Etapas de construção de sistemas espaciais (Parte 2)

A parte 2 trata das fases em que um projecto de construção de sistemas espaciais passa, levando em consideração a figura 5, da parte 1 do artigo “Etapas de construção de sistemas espaciais (satélite).

Fase 0 (Análise da missão)

Esta é principalmente uma actividade conduzida pelo construtor, cliente de nível superior e representantes dos usuários finais. 

Principais Tarefas

  • Elaborar a declaração da missão em termos de identificação e caracterização das necessidades da missão, desempenho esperado, confiabilidade, objectivos de segurança e restrições operacionais da missão em relação ao ambiente físico e operacional;
  • Desenvolver a especificação preliminar dos requisitos técnicos;
  • Identificar possíveis conceitos de missão;
  • Realizar a avaliação preliminar dos aspectos programáticos apoiados por estudos económicos e de mercado, conforme apropriado;
  • Realizar a avaliação preliminar de riscos.

A revisão da definição da missão (MDR – Mission Definition Review) é realizada no final da fase 0. O resultado desta revisão é usado para julgar a prontidão do projecto para passar para a fase A. Seu objectivo principal é divulgar a declaração da missão e avaliar a especificação de requisitos técnicos preliminares e os aspectos programáticos.

Fase A (Viabilidade)

Esta é principalmente uma actividade conduzida pelo cliente de nível superior e um ou vários fornecedores de primeiro nível com o resultado sendo reportado ao iniciador do projecto, e representantes dos usuários finais para consideração. 

Principais tarefas

  • Estabelecer o plano de gestão preliminar, o plano de engenharia do sistema e o plano de garantia do produto para o projecto;
  • Elaborar possíveis conceitos de sistemas, operações e arquitecturas de sistemas e os comparar com as necessidades identificadas, para determinar os níveis de incerteza e riscos;
  • Estabelecer a árvore de funções;
  • Avaliar a viabilidade técnica e programática dos possíveis conceitos, identificando restrições relacionadas à implementação, custos, cronogramas, organização, operações, manutenção, produção e descarte;
  • Identificar tecnologias críticas e propor actividades de pré-desenvolvimento;
  • Quantificar e caracterizar elementos críticos para viabilidade técnica e económica;
  • Propor o (s) sistema (s) e conceito (s) operacional (is) e soluções técnicas, incluindo a filosofia do modelo e a abordagem de verificação, a serem elaborados durante a Fase B;
  • Elaborar a avaliação de risco;

A revisão preliminar de requisitos (PRR – Preliminary Requirements Review) é realizada no final da Fase A. O resultado dessa revisão é usado para julgar a prontidão do projecto para passar para a Fase B. 

Os principais objectivos desta revisão são:

  • Lançamento de planos preliminares de gestão, engenharia e garantia de produtos;
  • Divulgação das especificações dos requisitos técnicos;
  • Confirmação da viabilidade técnica e programática do (s) conceito (s) do sistema;
  • Selecção do (s) conceito (s) do sistema, operações e soluções técnicas, incluindo filosofia de modelo e abordagem de verificação, a serem levadas adiante na Fase B;

Fase B (Definição Preliminar)

Principais tarefas

  • Finalizar os planos de gestão do projecto, engenharia e garantia de produtos;
  • Estabelecer o cronograma principal da linha de base;
  • Elaborar o custo de referência na conclusão;
  • Elaborar a estrutura preliminar organizacional;
  • Confirmar solução (ões) técnica (s) para o (s) sistema (s) e conceito (s) operacional (is) e sua viabilidade em relação as restrições programáticas;
  • Realizar estudos de “trade-off” e seleccionar o conceito de sistema preferido, juntamente com a (s) solução (ões) técnica (s) preferida (s) para esse conceito;
  • Estabelecer uma definição preliminar de projecto para o conceito de sistema seleccionado e reter a (s) solução (ões) técnica (s);
  • Determinar o programa de verificação, incluindo a filosofia do modelo;
  • Identificar e definir interfaces externas;
  • Preparar a especificação do próximo nível e os documentos do acordo comercial relacionado;
  • Iniciar o trabalho de pré-desenvolvimento de tecnologias críticas ou áreas de design de sistema quando for necessário reduzir os riscos de desenvolvimento;
  • Iniciar qualquer aquisição de item de longo prazo necessária para atender às necessidades do cronograma do projecto;
  • Preparar o plano de mitigação de detritos espaciais e o plano de descarte;
  • Realizar avaliações de confiabilidade e segurança;
  • Finalizar a árvore de produtos, a estrutura analítica do projecto e a árvore de especificações;
  • Actualizar a avaliação de risco. 

