Como planear uma missão CanSat em nove passos

Passo zero: requisitos e critérios de sucesso

Antes de escolher hardware, a equipa escreve uma frase que define sucesso. Pode ser obter um perfil de temperatura entre 0 e 1000 m, ou provar que a carga útil sobrevive ao impacto com dados legíveis. Sem essa frase, todos os compromissos seguintes ficam arbitrários.

A partir dela derivam requisitos mensuráveis: altitude mínima, duração de telemetria, número de canais, massa máxima, taxa de amostragem e critério de recuperação. Cada requisito tem de poder ser verificado no fim, com um número e um método.

Convém distinguir requisitos obrigatórios de desejáveis. O obrigatório entra no orçamento e no plano de testes; o desejável só avança se sobrar tempo e massa. Esta separação evita a discussão de última hora sobre funcionalidades que ninguém vai usar.

Um critério bem escrito tem três partes: a grandeza, o limiar e a condição. Por exemplo, temperatura do ar a cada 5 m entre 0 e 1000 m, com pelo menos 90% das amostras válidas. Assim é possível dizer no fim se a missão passou ou falhou, sem discussão sobre interpretações.

Os nove passos, em sequência

A sequência abaixo é a mais comum em projetos de uma edição. A ordem importa porque cada passo consome decisões do anterior, e voltar atrás custa semanas de trabalho.

• Requisitos e critérios de sucesso, escritos e assumidos pela equipa.
• Arquitetura: blocos, interfaces e tensões de alimentação.
• Orçamentos de massa, energia e ligação de rádio.
• Seleção de componentes com folga e prazo de entrega confirmados.
• Estrutura em CAD, impressão e montagem a seco.
• Firmware: aquisição, formatação de tramas e registo em memória.
• Estação de terra: antena, modem e software de registo.
• Testes integrados, incluindo alcance, térmico e vibração.
• Operação no dia do voo, recuperação e análise dos dados.

A seleção de componentes é o que mais atrasa projetos: um sensor encomendado na semana errada chega depois do voo. Encomendar tudo com duas semanas de margem e ter um equivalente como plano B evita a maior parte dos desastres.

Cronograma realista

Um projeto de 16 semanas parece folgado e não é. As quatro semanas de testes integrados são o mínimo para descobrir problemas de rádio, consumo e firmware, e é raro que a primeira montagem funcione à primeira.

A fase final deve ser reservada, não preenchida. Se o cronograma prevê trabalho até ao dia anterior ao voo, qualquer imprevisto elimina a margem e o voo acontece sem ensaio completo.

O trabalho em paralelo é o que torna 16 semanas viáveis. Estrutura e firmware avançam ao mesmo tempo, com uma maquete impressa a servir de banco de ensaio. A estação de terra pode ser construída e testada com um transmissor de bancada antes de existir um CanSat completo.

Riscos e planos de contingência

Um plano de missão sem riscos identificados é uma lista de desejos. Os riscos típicos são poucos e conhecidos: falha de rádio, perda de GPS, consumo acima do previsto, dano no impacto e condições de vento fora da janela.

Para cada um, escreve-se a resposta antes de ser necessária. Se o GPS falhar, a altitude vem do barómetro e a posição final é estimada pela última fix e pela direção do vento. Se o rádio falhar, o registo em memória passa a ser a missão.

A contingência tem de ser testada, não imaginada. Uma configuração que nunca foi ensaiada não é plano B, é esperança. Vale a pena simular a falha do GPS desligando a antena e verificar se a telemetria continua coerente.

O risco mais subestimado é a integração tardia. Blocos que funcionam separados podem falhar juntos, por consumo, ruído ou conflito de pinos. Integrar cedo, mesmo com firmware incompleto, revela esses problemas enquanto ainda há tempo para mudar de placa.

Revisões e documentação

Duas revisões formais bastam para uma edição. A primeira, ainda em papel, verifica requisitos, arquitetura e orçamentos. A segunda, com o hardware montado, verifica interfaces, ensaios e procedimentos de operação.

A documentação mínima é curta: lista de materiais com massas reais, esquema elétrico, mapa de pinos, formato da trama, checklist de lançamento e plano de recuperação. Tudo o que não estiver escrito será decidido em pânico no terreno.

Vale a pena manter um registo de decisões com data e justificação. Quando alguém pergunta porque a antena está naquela posição, a resposta está no ficheiro e não na memória de quem já saiu do projeto.

Ensaio geral e dia do lançamento

O ensaio geral replica o dia do voo com o relógio a correr. Montagem, verificação, espera, lançamento simulado, receção e recuperação. Serve para medir tempos e revelar dependências escondidas, como a ordem de ligar o rádio e o registo.

No terreno, a equipa divide-se em três funções: integração, estação de terra e recuperação. Cada uma tem checklist própria e um responsável que decide. Muitas pessoas a opinar no mesmo canal de rádio é a forma mais rápida de perder uma janela de lançamento.

A decisão de lançar pertence a uma pessoa. Vento acima do limite, bateria abaixo do previsto ou telemetria instável são critérios objetivos de cancelamento, definidos antes de chegar ao campo.

Depois do voo

A missão não termina na recuperação. O registo bruto é copiado, verificado e guardado em dois locais antes de qualquer análise. Só depois se comparam os dados de telemetria com os do cartão, se calculam perfis e se escrevem conclusões.

A análise fecha o ciclo e alimenta a edição seguinte. Um erro de firmware detetado nos dados vale mais do que um voo sem incidentes e sem aprendizagem. O passo seguinte é a análise de dados, e toda a operação no terreno depende da estação de terra.