Tilstandsestimering og kommunikasjonssystem i raket

Abstract

Denne bacheloroppgaven beskriver utviklingen av et f light computer-system som integrerer flere undersystemer, inkludert sensoravlesning, databehandling og kommunikasjonsflyt. Systemet ble utviklet for bruk ombord i raketten Borealis 2, en sonderakett bygget av studentorganisasjonen UiS Aerospace. Borealis 2-prosjektet er et omfattende, tverrfaglig initiativ der mange ingeniør- studenter, inkludert flere bachelorgrupper, samarbeidet for å skyte opp og lande raketten med fallskjermer.

I rapporten presenteres en metode for å realisere tilstandsestimering og kontroll av kommunikasjonen mellom rakettens interne undersystemer, samt pålitelig styring av kritiske funksjoner som separasjon og fallskjermutløsning. Tilstandsestimeringen beregner det riktige tidspunktet for separasjon og utløsning av fallskjermer ved å behandle sensordata. Kommunikasjonssystemet kontrollerer styresignalene som sendes til fallskjermsystemet og håndterer dataoverføring til rakettens radio- kommunikasjonssystem. Videre inkluderer flight computer-systemet funksjoner for lokal datalagring i raketten, slik at målte og beregnede data kan utvinnes og analyseres i etterkant av flyvningen. Bacheloroppgaven fokuserte også på å utvikle en kodestandard i programmeringsspråket C, med mål om å øke kvaliteten og redusere programvarefeil i koden.

Borealis 2 ble skutt opp i 27. april 2024 ved Støla på Helleland. Raketten nådde en estimert høyde på 2044 meter relativt fra utskytningsrampen, og etter suksessfull separasjon og utløsing av fallskjermene, landet den mykt tilbake på bakken. Til tross for en ukjent feil som resulterte i en resett av programvaren, som gjorde at data etter separasjon ikke ble lagret, var oppskytningen en betydelig suksess.