Existem duas revisões de projecto associadas à fase B.

  • A Revisão de Requisitos do Sistema (SRR – System Requirements Review) realizada durante o curso desta fase;
  • A Revisão Preliminar de Projecto (PDR – Preliminary Design Review) realizada no final da fase B. O resultado desta revisão é usado para julgar a prontidão do projecto para passar para a fase C. 

Revisão de Requisitos do Sistema (SRR – System Requirements Review)

Os principais objectivos desta revisão são:

  • Divulgação das especificações actualizadas dos requisitos técnicos;
  • Avaliação da definição preliminar do desenho;
  • Avaliação do programa preliminar de verificação. 

Revisão Preliminar do desenho (PDR – Preliminary Design Review)

Os principais objectivos desta revisão são:

  • Verificação do conceito preliminar do desenho seleccionado e soluções técnicas em relação aos requisitos do projecto e do sistema;
  • Lançamento dos planos finais de gestão, engenharia e garantia de produtos;
  • Lançamento da árvore de produtos, estrutura analítica do projecto e árvore de especificação;
  • Lançamento do plano de verificação (incluindo filosofia do modelo).

Fase C (Definição Detalhada)

Principais Tarefas

O escopo e o tipo de tarefas realizadas durante essa fase são orientadas pela filosofia do modelo seleccionado para o projecto, bem como pela abordagem de verificação adoptada que podem incluir tarefas tais como:

  • Conclusão da definição detalhada do projecto do sistema em todos os níveis da cadeia de fornecedores e clientes;
  • Produção, teste de desenvolvimento e pré-qualificação de elementos e componentes críticos seleccionados;
  • Teste de produção e desenvolvimento de modelos de engenharia, conforme exigido pela filosofia do modelo e abordagem de verificação seleccionadas;
  • Conclusão da montagem, integração e planeamento de testes para o sistema e suas partes constituintes;
  • Definição detalhada de interfaces internas e externas;
  • Emissão de manual preliminar do usuário;
  • Actualização da avaliação de risco. 

A Revisão Crítica do Projecto (CDR – Critical Design Review) é realizada no final da fase C. O resultado desta revisão é usado para julgar a prontidão do projecto para passar para a fase D. 

Principais objectivos desta revisão

  • Avaliar o estado de qualificação e validação dos processos críticos e sua prontidão para implementação na fase D;
  • Confirmar a compatibilidade com interfaces externas;
  • Produzir o desenho final;
  • Divulgar a montagem, integração e planeamento de testes;
  • Divulgar a fabricação, montagem e testes de hardware/software de voo;
  • Elaborar do manual do usuário.

Fase D (Qualificação e Produção)

Principais tarefas

  • Teste completo de qualificação e actividades de verificação associadas;
  • Fabricação, montagem e testes completos do hardware/software do vôo e do hardware/software de suporte terrestre associado;
  • Completar o teste de interoperabilidade entre o segmento espacial e o segmento terrestre;
  • Preparação do pacote de documentação para aceitação. 

Existem 3 revisões de projecto associadas à fase D

  • Revisão de qualificação (QR- Qualification Review) realizada ao longo da fase;
  • Revisão de aceitação (AR- Acceptance Review) realizada no final da fase. O resultado desta revisão é usado para julgar a prontidão do produto para entrega;
  • Revisão de prontidão operacional (ORR- Operational Readness Review), realizada no final da fase. 

Revisão de Qualificação (QR)

Os principais objectivos desta revisão são:

  • Confirmar que o processo de verificação demonstrou que o design, incluindo as margens, atende aos requisitos aplicáveis;
  • Verificar se o registo de verificação está completo em todos os níveis inferiores da cadeia de fornecedores e clientes;
  • Verificar a aceitabilidade de todas as renúncias e desvios. Onde o desenvolvimento engloba a produção de um ou vários produtos recorrentes. 

