| Resumo : |
Formação em voo de satélites envolve a aplicação em uma missão espacial de mais de um satélite, de maneira que seus estados estão acoplados entre si através de uma lei de controle em comum. A implementação ocorre principalmente utilizando veículos de dimensões reduzidas, como por exemplo os CubeSats. Essa abordagem tem como benefícios o aumento da confiabilidade e redundância do sistema como um todo, redução dos custos de lançamento e manutenção, ampliação da área de cobertura e maior flexibilidade. Entretanto, essa aplicação traz consigo um aumento da complexidade da missão e certos desafios, como navegação relativa de alta precisão, comunicação distribuída, conceito de formação estável e sincronização de atitude. Grande parte dos trabalhos da literatura considera os satélites de uma formação em voo como sendo apenas um ponto de massa, desconsiderando a geometria dos veículos e a modelagem dos seus atuadores e sensores. Tais simplificações reduzem a fidelidade dos modelos, podendo introduzir incertezas significativas no projeto e na análise da missão. Sendo assim, nesse trabalho é investigado como as não-linearidades de atuadores e sensores podem interferir tanto no movimento orbital quanto no movimento de atitude dos satélites em formação. Para isso, um simulador em arquitetura modular foi desenvolvido contendo modelos dos diferentes componentes de satélites utilizados, usando como referência valores reais. Com relação aos atuadores, as análises mostraram que considerar sua modelagem completa afetou tanto o movimento orbital quanto o movimento de atitude dos satélites, gerando atrasos no tempo de aquisição de órbita e de manobra e, além disso, as não-linearidades introduzidas nos modelos também afetaram a formação de maneira similar. Para os sensores, por sua vez, as não-linearidades consideradas nesse trabalho praticamente não afetaram os movimentos dos satélites, devido aos valores baixos que são fornecidos pelas suas especificações. Por fim, o simulador desenvolvido em estrutura modular forneceu uma interface eficiente onde as modelagens podem ser alteradas de maneira rápida e com fácil visualização da arquitetura do sistema, e que considerar a modelagem dos componentes dos satélites nas fases iniciais de projeto pode melhorar a previsão do real movimento que os veículos realizarão. |