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:: Sábado, 20 de Abril de 2024
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Seleção Pública PIPE-PAPPE Aplicações Espaciais

Respostas a questionamentos técnicos
Perguntas Frequentes


Veja abaixo, estruturadas por temas dos desafios tecnológicos, perguntas e respostas sobre a Seleção Pública de Subvenção Econômica à Pesquisa para Inovação – Programa PIPE/PAPPE voltada para a área de aplicações espaciais. Outras dúvidas específicas sobre os Desafios Tecnológicos deverão ser dirigidas para
pappe.subvencao
. Dúvidas a respeito do conteúdo da presente Chamada de Propostas não relacionadas aos Desafios Tecnológicos deverão ser dirigidas à Dra. Simone Godoi:
chamada_pappe_subvencao_inpe
. A FAPESP e o INPE, a seu critério, poderão divulgar a pergunta e a resposta.


Pergunta: No desafio 1b (Instrumentos da missão EQUARS – módulos mecânicos) é mencionado que serão enviados alguns documentos dos instrumentos APEX, ELISA e IONEX. Serão enviados também desenhos dos módulos mecânicos a serem fabricados, em que o desafio seria como fabricá-los, ou o desafio prevê também o projeto, além da usinagem desse item?

Resposta: De fato, existem desenhos (drawing/design CAD-CAM) relacionados aos módulos mecânicos (em suas versões EM) dos instrumentos ELISA, IONEX e APEX. No entanto, esses desenhos deverão ser atualizados e, depois de uma análise estrutural, possivelmente redimensionados em suas propriedades de massa, para suportar a sequência dos testes ambientais exigidos na Qualificação dos instrumentos. Assim, o desafio compreende: projeto, análise e manufatura.


Pergunta: Solicitação de documentação sobre a especificação ou a concepção dos instrumentos ou missão como um todo, que seja livremente distribuível.

Resposta: A documentação está disponível para download em:
http://www.inpe.br/perguntas_frequentes/arquivos/instrumentos_Missao_EQUARS.zip

Pergunta: Para esse desafio, devemos submeter um único projeto que contemple os três itens (a/b/c) ou é possível submeter um projeto para cada subitem?

Resposta: São Desafios distintos e, portanto, para cada item do Edital deve ser elaborada uma proposta diferente. Sendo assim, é possível participar com proposta para somente um subitem, por exemplo, caso seja do interesse da empresa.


Pergunta: Na descrição do subitem 4c - "antena", é solicitado o desenvolvimento de uma antena hélice quadrifilar. Entendemos corretamente?

Resposta: O modelo de antena descrito no Edital é apenas uma sugestão de um projeto que pode atender aos requisitos. A empresa pode propor outra solução, caso entenda ser melhor.


Pergunta: Qual a possibilidade da utilização de subitens de projetos anteriores, com projetos já estabilizados e testados em voo? Por exemplo, antena, LNA, diplexer, sintetizador de frequências, amplificador de potência; itens comerciais como mixers, TCXO, modulador I/Q? Esta proposição tem por finalidade viabilizar o desenvolvimento de todo o equipamento, concentrando esforços no desenvolvimento de itens com maior conteúdo de inovação e de maior desafio tecnológico.

Resposta: Conforme exposto no Edital, o desafio tecnológico compreende o desenvolvimento de um receptor (desafio 4a)/transmissor (desafio 4b), incluindo tanto a parte digital como a parte de RF. Portanto, não há possibilidade de indicação ou fornecimento de componentes de projetos anteriores. Desse modo, a proposta de concentração de esforços apenas na parte digital não atenderia por completo ao Edital.


Pergunta: Que condições de um Modelo de Engenharia (EM) tradicional deverão ou não ser observadas durante o desenvolvimento/projeto dos EMs objetos dos Desafios 4a, 4b e 4c, tais como:
  • utilização de partes e materiais que tenham equivalentes com qualificação espacial;
  • utilização de partes e materiais considerando as restrições de aquisição futura (ITAR, nível de radiação etc.);
  • uso das regras de derating;
  • consideração de requisitos ambientais e de EMI/EMC.