Revisão de Aceitação (AR)

Os principais objectivos desta revisão são:

  • Confirmar que o processo de verificação demonstrou que o produto está livre de erros de fabricação e está pronto para uso operacional subsequente;
  • Verificar se o registo de verificação de aceitação está completo neste e em todos os níveis inferiores da cadeia de fornecedores e clientes;
  • Verificar se todos os produtos de entrega estão disponíveis de acordo com a lista de itens de entrega aprovada;
  • Verificar se o produto “construído” está conforme o produto “projectado”;
  • Verificar a aceitabilidade de todas as renúncias e desvios;
  • Verificar se o pacote de documentos de aceitação está concluído;
  • Autorizar a entrega do produto;
  • Divulgar o certificado de aceitação. 

Revisão de prontidão operacional (ORR)

Os principais objectivos desta revisão são:

  • Verificar a prontidão dos procedimentos operacionais e sua compatibilidade com o satélite;
  • Verificar a prontidão das equipes de operações;
  • Aceitar o segmento terrestre para operações. 

Fase E (Operações/Utilização)

Principais tarefas

As principais tarefas para esta fase variam amplamente em função do tipo de projecto. Durante essa fase são executadas as seguintes actividades:

  • Realizar todas as actividades que garantem a interface entre o segmento espacial e terrestre para o lançamento;
  • Conduzir todas as operações orbitais de lançamento e início;
  • Realizar actividades de verificação em órbita (incluindo comissionamento);
  • Realizar todas as operações em órbita para alcançar os objectivos da missão;
  • Realizar todas as actividades do segmento terrestre para apoiar a missão;
  • Finalizar o plano de descarte.

 Existem 4 revisões de projecto associadas à fase E.

  • Revisão de prontidão do voo (FRR- Flight Readness Review) – realizada antes do lançamento;
  • Revisão de prontidão do lançamento (LRR- Launch Readness Review) – realizada imediatamente antes do lançamento;
  • Revisão de resultados do comissionamento (CRR- Commissioning Result Review) – realizada após a conclusão das actividades de comissionamento em órbita;
  • Revisão do fim da vida útil (ELR- End of Life Review) – realizada no final da missão. 

Revisão de prontidão de voo (FRR)

O objectivo desta revisão é verificar se o veículo lançador, incluindo todos os sistemas de apoio, tais como sistemas de rastreamento, comunicação e segurança, estão prontos para o lançamento. 

Revisão de prontidão do lançamento (LRR)

O objectivo desta revisão é declarar a prontidão para o lançamento do veículo lançador, dos segmentos espaciais e terrestre, incluindo todos os sistemas de apoio, tais como sistemas de rastreamento, comunicação e segurança e fornecer a autorização para prosseguir para o lançamento. 

Revisão dos resultados do comissionamento (CRR)

A CRR é realizada no final do comissionamento, como parte da verificação da fase em órbita. Permite declarar a prontidão para operações/utilização de rotina.

Esta revisão é realizada após a conclusão de uma série de testes em órbita projectados para verificar se todos os elementos do sistema estão a funcionar dentro dos parâmetros de desempenho especificados. A conclusão bem-sucedida dessa revisão é normalmente usada para marcar a transferência formal do sistema para o cliente.

Bibliografia

ECSS : European Corporation for Space Standardization. (2009). Space project management: Project planning and implementation. The Netherlands: ESA Requirements and Standards Division .Gael F. Sqibb, D. G. COST-EFFECTIVE SPACE MISSION OPERATIONS (2nd Edition ed.). (T. M.-H. Inc., Ed.)
Seller, J. J. (2004). Understanding Space: An Introduction to Astronautics (Revised 2nd Edition ed.). The McGraw-Hill Companies, Inc.
Wiley J. Larson, J. R. (1999). Space Mission Analysis and Design (3rd Edition ed.). E1 Segundo , California, USA: Microcosm Press .

Autor: Damião Malebo

Director Adjunto de Voo para as Operações
Mestre em Tecnologia de Informação e Sistemas de Comunicação, pela Universidade Estatal de Engenharia de Rádio de Ryazan, Rússia.
Co-Autor: Solana Ferreira
Gestora de Projectos
Mestre em Engenharia de Sistemas de Comunicação

Leia a primeira parte do artigo aqui