Uma plataforma de busca de layouts iniciais para o problema de alocação de equipamentos em satélites

• Main Author: Gustavo Furtado de Oliveira Alves
• Other Authors: Sandra Aparecida Sandri
• Language: Portuguese
• Published: Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais (INPE) 2015
• Online Access: http://urlib.net/sid.inpe.br/mtc-m21b/2015/05.19.16.39

Neste trabalho é proposta uma plataforma para criação de layouts iniciais para o problema de alocação de equipamentos em satélites artificiais, considerando o centro de massa e o momento de inércia do conjunto, além de restrições para o posicionamento de cada equipamento no satélite. A posição de cada equipamento, de massas diferentes, influencia diretamente a localização do centro de massa e o momento de inércia do satélite. Encontrar o melhor layout consiste em um problema de natureza ${"}$NP-Difícil${"}$. Ao desenvolver layouts de satélites também é importante considerar a dissipação térmica gerada pelos equipamentos e a conexão de cabos entre eles. As meta-heurísticas inspiradas na natureza \emph{Ant Colony Optimization e Multi-Particle Collision Algorithm} foram implementadas para buscar soluções otimizadas e uma heurística chamada Heurística de Balanceamento por Afinidade Espacial foi desenvolvida para este problema, baseada na afinidade entre os equipamentos quando bons layouts são encontrados. O satélite brasileiro ITASAT foi utilizado como base para o desenvolvimento deste trabalho. A plataforma permite a introdução de conhecimento a priori no processo de exploração realizado pelos algoritmos de otimização, tais como fixar a posição de determinados objetos e restringir uma distância mínima e/ou máxima entre dois objetos. === In this work is proposed a platform for creating initial layout for the artificial satellite equipments allocation problem, considering the center of mass and the moment of inertia of the solution, as well as restrictions on the placement of each equipment. The positioning of equipments with different masses, directly influences the location of the center of mass and the moment of inertia of the satellite. Find the best layout consists of a problem of ${"}$NP-Hard${"}$ nature. At satellites layouts development is also important to consider the thermal dissipation generated by the equipment and the cable connection between them. The nature-inspired meta-heuristics \emph{Ant Colony Optimization and Multi-Particle Collision Algorithm} were implemented to find optimized solutions and a new heuristic called \emph{Spatial Affinity Balancing Heuristic} was developed for this problem, based on the affinity between the equipment when good layouts are found. The Brazilian satellite ITASAT was used as the basis for the development of this work. The platform allows the introduction of knowledge a priori in the exploration process performed by the optimization algorithms, such as setting the position of certain objects and add constraints for minimal and/or maximal distances between two objects.