Resposta: No projeto do Modelo de Engenharia (EM) devem ser considerados os itens que serão necessários para a fabricação do Modelo de Voo, como é usual em projetos para futura aplicação espacial.


Pergunta: Deverão ser realizadas as análises tradicionais da fase de preparação do EM (análise térmica, análise de vibração, análise de stress, análise de confiabilidade etc.) ou elas são dispensáveis na solução dos presentes Desafios?

Resposta: Como é habitual em projetos para aplicação espacial, é pertinente realizar as análises no Modelo de Engenharia que permitam a evolução para o Modelo de Voo.


Pergunta: Na configuração atual do Edital, as soluções dos Desafios 4a e 4b poderão ser da responsabilidade de empresas distintas. Para que esses dois equipamentos possam ser integrados, é necessário que eles sejam desenvolvidos de acordo com especificação de interface apropriada, a qual hoje não faz parte dos requisitos dos Desafios. Como o INPE analisa essa situação?

Resposta: É fato que RX (receptor) e TX (transmissor) devem ter as interfaces compatíveis. Para isso, as normas citadas no Edital devem ser suficientes para permitir a conformidade entre a maioria das interfaces. Com relação ao sinal de “Ranging”, “Lock Status” e “COER Driver”, deve-se seguir, para o RX e TX, os valores utilizados para o CBERS em primeiro caso.


Pergunta: Por que o diplexer ficou associado ao receptor e não ao transmissor, já que dois requisitos importantes (não ocorrência de efeito Corona e não ocorrência de Multi-paction) estão relacionados com os sinais de alta potência do transmissor?

Resposta: O componente diplexer possui interface com ambos os equipamentos que compõem o transponder (Transmissor e Receptor). Embora os requisitos para efeito Corona e Multi-paction estejam relacionados à potência de transmissão do transmissor, existem outros requisitos relacionados ao receptor, como por exemplo: filtragem do canal de enlace de subida, isolamento entre canais etc. Por isso optamos por mantê-lo junto com o receptor.


Pergunta: O diplexer também deve ser objeto de desenvolvimento ou é aceitável a utilização de produtos de terceiros?

Resposta: Não há menção no Edital quanto ao desenvolvimento ou aquisição do diplexer. Logo, essa decisão ficará a critério da empresa encarregada do desenvolvimento do receptor.


Pergunta: Se o diplexer também for objeto de desenvolvimento, não seria possível torná-lo um quarto desafio (“4.d”)? Esta pergunta decorre da nossa visão de que ele é um equipamento cujo desenvolvimento demandará um esforço experimental razoável no tocante ao desenvolvimento do tratamento superficial e à comprovação das soluções para eliminação do efeito Corona e Multi-paction com impacto nos custos.

Resposta: Não é possível tornar o diplexer um quarto desafio. Fica a critério da empresa encarregada do desenvolvimento do receptor a decisão de desenvolver ou adquirir o diplexer.


Pergunta: Quando os EMs do receptor e do diplexer deverão estar disponíveis? Na Revisão Final?

Resposta: Sim, a Revisão Final corresponderá à entrega dos equipamentos.


Pergunta: Quando o EM do transmissor deverá estar disponível? Na Revisão Final?

Resposta: Sim, a Revisão Final corresponderá à entrega dos equipamentos.


Pergunta: O requisito “Potência de RF em operação” significa “Potência de RF máxima em operação”? Favor esclarecer. No arranjo do Subsistema TT&C convencional, os dois transponders redundantes e as duas antenas são interligados através de um acoplador híbrido. Nessa configuração, cada antena opera com potência de entrada de 2,5 W se o transponder tiver potência de saída de 5 W e forem desprezadas as perdas no acoplador e nos cabos de interconexão (os transmissores nunca operam simultaneamente). Nesse caso, se a potência de entrada máxima da antena for pelo menos 5 W, será possível operá-la com potência de entrada de 2,5 W e derating de potência usual de 50%.

