Nano-satellite integration from software to final assembly

Recent studies have shown that using global navigation satellite system reflectometry (GNSS-R) and L-band radiometry it is possible to study soil moisture, biomass and cryospher. 3Cat-4 is an educational and scientific mission that combines the two technologies with the aim of demonstrating the potential of nano-satellites for different earth observation (EO) applications. The manufacture of a satellite consists of different phases before it is ready to be launched. First the mission is conceived, then the design of the components and their manufacture and finally their integration. Integration is the phase in which the components of the satellite as a whole are to be verified and assembled in the structure. A correct integration consists of three phases: a software model of the satellite, a FlatSat and finally the assembly of the entire satellite. These three phases have been applied in the practical case of 3Cat-4. The first of the phases is the analysis of the nano-satellite software model, as a CAD. A CAD model is a representation in dimensions and mass of each of the parts that constitute the nano-satellite. This analysis is essential to be able to predict physical collisions between components of different subsystems that would prevent performing the entire satellite assembly. This thesis presents the process used to keep the CAD model up to date. It shows examples of detected collisions that could be overcome before the day of assembly as well as certain nano-satellite pairs that had to be modified to avoid collisions. The next phase is the FlatSat. The FlatSat is based on positioning all the subsystems of the satellite on a table and by means of an interface the software and the interaction between them is tested. In this way the different parts of the satellite can be validated as a whole and you ensure that there will be no interfering errors once the satellite is integrated. The last of the phases is the assembly itself. In this chapter this document explains the different fit checks that have been carried out to verify that there are no collisions between subsystems, as well as the step-by-step procedure to follow and the equipment necessary to perform the assembly. To synthesize, in this thesis it is stated that a CAD model allows you to anticipate physical collisions between subsystems, with a FlatSat you can anticipate problems at software level and all this together with an assembly procedure that has been validated by fit checks ensures a successful satellite integration.Estudis recents han demostrat que utilitzant reflectometria de senyal de navegaci´o per sat ` el·lit i radi`ometre en banda L es pot estudiar la humitat del terreny, la biomassa i la criosfera. 3Cat-4 es una missi´o educativa i cient´ıfica que combina les dues tecnologies amb l’objectiu de demostrar el potencial dels nano-sat` el·lits per a diferents aplicacions d’observaci ´o terrestre. La fabricaci ´o d’un sat` el·lit t ´e diferents etapes abans d’estar llest per ser llanc¸at. Primer hi ha una concepci´o de la missi´ o, despr´es hi ha el disseny dels components i la seva fabricaci ´ o, i per ´ ultim hi ha la integraci ´ o. La integraci ´o es la fase on s’ah de verificar els components del sat` el·lit en conjunt i s’han d’introduir a dintre de la estructura. Una correcta integraci ´o es composa per tres fases: un model software del sat ` el·lit, un FlatSat i per ´ ultim el muntatge del sat ` el·lit. Aquestes tres fases han sigut estudiades en el cas pr` actic del 3Cat-4. La primera de les fases ´es l’an ` alisi del model software del nano-sat` el·lit, en format CAD. Un model CAD es una representaci´o en dimensions i en massa de cadascuna de les parts que formen el nano-sat` el·lit. Aquest an` alisi ´es essencial per tal d’anticipar les col·lisions f´ısiques entre components de diferents subsistemes que ens impedirien dur a terme la fase de muntatge. Aquesta tesi mostra el proc´es utilitzat per tal de mantenir el model CAD actualitzat, es mostren exemples de col·lisions detectades que es van poder resoldre abans del dia del muntatge aix´ı com determinades parts del nano-sat` el·lit que es van haver de modificar per tal d’evitar aquestes col·lisions. La seg¨uent fase es la del FlatSat. El FlatSat consisteix en posicionar totes les parts del sat ` el·lit a sobre d’una taula i mitjanc¸ant una interf´ıcie es testeja el software i la interacci´o entre subsistemes. D’aquesta manera pots validar les diferents parts del sat` el·lit en conjunt i t’assegures que no hi haur`a errors d’aquest tipus una vegada ha estat integrat el nano-sat` el·lit. L’ ´ ultima de les fases ´es el muntatge en si mateix. En aquest punt aquest document exposa els diferents fit checks que s’han dut a terme per tal de verificar que no hi ha col·lisions entre subsistemes, a m´es dels passos a seguir i l’equipament necessari per tal de realitzar el muntatge. Per sintetitzar, en aquesta tesi es deixa const`ancia que amb el model CAD ets capac¸ d’anticipar col·lisions f´ısiques entre subsistemes, amb el FlatSat pots anticipar problemes a escala de software i interf´ıcies, tot aix `o unit a un procediment de muntatge que hagi estat validat amb diversos fit checks assegura una integraci ´o exitosa