Sistemas de orientação, navegação e controlo (GNC)

Os sistemas GNC e a engenharia e tecnologias relacionadas sempre fizeram parte das competências-chave da nossa empresa. Actualmente, a Divisão GNC da GMV é uma das maiores e mais prestigiosas de toda a indústria espacial europeia. Os conhecimentos e a experiência foram-se formando ao longo de muitos anos de aprendizagem contínua e de aplicação a um número significativo de actividades tecnológicas da área de GNC para a ESA e a um número crescente de missões da ESA, tais como a PROBA-3, IXV, Mars Sample Return ou Lunar Lander, entre outras.

A concepção de um sistema GNC requer um processo muito completo e interactivo, formado em geral pelo conjunto de disciplinas diferentes, assim como a participação de uma equipa composta por profissionais de diferentes áreas de formação e diferentes campos de especialização como, por exemplo, a concepção e planeamento de missões, o conhecimento de sistemas de sondas espaciais, a concepção de trajectórias e de controlos, a tecnologia de sensores, a estratégia de navegação e a concepção de filtros de navegação, codificação de software embarcado, verificação de software e de sistemas (incluindo o hardware relacionado). O desafio sempre foi e continua a ser apaixonante, fazendo-nos avançar para a inovação e melhoramento, o que fez da GMV um actor fundamental no campo GNC da Europa.

As aplicações e capacidades em que a GMV actualmente se concentra, no âmbito GNC, são as seguintes:

  • Cenários de voo em formação: Missões interferométricas e de demonstração, tais como PROBA3, DARWIN e PRISMA.
     
  • Cenários de aproximação e acoplamento ou captura: Missões de serviço para a ISS ou naves comerciais em voo, missões de retorno de amostras, missões de demonstração tais como o veículo automatizado de transferência (ATV), o veículo autónomo de reentrada (ARV), Mars Sample Return (MSR), NEXT-Mars e CSTS.
     
  • Cenários para lançadores: Estudos e análises de lançadores para todos os tipos de missões e desenvolvimento de ferramentas de optimização de trajectória, GNC para lançadores reutilizáveis, trajectórias de lançamentos abortados, software destinado a programa de voo para VEGA, programa ATV-Evo, VEGA.
     
  • Cenários de reentrada: veículos tripulados e não tripulados, identificação de modelo de veículo, IXV e veículos de alta sustentação sobre resistência.
     
  • Cenários de exploração: missões NEO (orbiter, impactor, navegação autónoma), exploração planetária: Lua, Marte, Mercúrio, Titã e outras como Exomars, Bepi-Colombo, Huygens, Mars Sample Return, NEXT-Mars e NEXT-Moon.
     
  • Técnicas de processamento de imagem (IP) para a navegação: GNC de NEO baseados em IP de longo alcance, IP para navegação absoluta baseada em visão para a Lua.
     
  • Tecnologias e ferramentas de aproximação para a concepção, desenvolvimento verificação e validação de GNC (DDVV): Model In the Loop (MIL), SW In the Loop (SIL), Processor In the Loop (PIL), HW In the Loop (HIL). A nossa orientação clássica DDVV baseia-se em: reutilização completa de software e hardware, desde a configuração inferior de DDVV ao nível mais alto; interacção rápida e de concepção simples; ciclo de vida a nível algorítmico (Matlab/Simulink); produção de código C (autocodificação e código manual) e verificação; ciclo de vida no nível de software (códico C no computador objectivo), ciclo de vida a nível de hardware (sensores HW estimulados dinamicamente).

Entre as nossas ferramentas e bancos de testes principais (todos eles disponíveis no mercado em condições a combinar) podem referir-se:

  • gncde: Ferramenta software de contexto de desenvolvimento GNC, que oferece um enquadramento integrado para a concepção, interacção e validação de sistemas GNC até ao nível de Modelo e SW in the Loop (MIL/SIL).
  • platform: Banco de testes dinâmico que inclui sistema aviónico em tempo real e simulação dinâmica real (através de braços robóticos e carris controlados com alta precisão) de sensores para cenários FF e RdV.
  • moonhound: Plataforma rover de laboratório em superfície para a verificação de sistemas GNC destinados a rovers.
  • optlab: Laboratorio óptico para a estimulação de cámaras ópticas e realização de ensaios em ciclos fechados com sistemas completos GNC num banco de testes Hardware-in-the-Loop (HIL).
  • cleon: Ferramenta para a concepção GNC terminal destinada a missões de impacto em NEOs.