetria RF deve ser integrado ao sistema de comunicação Wi-Fi embarcado no balão, garantindo redundância e confiabilidade. - Dados críticos, como status do satélite e confirmações de operação, devem ser transmitidos via RF. ## 4. Novas Expectativas para a Fase 4 - **Autonomia e Inovação**: - As equipes devem demonstrar maior autonomia no desenvolvimento e operação do sistema de comunicação RF. - Espera-se inovação no design e na solução de problemas identificados na **Fase 3**. - **Documentação e Transparência**: - Todas as alterações e aprimoramentos devem ser documentados e compartilhados com a organização do evento. - Relatórios técnicos detalhados devem ser entregues, explicando as decisões tomadas e os resultados esperados. - **Colaboração com Rádio-Amadores**: - Parcerias com rádio-amadores devem ser formalizadas para auxiliar no desenvolvimento e operação do sistema RF. - Planos de frequência e uso de antenas devem ser apresentados e aprovados pela organização. # Resumo das Principais Mudanças da Fase 3 para a Fase 4 | **Aspecto** | **Fase 3** | **Fase 4** | |-------------------------|-----------------------------------------------------------------------------|-----------------------------------------------------------------------------| | **Comunicação** | Uso exclusivo da rede Wi-Fi do balão. | Implementação de módulo de telemetria RF com o solo, além da rede Wi-Fi. | | **Responsabilidade** | Organização fornecia infraestrutura de comunicação. | Equipes responsáveis pelo sistema de comunicação RF. | | **Aprimoramentos** | Protótipos iniciais com foco em funcionalidade básica. | Protótipos refinados com base em lições aprendidas e maior robustez. | | **Testes e Validações** | Testes básicos em terra. | Testes rigorosos, incluindo simulações de comunicação RF. | | **Autonomia** | Menor autonomia no desenvolvimento. | Maior autonomia e inovação no projeto. | # Da seleção As melhores equipes da **Fase 3** serão habilitadas para a participação no **Evento Nacional**. A **OBSAT** irá reservar o lançamento de ao menos um satélite por nível, com ao menos **3 satélites lançados nacionalmente**. O número de satélites selecionados será distribuído conforme o percentual de equipes participantes da região em relação ao total de participantes do Brasil. # Tarefas de competição O desafio consiste em modificar e implementar um sistema de **"carga útil + módulo de serviço"** para um satélite, com o objetivo de executar sua missão durante um novo lançamento em balão estratosférico. As equipes devem elaborar um **documento** e um **vídeo** que apresentem os detalhes técnicos e operacionais da missão, os quais foram registrados no cartão SD durante o lançamento da **Fase 3**. Esses materiais devem ser submetidos eletronicamente por meio da plataforma da **OBSAT**. Os relatórios e vídeos fazem parte de uma avaliação contínua, na qual os envios anteriores serão considerados na análise. É imprescindível justificar as atualizações realizadas para a **Fase 4**. A entrega deve ser feita de forma eletrônica, e o protótipo deve atender aos requisitos básicos da missão, definidos abaixo: 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:** 1. **Projeto conceitual;** 2. **Objetivos da missão e identificação do mérito científico;** 3. **Funções e responsabilidades da equipe;** 4. **Detalhes operacionais da missão;** 5. **Materiais utilizados;** 6. Dificuldades e desafios superados na **Fase 3** para a construção do protótipo, considerando as experiências adquiridas após o lançamento do balão estratosférico; 7. **Resultados esperados versus resultados obtidos** através do lançamento por balão estratosférico; 8. **Mudanças a serem realizadas** para o novo lançamento; 9. **Testes e simulações para o lançamento;** 10. **Desafios, objetivos e expectativas para a missão**, a serem alcançados na missão espacial de **Fase 4**. 2. **Um documento descrevendo a proposta e seu embasamento**: 1. O nome do documento deve estar no formato: NomedaEquipe_Categoria_Fase4.pdf **Exemplo:** (OBSat_N1_Fase4.pdf); 2. O documento deve estar em formato PDF com tamanho máximo de 10MB; 3. **Diretrizes para o conteúdo esperado**: - Título de missão; - Membros da equipe; - Resumo de 250 palavras; - Proposta completa em até 20 páginas **(exceto anexos/apêndices)**. 