Sistemes de guiatge, navegació i control (GNC)

Els sistemes GNC i tecnologies i enginyeria relacionades han format sempre part de les competències clau de la nostra companyia. Actualment, la Divisió de GNC de GMV és una de les més grans i més prestigioses de tota la indústria espacial europea. Els coneixements i l’experiència s’han anat generant al llarg de molts anys de continu aprenentatge i d’aplicació a un nombre significatiu d’activitats tecnològiques de l’àrea de GNC per a l’ESA i un nombre creixent de missions de l’ESA, com PROBA-3, IXV, Mars Sample Return o Lunar Lander, entre d’altres.

El disseny d’un sistema GNC requereix un procés molt complet i iteratiu, format generalment per un conjunt de disciplines diferents, així com la participació d’un equip compost per professionals de diferent formació i camp d’especialitat com, per exemple, el disseny i la planificació de missions, coneixement de sistemes de sondes espacials, disseny de trajectòries, disseny de control, tecnologia de sensors, estratègia de navegació i disseny de filtres de navegació, codificació de programari embarcat, verificació de programari i verificació de sistemes (fins i tot el maquinari relacionat). Aquest repte ha estat sempre i continua sent apassionant i ens fa avançar cap a la innovació i la millora, la qual cosa ha fet de GMV un actor fonamental en el camp del GNC a Europa.

Les aplicacions i capacitats en què GMV es concentra actualment en el camp de GNC són:

  • Escenaris de vol en formació: missions interferomètriques i de demostració, com PROBA3, DARWIN i PRISMA.
     
  • Escenaris d’aproximació i acoblament o captura: missions de servei per a la ISS o naus comercials en vol, missions de retorn de mostres, missions de demostració, com el vehicle automatitzat de transferència (ATV), el vehicle autònom de reentrada (ARV), Mars Sample Return (MSR), NEXT-Mars i CSTS.
     
  • Escenaris per a llançadors: estudis i anàlisi de llançadors per a tots tipus de missions i desenvolupament d’eines d’optimització de trajectòria, GNC per a llançadors reutilitzables, trajectòries de llançaments avortats, programari per a programa de vol per a VEGA, programa ATV-Evo, VEGA.
     
  • Escenaris de reentrada: vehicles tripulats i no tripulats, identificació de model de vehicle, IXV i vehicles d’alta sustentació sobre resistència.
     
  • Escenaris d’exploració: missions NEO (orbiter, impactor, navegació autònoma), exploració planetària: Lluna, Mart, Mercuri, Tità i altres, com Exomars, Bepi-Colombo, Huygens, Mars Sample Return, NEXT-Mars i NEXT-Moon.
     
  • Tècniques de processament d’imatge (IP) per a la navegació: GNC de NEO basats en IP de llarg abast, IP per a navegació absoluta basada en visió per a la Lluna.
     
  • Tecnologies i eines d’aproximació per al disseny, desenvolupament, verificació i validació de GNC (DDVV): Model In the Loop (MIL), SW In the Loop (SIL), Processor In the Loop (PIL), HW In the Loop (HIL). El nostre enfocament clàssic DDVV es basa en: reutilització completa de programari i maquinari des de la configuració inferior de DDVV al nivell més alt; iteració ràpida i de disseny senzill; cicle de vida a nivell algorítmic (Matlab/Simulink); producció de codi C (autocodificació i codi manual) i verificació; cicle de vida en el nivell de programari (codi C en ordinador objectiu), cicle de vida a nivell de maquinari (sensors HW estimulats dinàmicament).

Entre les nostres eines i bancs de proves principals (tots aquests disponibles en el mercat en condicions a convenir) es poden citar:

  • gncde: eina programari d’entorn de desenvolupament de GNC, que ofereix un marc integrat per al disseny, la iteració i la validació de sistemes GNC fins al nivell de Model i SW in the Loop (MIL/SIL).
  • platform: banc de proves dinàmic que inclou sistema aviònic en temps real i simulació dinàmica real (a través de braços robòtics i rails controlats amb alta precisió) de sensors per a escenaris FF i RdV.
  • moonhound: plataforma rover de laboratori en superfície per a la comprovació de sistemes GNC per a rovers.
  • optlab: laboratori òptic per a l’estimulació de càmeres òptiques i realització d’assajos en bucles tancats amb sistemes complets GNC en un banc de proves Hardware-in-the-Loop (HIL).
  • cleon: eina per al disseny GNC terminal per a missions d’impacte en NEO.