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B. Engenharias - 1. Engenharia - 1. Engenharia Aeroespacial

UMA ANÁLISE DA TECNOLOGIA ESPACIAL NACIONAL PARA O DESENVOLVIMENTO DE PEQUENOS SATÉLITES

Silvano Lucas Prochnow  1, 2
Jean Paulo Guarnieri  1, 2
Viviane Cassol Marques  1, 2
Otavio Santos Cupertino Durão  3
Nelson Jorge Schuch  4
(1. Engenharia Mecânica - LACESM/CT, Universidade Federal de Santa Maria - UFSM.; 2. Laboratório de Mecânica Fina, Mecatrônica e Antenas - LAMEC/CRSPE/INPE - MCT.; 3. Dr. Pesquisador - Divisão de Mecânica Espacial e Controle - DMC/ETE/ INPE - MCT.; 4. Dr. Pesquisador - Centro Regional Sul de Pesquisas Espaciais - CRSPE/INPE - MCT.)
INTRODUÇÃO:

Esta pesquisa tem como objetivo analisar o atual cenário da tecnologia espacial nacional para o desenvolvimento de pequenos satélites, conhecidos como nanosatélites, os quais são próprios para missões científicas de universidades. O termo “nano” usado para denominar esses satélites deve - se mais pelo fato de serem satélites anões, não necessitando sua confecção ser totalmente a partir de nanoestruturas. Exemplos de missões com o uso de nanosatélites, estão em astrofísica, física solar e outras em ciências espaciais. As atividades neste setor são incontestavelmente responsáveis pela expansão dos conhecimentos sobre o nosso planeta e o sistema solar, e estão em fase inicial de desenvolvimento, as quais estão crescendo constantemente juntamente com o grande progresso das áreas de eletrônica, mecânica e térmica na busca de novas e avançadas tecnologias, já que as mesmas precisam ser testadas e esses pequenos satélites são ideais para atingir tais objetivos. A importância desta pesquisa deve-se principalmente ao fato de mostrar para onde está convergindo atualmente à tecnologia espacial em termos de desenvolvimento de satélites, com aplicações de nanotecnologia e micro-dispositivos em satélites miniaturizados, como a famosa classe dos Cubesats, que são cubos com 10 cm de aresta e massa em torno de 1 Kg.

 

METODOLOGIA:

A metodologia utilizada para atingir tais objetivos foi uma pesquisa com análise de pequenos satélites desenvolvidos internacionalmente, especialmente a classe dos Cubesats, e inclusive alguns desenvolvidos a nível universitário, tais como o programa SSETI da ESA e algumas tentativas realizadas no Brasil como, por exemplo, o UNOSAT desenvolvido pela Universidade Norte do Paraná, o qual foi destruído no acidente do Veículo Lançador de Satélites (VLS) em 2003. Nessa análise foram investigados conceitos de nanotecnologia que possam ser aplicados ao setor espacial e conceitos de construção desses satélites, tais como mecanismos e componentes mecânicos, estruturas, antenas, sistemas de propulsão, transmissão e recepção de dados. Para obter a bibliografia necessária para levantar todas as informações sobre conceitos e componentes utilizados em satélites miniaturizados foram utilizadas principalmente as ferramentas de “search engines” da internet, usando como palavras - chave nanotecnologia, nanosatélites e miniaturização.

 

RESULTADOS:

Os resultados obtidos com essa pesquisa revelam conceitos sobre construção desses pequenos satélites em termos de estrutura mecânica, micro - dispositivos, sistemas térmicos, sistemas propulsores, antenas, transmissão e recepção de dados, demonstrando que as atividades a bordo dos nanosatélites são fortemente limitadas pela disponibilidade de espaço e potência elétrica, tudo isso pelo fato das suas dimensões serem muito reduzidas. Por possuir formato muito pequeno, há um grande ganho em massa na missão espacial, o que representa uma enorme redução de custos no lançamento, desenvolvimento do projeto e consequentemente na sua fabricação. Sendo assim, esses satélites são ferramentas ótimas para testar atividades de micro - componentes e novas tecnologias no espaço como, por exemplo, o desenvolvimento de novos materiais a partir da análise atômica contendo nano - partículas com o objetivo de construir satélites mais leves. Outro importante fator no desenvolvimento de tais satélites é o tempo de execução do projeto, o qual pode ser realizado num período de um a dois anos dependendo da situação, ou seja, é um cronograma muito curto se comparado a outros satélites maiores.

 

CONCLUSÕES:

O trabalho desenvolvido apresentou ótimos resultados, e continuará em desenvolvimento no CRSPE/INPE - MCT. Pode - se concluir que os projetos de nanosatélites podem ser importantes ferramentas educadoras, demonstrando que satélites universitários são ótimas oportunidades para os estudantes colocarem em prática seus conhecimentos adquiridos em aula, proporcionando assim experiências durante sua formação acadêmica, e ampliação do campo de pesquisa relacionado ao setor espacial. Os nanosatélites incorporam novos avanços tecnológicos que permitem a construção de sistemas espaciais confiáveis, de alto desempenho, e ao mesmo tempo mais econômicos. Como proposta futura, será estudada a possibilidade de projeto e construção de um nanosatélite, em parceria entre o Laboratório de Ciências Espaciais de Santa Maria - LACESM/CT/UFSM e o Centro Regional Sul de Pesquisas Espaciais - CRSPE/INPE - MCT juntamente com o Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais - INPE - MCT, pelo fato de apresentarem um baixo custo de fabricação e lançamento, aliando um reduzido tempo de execução do projeto.

 

Instituição de fomento: PIBIC/INPE - CNPq/MCT.
Trabalho de Iniciação Científica  
Palavras-chave: nanotecnologia; nanosatélites; miniaturização.
Anais da 58ª Reunião Anual da SBPC - Florianópolis, SC - Julho/2006