Resposta:
  • O transmissor deverá ser projetado para operar com potência de saída de 5W.
  • A antena deverá operar com potência de 5 W conforme estabelecido no Edital.

Pergunta: Quando os EMs da antena deverão estar disponíveis? Na Revisão Final?

Resposta: Sim, a Revisão Final corresponderá à entrega dos equipamentos.

NOTA: Em resposta a questionamentos ocorridos nas reuniões públicas de esclarecimento: Para elaboração de propostas, não se deve considerar eventuais projetos de conversores DC/DC compactos que o INPE tenha desenvolvido.


Pergunta: É um requisito que 100% dos componentes sejam ITAR free ou apenas está proibido o uso de componentes RAD/HARD?

Resposta: O objetivo principal é que não haja componentes com restrições de ITAR no projeto. Se existir um componente RAD/HARD e o mesmo não tiver restrições de ITAR, ele deve ser considerado. Nesse caso, obviamente não há necessidade de compra desse nível de componente para um Modelo de Engenharia, mas deve-se usar um PN comercial que possua equivalente a esse nível de radiação.


Pergunta: O INPE possui e/ou poderia fornecer as especificações mais completas da radiação que o componente deve suportar? Por exemplo, alfa, beta, gama, nêutrons, distribuição energética etc.?

Resposta: O mais importante no momento é considerar o requisito de 15kRad para dose acumulada. Com relação a “single event”, é importante fazer uso de componentes que possuam informação a respeito de LET (Linear Energy Threshold) a partir da qual podemos verificar sua adequação para órbitas típicas dos satélites brasileiros (órbitas polares em torno de 800 km de altitude).


Pergunta: Os valores de densidade de massa e volume calculados (10 g/W e 2 W/cm³) devem ser considerados a partir do consumo energético do conversor ou da potência gerada pelo mesmo?

Resposta: A partir da potência de saída.


Pergunta: A tensão de referência (0V) será a carcaça do equipamento, tanto para a entrada quanto para a saída do conversor? A isolação entre entrada e saída será medida entre os pontos de saída de tensão positiva/negativa e o ponto de entrada de tensão positiva (28V)?

Resposta: Sim. A entrada do conversor deve estar isolada galvanicamente da saída. A isolação entre entrada e saída deve ser medida entre ambas as linhas HOT e RTN (retorno).


Pergunta: Qual deve ser a inclinação máxima e mínima da rampa do soft start (requisito h)? Existem requisitos diferentes para a rampa de subida no consumo de corrente na entrada do módulo e para a rampa de subida na tensão de saída do módulo?

Resposta: A intenção do requisito é exigir apenas que a função de soft start deva estar presente no controlador PWM a ser utilizado.


Pergunta: O que é o documento/requisito DA2 definido no item (h)?

Resposta: O requisito de inrush é entendido conforme se segue: The DCDC input in-rush current shall be lower than 150% of the Maximum Input Current (IMI) or 2 A, whichever is greater. No entanto, esse requisito pode ser desconsiderado de maneira que a função de limitação de in-rush não faça parte do conversor DC/DC.


Pergunta:
A dissipação térmica do conversor deve ser feita diretamente na carcaça do mesmo, correto? Nesse caso, existe algum requisito mecânico sobre o formato da carcaça e a potência máxima a ser dissipada por região?

Resposta: A estrutura mecânica do conversor deve otimizar a transferência de calor por condução para a base onde estiver fixado. HOT SPOTS devem ser evitados e espera-se que a temperatura de junção de semicondutores esteja abaixo de 110°C.


Pergunta: A frequência (100 a 500 kHz) deverá ser fixa por projeto? A escolha da frequência exata fica a cargo da empresa? Existe algum mapa com frequências de chaveamento que devem ser evitadas?

Resposta: A frequência deve ser fixa e a empresa pode escolher qualquer valor no range especificado. Esse range pode vir a ser aumentado para 1MHz caso a empresa julgue necessário.


Pergunta: Por que não é permitido o uso de conversores ressonantes?

