Missões Secundárias e Desenvolvimento do Projeto

Aqui pode encontrar todos os nosso resultados, imagens e informações adicionais relativas à nossas missões secundárias e ao desenvolvimento do projeto.

Componente Biológica

Na componente de biologia, antes de se realizarem os testes finais no interior da lata na final do CanSat, entre os dias 26 e 29 de abril de 2018, foi necessário realizar testes em laboratório. Deste modo, o Bernardo e o Francisco coordenaram todos esses testes, juntamente com o Dr. Pedro Prudêncio, do Instituto de Medicina Molecular (IMM). 

Os testes realizados permitiram retirar conclusões acerca da taxa de sobrevivência destas moscas face a diferentes valores de aceleração e rotação (1G (controlo), 1000G, 10000G e 1400 rpm) e o efeito destas na locomoção das moscas. Os testes realizados tiveram em conta os sexos das moscas (masculino e feminino). No total foram submetidas a teste 480 Drosophilas, 120 (60 de cada sexo) para cada condição de teste. Os seguintes gráficos ilustram os resultados obtidos durante os 91 dias de testes.

As primeiras conclusões que podemos retirar é que as moscas da fruta apresentam uma maior resistência, face a elevados valores de aceleração/rotação, do que os seres Humanos. No entanto, a locomoção destes ficou, visivelmente, afetada (resultados ainda em tratamento). 

Apenas para forças superiores a 1000G é que as moscas manifestam uma menor taxa de sobrevivência. Nesse sentido, esperamos durante a queda do nosso CanSat uma elevada taxa de sobrevivência destes seres vivos, visto que não se esperam condições tão extremas. A análise dos gráficos também nos permitiram concluir que os machos manifestam uma maior taxa de sobrevivência comparado com as fêmeas.

Concepção do Módulo - Sistema Elétrico - Ground Station

Uma vez que, uma parte da equipa já participou na edição 2017 do Cansat, começou-se por reconstruir e reparar a antena utilizada no ano anterior, testando-a, assim como a ground station e o módulo CanSat que seguiu na lata.

Assim concluí-se que os três funcionavam otimamente, e pretendeu-se reutilizar estes componentes como backup para o caso de surgirem quaisquer tipos de falhas nas peças correspondentes. O passo seguinte consistiu em soldar o novo módulo Arduíno, que fez-se sem recorrer a suportes para os contactos, reduzindo, consideravelmente, o espaço ocupado. Após testar os vários sensores que o constituem, como os: de pressão, de temperatura, aceleração e o giroscópio, comprovou-se que, de facto, todo o sistema se encontrava perfeitamente funcional.

Posteriormente todos os sensores foram soldados e constitui-se assim o módulo que já foi instalado dentro da nossa lata, tal como todo o sistema elétrico constituído por: um Arduino Pro Micro, a nossa placa-mãe; um PCB (Printed Circuit Board), que permite realizar as ligações com outros componentes; um sensor BMP180, que mede a pressão atmosférica e a temperatura; um RFM69, que consiste num emissor de sinais de rádio responsável por nos enviar os dados recolhidos para a Ground Station (incorporado com o mesmo sensor); um regulador de voltagem, com o propósito de estabilizar a voltagem em 5V; um LLC (Logic Level Converter), que reduz a voltagem para 3V; uma pequena antena, que permite amplificar o sinal emitido pelo rádio. Para além disso, o nosso CanSat irá arrecadar um conjunto de 4 pilhas AA (fonte energia); um MPU9250 (acelêrometro/giroscópio); 2 LEDs, um buzzer, que nos irá premitir encontrar o CanSat com mais facilidade durante a queda; e um intreruptor para acionar todo o sistema.

Design do Rebordo

O nosso CanSat  pode ser dividido em 3 partes fundamentais: a tampa (que permite a ativação do trem-de-aterragem); rebordo de controlo (contém os sistemas de comunicação, recolha de dados, o Arduino, um tubo do tipo falcon (transportador das moscas), os sistemas de recuperação e o interruptor) e o rebordo de aterragem (incorpora o trem-de-aterragem, pilhas AA e uma secção do falcon).

Trem-de-Aterragem

Por fim, um dos outros objetivos propostos no âmbito da missão secundária é a concepção de um trem-de-aterragem exclusivamente mecânico, que proporcionasse ao módulo uma aterragem devidamente amortecida, evitando assim danificações no equipamento interior e no rebordo, possibilitando, de igual modo, uma posição final do satélite que seja vertical.

O nosso trem é constituído por três partes fundamentais: pés (que podem ser designados por bases), rebordo da lata compatível com o trem e mecanismo de libertação.

Quanto ao funcionamento, instantes após a largada inicial do módulo, a 1000 metros de altitude, o paraquedas enfuna-se, exercendo tensão nos fios que o ligam à lata. Um dos fios puxados, que possui quatro pontas, exerce uma força em quatro cavilhas colocadas na tampa superior do módulo. Estas, ao serem libertadas, soltam os pés que constituem os pontos de contacto entre o solo e o trem. Por ação de molas ligadas à outra ponta de cada pé, estes passam a ocupar uma posição diagonal à base da lata, formando um sólido semelhante a uma pirâmide (que se pretende que venha a ser quadrangular) seccionada paralelemente à base, como ilustrado na figura que se segue. 

Testes

Este modelo foi concebido em Impressora 3D, inicialmente em plástico ABS (apenas o rebordo), com o objetivo de ser submetido a testes de resistência de material. Os mesmos consistiram em largar o rebordo do módulo de um terceiro andar do Colégio Valsassina (sede da Equipa SatFree) e verificar a sua reação à queda. Infelizmente, o rebordo, ao colidir com o solo, fragmentou-se em bastantes partes, tendo havido, inclusivamente, rachas em partes supostamente sólidas.

Como o desempenho do módulo impresso em ABS ficou aquém do módulo impresso em PLA, decidiu-se manter o material a utilizar. Adicionalmente, foi impresso novamente o mesmo modelo, em PLA, mas agora completo, constando da sua montagem os pés do trem-de-aterragem. O paraquedas foi colocado e todo o sistema foi testado nas mesmas condições dos testes anteriores. Uma vez que o módulo sobreviveu a todos os testes sem sofrer qualquer fenda, consideraram-se os testes como bem-sucedidos e prosseguiu-se o trabalho com o plástico PLA. Em seguida apresentam-se algumas fotografias tiradas ao modelo antes e depois da bateria de testes.

Note-se que o modelo ilustrado trata-se exclusivamente de um modelo experimental, que foi míster para a escolha do material a utilizar.

Após a realização de todos os testes, consegui-se obter um modelo preliminar do CanSat com os quatro pés, que foram impressos em plástico PETG ao contrário da restante lata que foi elaborada em plástico PLA (módulo de controlo, módulo de aterragem e a tampa).