Uma das dificuldades do desafio Astro Pi é o facto de não podermos testar os programas na Terra, por ser impossível o recriar das condições da ISS.
Em alternativa, a Fundação Raspberry Pi disponibiliza um documento de análise de dados recolhidos na ISS de leitura "obrigatória" para as equipas que concorrem ao Astro PI: Astro Pi Flight Analysis.
Neste documento são analisados e interpretados dados reais, recolhidos pelos Astro Pi que estão na ISS, o que é fundamental para perceber que tipo de resultados podemos esperar e para conhecer vários fenómenos que ocorrem na ISS e que podem ser reconhecidos através dos valores medidos pelos sensores do sense HAT. Portanto, é um documento para ler do início ao final sem falta.
A partir do referido documento, é possível descarregar três ficheiros csv com dados obtidos pelos sensores do sense HAT, dois de duas semanas - um com dados recolhidos no módulo Columbus e outro no Node 2 da ISS - e um de 4 semanas recolhido no módulo Columbus.
Aquele que usámos para estudar os dados obtidos foi o de duas semanas recolhido no módulo Columbus ( e duas semanas de dados recolhidos de 10 em 10 segundos, são mesmo muitos dados...). A vantagem dos ficheiros csv é que podem ser convertidos para uma folha de cálculo, como o Excel, por exemplo, ferramenta que a maioria dos alunos domina.
E o que encontramos quando consultamos os dados numa folha de cálculo?...
...encontramos 65535 linhas com a medida da temperatura do CPU, a temperatura medida a partir do sensor de humidade, a temperatura medida a partir do sensor de pressão (parece-me que estes dois valores estão trocados...), o valor da humidade, pressão, os ângulos pitch, roll e yaw medidos pelo giroscópio, o campo magnético segundo os eixos x, y, z medido pelo magnetómetro, o valor da aceleração em três eixos recolhido pelo acelerómetro, o valor medido pelo giroscópio apresentado segundo os três eixos e ainda a data e hora da medida...ufa! Tudo o que o sense HAT pode medir, em suma.
A análise destes dados permite-nos ter uma ideia sobre o que esperar das medidas dos sensores disponíveis e dá-nos pistas importantes sobre o que será possível medir e inferir a partir delas.
Temperatura
Façamos o gráfico da temperatura do CPU e a temperatura medida pelos dois sensores disponíveis (todos os valores em ºC):
O que concluímos?
Neste documento são analisados e interpretados dados reais, recolhidos pelos Astro Pi que estão na ISS, o que é fundamental para perceber que tipo de resultados podemos esperar e para conhecer vários fenómenos que ocorrem na ISS e que podem ser reconhecidos através dos valores medidos pelos sensores do sense HAT. Portanto, é um documento para ler do início ao final sem falta.
A partir do referido documento, é possível descarregar três ficheiros csv com dados obtidos pelos sensores do sense HAT, dois de duas semanas - um com dados recolhidos no módulo Columbus e outro no Node 2 da ISS - e um de 4 semanas recolhido no módulo Columbus.
Aquele que usámos para estudar os dados obtidos foi o de duas semanas recolhido no módulo Columbus ( e duas semanas de dados recolhidos de 10 em 10 segundos, são mesmo muitos dados...). A vantagem dos ficheiros csv é que podem ser convertidos para uma folha de cálculo, como o Excel, por exemplo, ferramenta que a maioria dos alunos domina.
E o que encontramos quando consultamos os dados numa folha de cálculo?...
...encontramos 65535 linhas com a medida da temperatura do CPU, a temperatura medida a partir do sensor de humidade, a temperatura medida a partir do sensor de pressão (parece-me que estes dois valores estão trocados...), o valor da humidade, pressão, os ângulos pitch, roll e yaw medidos pelo giroscópio, o campo magnético segundo os eixos x, y, z medido pelo magnetómetro, o valor da aceleração em três eixos recolhido pelo acelerómetro, o valor medido pelo giroscópio apresentado segundo os três eixos e ainda a data e hora da medida...ufa! Tudo o que o sense HAT pode medir, em suma.