4. O documento deve conter: 1. **Declaração de problema da missão;** 1. Identificar o problema a ser resolvido e definir quais são as condições e ações necessárias para resolver o problema; 2. **Objetivos da missão e identificação do mérito científico;** 3. **Funções e responsabilidades da equipe;** 4. **Cronograma preliminar de desenvolvimento e plano de trabalho;** 5. **Projeto conceitual;** 6. **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**; 7. **Identificação e descrição dos dados a serem coletados e transmitidos pela payload de missão;** 8. **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.** 9. **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. 10. **Relatório de voo:** 1. Apresentação dos dados obtidos durante o voo: 1. Os dados de nível da bateria, temperatura, pressão, giroscópio e acelerômetro (informações dos três eixos) são obrigatórios! Anexe, também, o timestamp para aferir a procedência dos dados; 2. Discussão e análise desses dados e sua importância para a realização da missão; 3. Comparação dos dados esperados com os obtidos, com base na literatura científica; 4. Quais são os dados esperados para essa nova missão realizada? Justifique os motivos para essas alterações. # Especificações do projeto 1. **Estrutura mecânica**: - **Form Factor**: - **PocketQub:** 50 x 50 x 50, com slide plate de dimensões 64mm x 58mm x 1,6mm; - **CanSat:** 66 mm de diâmetro e 100 mm de altura; - **CubeSat:** 100 x 100 x 100 mm. - **Material estrutural**: - A estrutura mecânica deverá ser construída em alumínio aeronáutico 7075, 6061 ou 6351 T6. - **Peso**: - **PocketQub:** 250g; - **CanSat:** 550g; - **CubeSat:** 700g. 2. **Operação**: 1. Deverá atender aos requisitos de lançamento: - Operação em temperaturas de -80ºC. A equipe deverá realizar o isolamento da bateria de modo que não resulte em congelamento do sistema; - Capaz de operar em vibrações de 0 Hz a 233 Hz; 3. **Telemetria**: 1. O satélite deve conseguir enviar dados de telemetria por RF, conforme as seguintes especificações: - A comunicação deve ser realizada no formato especificado no apêndice 1; - As informações do status do satélite a serem obrigatoriamente enviadas durante o voo são: - Nível da bateria; - Temperatura; - Pressão; - 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; - O pacote de dados deve estar no formato JSON; - As equipes deverão indicar um rádio-amador responsável e parceiro da equipe, apresentar um plano de frequências, antenas, e aguardar autorização da **OBSAT** para embarcar o equipamento com transmissor de RF. A equipe deverá ser responsável pela construção de sua estação base e recepção de dados. - A equipe deverá preencher formulário, conforme **Apêndice 4**, para a definição do plano de frequências. A **OBSAT**, com as equipes participantes, definirá as restrições de uso de frequências e de tempo de transmissão sincronizada por tempo (time slots sincronizados por GPS). - As antenas devem ser construídas em microfita ou material flexível na limitação do formfactor. # Avaliação e classificação na Fase 4 As equipes serão avaliadas por uma comissão técnica e cada projeto será avaliado conforme os seguintes critérios:
| **Critério** | **Pontuação máxima** | |-------------------------------------------|----------------------| | **Relatório técnico submetido na Fase 2** | | | Nota final do relatório submetido de voo na Fase anterior | 50 | | **Inspeção técnica (classificatório)** | | | Caracterização física | | | Robustez mecânica | | | Robustez eletrônica e magnética | | | Robustez térmica | | | Câmera de vácuo | | | Captura e transmissão de dados | | | **Qualidade dos projetos (avaliação dos juízes)** | | | Entrevista com os jurados | 75 | | Avaliação do Pitch | 75 | | **Pontuação Total** | **200** |
## Detalhamento dos critérios de avaliação A seleção dos satélites para o lançamento seguirá as etapas definidas abaixo. A etapa de **integração final** e **inspeção técnica** dos protótipos de satélites serão **classificatórios**, e para testar a qualidade da construção e o desempenho do protótipo para o lançamento serão realizados **6 (seis) testes**, compostos por: 1. **Caracterização física (dimensões e massa)**: - Aferimentos das características mecânicas do protótipo, como: - **Dimensões físicas**: - Realizaremos uma única medição de cada uma das faces do protótipo, de maneira a conferir se as dimensões aferidas estão conforme os padrões solicitados. - **Limite de massa**: - Será aferida a massa do satélite junto a uma balança de precisão. A medida será aferida uma vez. 2. **Robustez mecânica**: - **Teste de choque**: - O teste será realizado durante uma queda controlada do protótipo de uma altura calculada e padronizada. O impacto será realizado contra uma espuma em solo e a verificação será através de uma inspeção visual, bem como da continuação das medidas de telemetria durante a operação. - **Teste vibracional**: - Este teste é projetado para verificar a integridade de montagem de todos os componentes, conexões de montagem, integridade estrutural e conexões de bateria; - O satélite será exposto a uma vibração controlada entre 0 a 230Hz durante o período de 1 minuto. 