Projeto de um computador de bordo versátil para uso em pequenos satélites

Abstract

Este trabalho apresenta o projeto e desenvolvimento de uma arquitetura de hardware para um computador de bordo adequado para pequenos satélites, como CubeSats, que operam em órbitas baixas (LEO). O objetivo principal foi desenvolver uma solução que atendesse aos requisitos críticos do ambiente espacial, integrando componentes comerciais (COTS) selecionados conforme diretrizes de herança de voo e normas da ESA e NASA. Para garantir versatilidade, a solução foi baseada em um SoC da família Zynq, que integra um microprocessador e um FPGA, que permite a mudança da funcionalidade de cada pino de entrada e saída. O projeto adota métodos de escolha de componentes e estimativas de potência. Como resultado, obtém-se um esquemático eletrônico baseado em uma arquitetura com interfaces genéricas, apresentando circuitos que possibilitam futuros desenvolvimentos para missões ou estudos específicos em órbita. Conclui-se que o computador de bordo projetado cumpre as exigências de flexibilidade para missões espaciais em pequenos satélites.

This project presents the design and development of a hardware architecture for an on-board computer suitable for small satellites, such as CubeSats, operating in low Earth orbit (LEO). The main objective was to develop a solution that meets the critical requirements of the space environment, integrating commercial components (COTS) selected according to flight heritage guidelines and ESA and NASA standards. To ensure versatility, the solution was based on a SoC from the Zynq family, which integrates a microprocessor and an FPGA, allowing the functionality of each input and output pin to be changed. The project adopts methods for choosing components and estimating power. The result is a schematic capture based on an architecture with generic interfaces, featuring circuits that enable future developments for specific missions or studies in orbit. It is concluded that the proposed on-board computer meets the requirements of flexibility for space missions on small satellites.