Ir e voltar: software de terra para grandes constelações de pequenos satélites

Nos últimos anos surgiu um novo paradigma em termos de satélites de comunicação. De um modelo baseado em frotas com vários “grandes” satélites GEO até uma nova abordagem com muitas (+ de 100) constelações de satélites LEO. Alguns atores como a OneWeb ou a SpaceX já começaram a implementar constelações desta dimensão, estando a Amazon e outras empresas também nesse processo.

No entanto, este novo conceito introduz grandes e novos desafios, não apenas em termos de veículos espaciais, mas também no segmento terrestre. As soluções historicamente preparadas em termos de software de controlo para centros de controlo de terra de satélites GEO já não são aplicáveis a grandes constelações LEO.

O fator-chave é a escalabilidade. Quer as antenas de terra quer o software de controlo têm de ser capazes de escalar na perfeição centenas ou até milhares de satélites à medida que a constelação cresce, garantindo ao mesmo tempo a efetividade de custo como um fator essencial para a produção de soluções viáveis.

Nesse sentido, em 2019 tomámos a decisão de lançar uma iniciativa nova, diferente e inovadora com o objetivo de criar um novo produto GMV responsável pela monitorização e controlo de grandes constelações de pequenos e nano satélites.

A ideia subjacente era não executar um projeto clássico sob a forma de um número predefinido de etapas com um âmbito fechado. Em vez disso, definimos uma estrutura que levasse em conta as necessidades de uma investigação em profundidade para as necessidades dos nossos clientes e também um elevado nível de liberdade por parte da equipa para incorporar soluções inovadoras. Começámos então aquilo que eu denomino MiniSats Initiative, que tem dois objetivos diferentes principais.

Por um lado, o primeiro era desenvolver um software de terra totalmente novo. Os produtos atualmente existentes na GMV para monitorizar e controlar estações de terra e satélites proporcionam uma grande variedade de funcionalidades. Isto é excecional para frotas clássicas de satélites GEO ou até para constelações de satélites de média dimensão. Mas considerámos que esta abordagem não se adequava ao novo paradigma necessário para as mais recentes constelações de satélites pequenos e nano. Foi então identificada como necessária para este caso uma alternativa completamente diferente, baseada numa abordagem mais simples e focada numa solução de elevada escalabilidade e de custo eficaz. Também considerámos a necessidade de proporcionar API para permitir manter a interação não apenas com os nossos produtos GMV existentes, mas também com outras soluções externas.

O segundo objetivo era alinhar o portfólio de soluções software de terra da GMV com tecnologias mais modernas. A atual evolução extraordinária do software, especialmente impulsionada pela Internet e pela web em geral, fez-nos compreender as vantagens de utilizar componentes já construídos e arquiteturas modernas, que são atualmente normalmente usadas em software, e de sermos capazes de as incorporar nos nossos sistemas.

Assim, para a execução do projeto, selecionámos um grupo de engenheiros experientes de várias áreas da unidade empresarial de Controlo de Satélites e de Planificação de Missões da GMV. O objetivo era trabalhar com pessoal com experiência demonstrável, não apenas no desenvolvimento do software de terra, mas também com grande background operacional.

Decidimos trabalhar seguindo a estrutura AGILE, e SCRUM em particular. Assim, na forma de iterações, a equipa de desenvolvimento tem estado a construir o sistema incorporando regularmente novas funcionalidades definidas pelo nosso proprietário de produto. O proprietário do produto é também apoiado por outros engenheiros com um notável conhecimento operacional e em desenvolvimento de software. Estes outros engenheiros não chegam apenas da nossa equipa na GMV. Há também utilizadores externos, tais como os nossos clientes.

Isto foi tornado possível graças à apresentação regular do sistema a atores relevantes em diferentes momentos do processo de desenvolvimento. Nesse sentido, fomos capazes de obter o seu feedback e de reorientar os nossos desenvolvimentos para a solução mais apropriada às necessidades dos nossos clientes.

No final, estamos a produzir uma arquitetura orientada por eventos construída sob a forma de microsserviços com novas tecnologias relevantes como Grafana, no caso de frontend, ou influxdb, para a camada de armazenamento de dados, e com a capacidade de ser implementada em qualquer local, nas instalações do cliente ou à distância. Por exemplo, em Amazon Web Services, graças à utilização de contentorização.

Pode assistir a uma demonstração de como o nosso sistema MiniSat funciona neste vídeo:

Autor: Hugo Garzón