3. **Robustez eletrônica e magnética**: - **Verificação das conexões de alimentação do satélite**: - Inspeção visual das conexões de alimentação; - **Verificação do funcionamento do sistema sob interferência eletromagnética**: - O satélite será exposto a uma faixa variada de frequências e estaremos recebendo os dados para verificar que não houve nenhuma interferência ou perda significativa. - **Verificação da faixa de emissão eletromagnética do protótipo**: - Realizaremos uma varredura para conferir as frequências onde o protótipo está emitindo, de maneira que não exista possibilidade de interferir na transmissão dos demais participantes. 4. **Robustez térmica**: - **Teste de funcionamento do sistema em baixas temperaturas**: - Este teste é para verificar se o protótipo pode operar em um ambiente de temperaturas extremas. Durante a missão, o satélite enfrentará temperaturas de até -80ºC. Esse teste determinará se há um isolamento térmico suficiente para garantir a segurança da missão, bem como a operação dos sensores e demais componentes nesse ambiente. 5. **Captura e transmissão de dados**: - **Transmissão de dados requeridos em JSON via RF**: - Observação: a telemetria deverá ser radioamadora ou em frequência ISM. - Apresentar o sistema em funcionamento com o radioamador responsável, respeitando os critérios técnicos (potência e frequência) discutidos com a organização. - **Verificação dos dados gravados no cartão SD**. As demais avaliações serão realizadas considerando a avaliação dos protótipos, da equipe e do trabalho realizado em conjunto: 1. **Entrevista com os jurados**: - Juízes estarão avaliando as equipes em suas bancadas, realizando perguntas sobre os desafios enfrentados, sobre os propósitos da missão, os objetivos da equipe, bem como quanto aos subsistemas e operação técnica da missão. 2. **Apresentação em estilo pitch**: - A equipe deverá indicar no momento da inscrição para o evento um capitão/capitã para apresentação. Sem possibilidade de alteração posteriormente; - O pitch será avaliado conforme os resultados do teste físico dos satélites para verificar a viabilidade de realização da missão; - Limite total de 5 minutos. A equipe deverá apresentar em até 3 minutos e após a apresentação haverá até 2 minutos de perguntas e respostas com a comunidade. **Observação 1:** Os custos de execução do projeto, deslocamento, ou quaisquer outras despesas inerentes à participação nesta etapa são de responsabilidade das equipes; **Observação 2:** Durante os testes de avaliação, é possível que os satélites estejam sujeitos a movimentos bruscos, emissões eletromagnéticas e térmicas, e, dessa forma, não é possível eliminar a possibilidade de danos não-intencionais. A organização não se responsabiliza por danos causados ao satélite e seus subsistemas durante os procedimentos de inspeção e avaliação; **Observação 3:** A organização não tem controle sobre o deslocamento do balão estratosférico, o que pode causar danos ao satélite ou impossibilidade do resgate no momento do retorno ao solo. A organização não se responsabiliza por danos causados ao protótipo de satélite e seus subsistemas antes, durante e após o lançamento, ou mesmo perda em caso de impossibilidade de resgate. **Observação 4:** Os protótipos de satélites deverão estar visivelmente identificados com: nome da Equipe e responsável, e com ao menos um telefone para contato. **Observações:** - Todas as equipes receberão medalha; - Todos os membros das equipes presentes no evento de **Fase 4** receberão certificado de participação/mérito (não será feita a emissão de certificado de participação na **Fase 4** a membros da equipe que não estiverem presentes no evento, visto que a **Fase 4** prevê a realização do Evento nacional PRESENCIAL); - As primeiras 3 equipes de cada nível receberão medalhas de honra (1.