Resposta: O fato de conversores ressonantes possuírem frequências variáveis dificulta algumas análises de EMI/EMC no sistema satélite, quando se deseja conhecer, a priori, todas as frequências existentes no sistema. Caso a empresa entenda que seja primordial o uso de topologia ressonante, esse requisito poderá ser discutido com o INPE.


Pergunta: A fabricação do Modelo de Engenharia deve ser realizada em ambiente controlado (sala limpa) ou é permitida a utilização de laboratórios/linhas de montagem comuns? O processo de soldagem dos componentes e de fabricação das PCBs também deve ser controlado por padrões espaciais ou podem ser utilizados os controles convencionais da indústria?

Resposta: Não há necessidade de uso de sala limpa para o desenvolvimento desses Modelos de Engenharia. Podem ser utilizados processos de soldagem convencionais.


Pergunta: Qual o fator de segurança a ser considerado sobre as correntes máximas no projeto?

Resposta: O projetista deverá avaliar se há necessidade de margens no projeto. O fato é que o conversor deverá ser testado e responder satisfatoriamente nas condições especificadas.

NOTA: Em resposta a questionamentos ocorridos nas reuniões públicas de esclarecimento: A linguagem de programação esperada para implementação é a linguagem C. A biblioteca de software do INPE contém os módulos abaixo relacionados. Como estes módulos podem ser disponibilizados, espera-se que o desafio tecnológico se enfoque mais às especificidades da missão EQUARS, aos sensores e atuadores previstos na missão.


A.
  • Simulação da posição do Sol relativo à Terra, referido a um sistema inercial, com precisão melhor ou igual a 1 minuto de arco.

    O requisito está disponível no Pacote ORBA: rotinas sun(para J2000) e sun50(para J1950).

    Também há um modelo baseado em efemérides do Sol e Lua atualizáveis.

  • Simulação do campo magnético terrestre em altitudes orbitais, com expansão em harmônicos esféricos até ordem 13.

    Pacote CMT-IGRF, com atualização de coeficientes até ordem solicitada, e período 2015 a 2020 (WMM2015-2020). Coeficientes disponíveis em http://www.ngdc.noaa.gov/geomag/WMM/

  • Simulação do campo gravitacional terrestre com expansão em harmônicos esféricos até ordem 10 ou superior.

    A biblioteca contém o Modelo ECM2008, com até 2160 coeficientes.

  • Um modelo de densidade, composição e temperatura da alta atmosfera, como por exemplo o Jacchia 72, Jacchia 77 ou MSIS 86, entre outros.

    Pacotes disponíveis no INPE, além dos requisitados, inclui os modelos NMSIS00, CIRA76 e CIRA86.

  • Modelos analíticos de propagação de órbita, como o modelo de Brower e o SGP4, pelo menos.

    Além do SGP4 também tem o SGP8, além de propagadores numéricos (RKF78 e ADSG12).

  • Modelo de orientação do sistema de coordenadas da Terra, referido a Greenwich, no sistema inercial (tempo sideral de Greenwich).

    Pacote ORBA tem as conversões.

  • Modelo de verificação de condição de iluminação pelo Sol ou sombra da Terra numa dada posição orbital do satélite.

    Rotina EARSHA2 do pacote ORBA retorna tais condições.

B. Propagação de órbita Há aplicação disponível no INPE feita para os satélites SCD-s e CBERS.

C. Propagação da atitude INPE possui vários modelos. Estabilização por spin. dual-spin e 3 eixos. SIA/DVT implementa o 3-Eixos com as rodas de reação e bobinas magnéticas.

D. Transformações de coordenadas e tempo, e de representação de atitude (Angulos de Euler, Quaternios, Eixo e Angulo de Euler).

Pacote ORBA-2.1 tem as conversões.

A documentação dos pacotes citados está sob revisão técnica e atualização. É possível entregar o código fonte dos pacotes citados anteriormente, com a documentação embarcada (restaurável via Doxygen). A biblioteca contém códigos fontes em linguagem C e FORTRAN, compiláveis em GNU/GCC e GNU/GFORTRAN.