Plano de testes para módulos de gerenciamento de energia de cubesats

Abstract

Os CubeSats, apesar de estarem se popularizando rapidamente, ainda apresentam taxas de falha significativas, especialmente em missões universitárias. Em grande quantidade dos CubeSats lançados, o módulo de gerenciamento de energia é acusado como o principal causador de falhas. Isso se dá principalmente por uma falta de atenção aos procedimentos de verificação e testes destes módulos. Em missões mais recentes, com o intuito de mitigar as altas taxas de falha, normas mais rigorosas, de instituições como ECSS, vem sendo adotadas, porém ainda não aplicadas a nível de modulo. Com isto em mente, foi proposta a elaboração de um documento contendo diretrizes e orientações acerca da preparação de planos de teste para módulos de gerenciamento de energia de CubeSats, baseado em normas da ECSS, de forma que possa ser aplicado à diferentes topologias e arquiteturas. Para este objetivo, foi conduzida uma revisão de diferentes arquiteturas e topologias destes módulos, bem como das campanhas de testes aplicadas. Também, uma análise das normas relacionadas à testes e seu principais conceitos foi conduzida, avaliando as principais considerações necessárias em relação à aplicação destas normas a um módulo de CubeSat. A partir destas análises, o documento proposto foi elaborado e nomeado EPS Test Plan Guidelines. Por fim, como demonstração destes conceitos, um plano de testes para o módulo de gerenciamento de energia EPS 2.0, desenvolvido pelo SpaceLab, foi proposto.

CubeSats, even though quickly rising in popularity, still present significant failure rates, specially in university missions. In a great portion of launched CubeSats, the electrical power system module is accused as the main cause of failure. This is mainly caused by a lack of attention to the verification and testing processes of these modules. In more recent missions, with the intent of mitigating the high failure rates, more rigorous standards, from institutions such as ECSS, are being adoptes, but still not applied at module level. With that in mind, it was proposed the elaboration of a document containing guidelines and orientations regarding the preparation of test plans for CubeSat electrical power system modules, based on the ECSS standards, intended to be applicable to different topologies and architectures. For this purpose, a review was conducted of different architectures and topologies of these modules, as well as the applied test campaigns. Also, an analysis was conducted of the relevant standards related to testing and it’s main concepts, evaluating the main considerations needed regarding the application of these standards to a CubeSat module. From those analysis, the proposed document was elaborated and named EPS Test Plan Guidelines. And last, as a demonstration of these concepts, a test plan for the EPS 2.0 electrical power system module, developed at SpaceLab, was proposed.