Um framework para validação automática de modelos aplicado ao subsistema de energia de um picossatélite - Italo Pinto Rodrigues (2015)
A Engenharia Espacial vem presenciando o avanço de satélites miniaturizados, principalmente os pico e nanossatélites, uma vez que, essas classes de satélites permitem o desenvolvimento rápido e com baixo custo de projeto e atende a uma gama de diferentes aplicações científicas e educacionais. A demanda crescente de nanossatélites impulsiona a necessidade de um processo de verificação bem definido, de modo a garantir que o projeto atenda às especificações. Estatísticas mostram que apenas 46% dos pico e nanossatélites lançados entre 2000 e 2015 tiveram sucesso. Um dos sistemas críticos, que está diretamente ligado ao sucesso de uma missão é o subsistema de energia elétrica. Devido a suas características construtivas, este subsistema apresenta falhas relacionadas à manutenção da energia, por causa do limite da área dos painéis solares e do tamanho da bateria. Na Engenharia Espacial, as atividades de verificação e validação são apoiadas pelas simulações realizadas nas diferentes fases do ciclo de vida que permitem antecipação de problemas. Os simuladores proporcionam aos sistemas em teste um ambiente sintético podendo ser compostos com modelos virtuais e/ou com modelos físicos. Dada a carência de métodos e procedimentos necessários para aumentar o número de missões de pico e nanossatélite bem sucedidas, esta dissertação propõe um framework para verificação de requisitos e validação de modelos, combinando simulações com execução automática de testes. O framework prevê três configurações para a execução de testes funcionais, uma configuração com modelos puramente virtuais, outra com modelos virtuais com modelo de interface física e uma configuração com hardware-in-the-loop. O framework cobre ainda: (i) definição de regras para criação de modelos proporcionando reutilização dos mesmos, (ii) combinação dos modelos com funções de teste, facilitando a repetibilidade dos testes, e (iii) execução de simulação e testes com captura automática dos resultados. Como estudo de caso utilizou-se o subsistema de energia elétrica do Tancredo 1, um picossatélite brasileiro em desenvolvimento com apoio do INPE. Os programas de computador desenvolvidos, os modelos do subsistema, os requisitos e casos de teste, bem como os resultados da simulação e dos testes são ilustrados com a aplicação do framework para um caso real.