º, 2.º, 3.º); - Outras premiações poderão ser oferecidas a critério da organização; - Após a consolidação dos resultados regionais, os primeiros colocados por evento serão convidados para participar do evento nacional **OBSAT**. # Do evento Os protótipos de satélites das equipes habilitadas para a **Fase 4** passarão por testes ambientais em evento presencial nos seus protótipos de satélites para classificação. Somente o **primeiro (1º) lugar de cada nível** será lançado. O local do evento Nacional será definido respeitando as possibilidades logísticas e orçamentárias da organização, conforme a disponibilidade da atuação do parceiro local em regiões estratégicas. O evento será realizado ao longo de uma semana, com os testes, adaptações e classificação ocorrendo no primeiro dia de evento e com janelas de lançamento nos demais dias, conforme descritos abaixo: A realização dos lançamentos está sujeita às condições climáticas, autorização de uso do espaço aéreo e às regras próprias de cada uma das instituições sede do evento. ## **Dia 1** 1. **Credenciamento:** Recepção das equipes com entrega de credenciais, assinatura de termos de responsabilidade e acesso à área de trabalho restrita aos participantes; 2. **Organização das equipes:** Será destinado um período para as equipes participantes organizarem suas áreas de trabalho, montando seus protótipos de satélites e materiais; 3. **Sorteio da ordem de avaliação técnica:** A equipe avaliadora disponibilizará, previamente, uma lista da ordem de avaliação dos satélites; 4. **Inspeção técnica dos protótipos de satélites:** As equipes deverão comparecer ao local de avaliação com os ensaios e medidas descritos na seção “Da seleção”. Será responsabilidade de cada equipe se apresentar no horário correto aos juízes para avaliação destes quesitos; 5. **Avaliação da equipe:** Juízes entrevistadores visitarão a área de trabalho de cada equipe e farão perguntas sobre seus desafios superados, projeto, implementação e outros detalhes técnicos e de trabalho em equipe; 6. **Apresentação em formato pitch:** Na sequência, cada equipe habilitada para lançamento será convidada a apresentar para todos os presentes um pitch sobre seus satélites, inclusive para a comunidade externa. A equipe organizadora irá controlar o acesso ao local, caso o público seja maior que a capacidade do local; 7. **Seção de perguntas e esclarecimento de dúvidas:** Após o pitch de cada equipe, os juízes poderão fazer perguntas para o esclarecimento de dúvidas; 8. **Consolidação das notas:** Terminada a sessão de testes e apresentação dos pitches, a comissão avaliadora irá trabalhar na totalização das notas e classificação final; 9. **Mostra aberta de satélites OBSAT:** Enquanto ocorre a consolidação das notas por parte dos juízes, cada equipe poderá manter pelo menos um de seus membros presente para explicar, apresentar e sanar dúvidas sobre seus projetos para outras equipes ou para o público. Esperamos poder fortalecer o networking e demonstrar todos os resultados para a comunidade! Esta sessão ocorrerá, no melhor momento, dentro da Programação do Evento, e deverá ser aberta à comunidade externa; 10. **Divulgação do resultado final:** Ao final desta sessão, a comissão organizadora apresentará o resultado final daquele evento regional e as equipes habilitadas para lançamento no balão estratosférico naquele evento. Estas equipes deverão se apresentar **imediatamente** para ajustes, integração e testes de seus satélites a serem lançados por balão no dia seguinte. ## **Dia 2** 1. **Preparação:** Todos os participantes serão encaminhados para a participação; 2. **Lançamento do balão:** Após os testes do protótipo de satélite no balão, ocorrerá o lançamento, caso as condições meteorológicas sejam adequadas, seguras e a utilização do espaço aéreo seja autorizada; 3. **Tentativa de resgate dos satélites lançados:** Uma equipe (de responsabilidade da Coordenação da OBSat) tentará recuperar os satélites lançados com base nos dados de GPS da sonda; 4. **Verificação dos resultados obtidos:** Os satélites resgatados serão inspecionados para aferir sua integridade física, bem como serão verificados os dados obtidos e salvos no cartão SD; 5. **Cerimônia de premiação:** Uma cerimônia de encerramento da **3.ª OBSAT** e de premiação das equipes ocorrerá com as autoridades locais.