Sistemas guiado, navegación, control (GNC)

Los sistemas GNC y tecnologías e ingeniería relacionadas han formado siempre parte de las competencias clave de nuestra compañía. Actualmente, la División de GNC de GMV es una de las mayores y más prestigiosas de toda la industria espacial europea. Los conocimientos y la experiencia se han ido generando a lo largo de muchos años de continuo aprendizaje y de aplicación a un número significativo de actividades tecnológicas del área de GNC para la ESA y un número creciente de misiones de la ESA, como PROBA-3, IXV, Mars Sample Return o Lunar Lander, entre otras.

El diseño de un sistema GNC requiere un proceso muy completo e iterativo, formado por lo general por un conjunto de disciplinas diferentes, así como la participación de un equipo compuesto por profesionales de diferente formación y campo de especialidad como, por ejemplo, el diseño y planificación de misiones, conocimiento de sistemas de sondas espaciales, diseño de trayectorias, diseño de control, tecnología de sensores, estrategia de navegación y diseño de filtros de navegación, codificación de software embarcado, verificación de software y verificación de sistemas (incluso el hardware relacionado). Este reto ha sido siempre y sigue siendo apasionante y nos hace avanzar hacia la innovación y la mejora, lo que ha hecho de GMV un actor fundamental en el campo del GNC en Europa.

Las aplicaciones y capacidades en las que GMV se concentra actualmente en el campo de GNC son:

  • Escenarios de vuelo en formación: misiones interferométricas y de demostración, como PROBA3, DARWIN y PRISMA
     
  • Escenarios de aproximación y acoplamiento o captura: misiones de servicio para la ISS o naves comerciales en vuelo, misiones de  retorno  de muestras, misiones de demostración, como el vehículo automatizado de transferencia (ATV), el vehículo autónomo de reentrada (ARV), Mars Sample Return (MSR), NEXT-Mars y CSTS.
     
  • Escenarios para lanzadores: estudios y análisis de lanzadores para todo tipo de  misiones y desarrollo de herramientas de optimización de trayectoria, GNC para lanzadores reutilizables, trayectorias de lanzamientos abortados, software para programa de vuelo para VEGA, programa ATV-Evo, VEGA.
     
  • Escenarios de reentrada: vehículos tripulados y no tripulados, identificación de modelo de vehículo, IXV y vehículos de alta sustentación sobre resistencia.
     
  • Escenarios de exploración: misiones NEO (orbiter, impactor, navegación autónoma), exploración planetaria: Luna, Marte, Mercurio, Titán y otras, como Exomars, Bepi-Colombo, Huygens, Mars Sample Return, NEXT-Mars y NEXT-Moon.
     
  • Técnicas de procesamiento de imagen (IP) para la navegación: GNC de NEO basados en IP de largo alcance, IP para navegación absoluta basada en visión para la Luna.
     
  • Tecnologías y herramientas de aproximación para el diseño, desarrollo, verificación y validación de GNC (DDVV): Model In the Loop (MIL), SW In the Loop (SIL), Processor In the Loop (PIL), HW In the Loop (HIL). Nuestro enfoque clásico DDVV se basa en: reutilización completa de software y hardware desde la configuración inferior de DDVV al nivel más alto; iteración rápida y de diseño sencillo; ciclo de vida a nivel algorítmico (Matlab/Simulink); producción de código C (autocodificación y código manual) y verificación; ciclo de vida en el nivel de software (código C en ordenador objetivo), ciclo de vida a nivel de hardware (sensores HW estimulados dinámicamente)

Entre nuestras herramientas y bancos de pruebas principales (todos ellos disponibles en el mercado en condiciones a convenir) pueden citarse:

  • gncde: herramienta software de entorno de desarrollo de GNC, que ofrece un marco integrado para el diseño, la iteración y la validación de sistemas GNC hasta el nivel de Modelo y SW in the Loop (MIL/SIL).
  • platform: banco de pruebas dinámico que incluye sistema aviónico en tiempo real y simulación dinámica real (a través de brazos robóticos y raíles controlados con alta precisión) de sensores para escenarios FF y RdV
  • moonhoud: plataforma rover de laboratorio en superficie para la comprobación de sistemas GNC para rovers.
  • optlab: laboratorio óptico para la estimulación de cámaras ópticas y realización de ensayos en bucles cerrados con sistemas completos GNC en un banco de pruebas Hardware-in-the-Loop (HIL).
  • cleon: herramienta para el diseño GNC terminal para misiones de impacto en NEOs.