A análise destes dados permite-nos ter uma ideia sobre o que esperar das medidas dos sensores disponíveis e dá-nos pistas importantes sobre o que será possível medir e inferir a partir delas.
Temperatura
Façamos o gráfico da temperatura do CPU e a temperatura medida pelos dois sensores disponíveis (todos os valores em ºC):
O que concluímos?
- Como seria de esperar a temperatura do processador vai influenciar a leitura da temperatura nos dois sensores disponíveis no sense HAT, sendo a sua influência mais significativa no sensor mais próximo do processador - e aqui a informação de qual o sensor mais próximo é contraditória com a nossa pesquisa anterior;
- As oscilações da medição da temperatura, em qualquer um dos dois sensores, estão contidas entre valores máximos e mínimos que distam entre si de 2ºC;
- Aparentemente, as oscilações medidas acompanham as oscilações da temperatura do CPU - seria preciso uma acentuada alteração da temperatura ambiente para que fosse detetada pelo sense HAT.
Humidade
O valor da humidade, que é a humidade relativa do ar em %, apresenta-se com a seguinte distribuição:
Evidências:
- As oscilações da humidade entre valores consecutivos são tais que não é possível criar tendência com comparações de valores muito próximos;
- Como a humidade relativa depende da temperatura, variações da temperatura vão resultar em variações da humidade (o que é até possível observar se cruzarmos os dois gráficos).
Pressão
O valor da pressão, medido em milibar (mbar) é descrito pelo gráfico seguinte:
Por razão nenhuma em especial, ao longo deste trabalho a equipa Labutes Pi não investigou a pressão a bordo da ISS. Talvez porque não a tenha incluído nas suas missões. A análise deste gráfico, no entanto, poderia ser interessante. A que se deverão as subidas de pressão indicadas? A análise de dados feita pela Fundação Raspberry Pi refere a existência de re-pressurização de O2 que deve acontecer no espaço de poucos meses. Esta re-pressurização deve durar uma ou duas horas, terá como consequência um aumento de pressão. Não sabemos se um fenómeno dessa natureza poderá justificar os evidentes aumentos de pressão observados. Esperamos que outra equipa se tenha debruçado sobre o problema e tenha mais informação para partilhar...
Valores registados pelo IMU:
Giroscópio
Os dados obtidos pelo giroscópio foram a inspiração para a nossa missão secundária. Refletiremos sobre eles quando explicarmos a nossa missão secundária.
Magnetómetro
O recurso às medidas realizadas pelo magnetómetro na ISS já nos tinha parecido complicado quando fizemos o estudo deste sensor. Depois, fomos analisar o que o magnetómetro da ISS tinha medido e...
...UAU! Ainda bem que não nos metemos por esse caminho!!! Só para reforçar a ideia: os valores indicados no gráfico vêm em microTesla - na superfície terrestre, os valores do campo magnético situam-se entre os 30 e os 60 microTesla, como se compreendem valores de perto de 80 microTesla na ISS? Quando estudámos o magnetómetro apercebemo-nos da necessidade de calibrar o Astro Pi, estará o Astro Pi da ISS calibrado? Investigação possível: o facto dos valores do campo magnético serem periódicos poderá estar relacionado com o movimento da ISS em torno da Terra? O aumento registado no eixo dos y terá algum significado físico?
Acelerómetro
Tínhamos já estudado o acelerómetro e os dados não nos surpreenderam. Fizemos o módulo do vetor aceleração:
O acelerómetro, que mede a aceleração em g, sendo 1g aproximadamente igual a 9,8 m/s^2, mede a aceleração própria, isto é, a aceleração do corpo relativamente a um corpo em queda livre. Como a ISS está de facto em queda livre, o valor da aceleração registada aproxima-se de zero ao longo das duas semanas:
Um gráfico tão certinho que tivemos que incluir a aceleração na nossa missão secundária (de que falaremos em post posterior...).
Analisar dados obtidos a 350 km da superfície terrestre...isto é que é Ciência para todos!
