quarta-feira, 3 de agosto de 2016

NewSpace e a Oportunidade de Reinvenção do Programa Espacial Brasileiro

Olá leitor!

Trago agora para você um interessante artigo sobre o nosso “Patinho Feio” escrito por Oswaldo Loureda, um dos jovens mais promissores do setor espacial do país. Mais conhecido como sendo o CEO da startup “Acrux Aerospace Technologies” de São José dos Campos-SP, Oswaldo atualmente cursa pós-graduação no “Israel Institute of Technology (TECHNION)” em Haifa, e de lá nos enviou este interessante artigo para ser publicado. Vale a pena conferir.

Duda Falcão

NewSpace e a Oportunidade de Reinvenção
do Programa Espacial Brasileiro

Por Oswaldo Loureda

A Primeira Fase da Exploração

O Programa Espacial Brasileiro – PEB teve início em 1961[1] oficialmente, com o GOCNAE, no entanto é um tanto quanto difícil precisar uma data, pois as aspirações espaciais no Brasil nasceram nos corações de alguns pioneiros vários anos antes, como Dr. Fernando Mendonça[2], Cel. Lage[3], Mal. Casimiro Montenegro[4] e outros tão visionários quanto. Tivemos suporte governamental, cooperações, programas de treinamento e até visitantes ilustres, como Von Braun, Armstrong, Faynman, toda atmosfera favorecendo a criação de um programa espacial de grandes proporções.

Apesar do Brasil figurar apenas atrás dos EUA e URSS no campo de foguetes suborbitais na década de 1950, com foguetes carregados com formulações de base dupla, eramos a nação mais promissora a seguir os passos desses dois grandes gigantes espaciais[3]. Após todos os desenvolvimentos e avanços na década de 60, motivados pela guerra fria, a década de 70 trouxe uma brusca diminuição nos investimentos estatais em ambos os lados da disputa. Claro, tanto NASA como ROSCOSMOS, continuaram as décadas seguintes com massivos programas como Skylab, Space Shuttle, Mir, Salyut e ISS, no entanto os recursos diminuiram progressivamente[5].


A Segunda Fase da Exploração

Entre as décadas de 70 e 80 vemos uma nova euforia no campo espacial, e outras nações começam a avançar com planos de satélites e lançadores próprios, como podemos notar preliminarmente ISRO (Índia), CNES (França) e CAST (China), e mais recentemente países como Coreia do Sul (KARI) e Israel (ISA) começam a investir consideráveis volumes de recursos humanos e financeiros em seus próprios programas espaciais.

Essa movimentação foi responsável por aumentar exponencialmente o número de laboratórios, fornecedores e pesquisadores do setor espacial mundo a fora, fazendo com que gradualmente o Espaço comece a ser visto e explorado como uma grande oportunidade de negócios, o que retroalimentou a primeira “revolução industrial espacial” onde as grandes e secretas empresas estatais ou quase estatais que sobreviviam apenas de contratos governamentais, começaram a interagir mais livremente em um novo mercado, ainda pouco explorado, no entanto altamente qualificado. Um bom exemplo pode ser observado pelas atividades da empresa Antrix, responsável pela comercialização dos serviços de lançamento de satélites, com veículos lançadores do ISRO[6].

A Terceira Fase da Exploração

Na virada dos anos 2000, a ideia de inovação tecnológica como a conhecemos hoje, ganhou forma, e o tipo de meio ambiente presente em Palo Alto e em outra meia dúzia de pontos no globo passou a ser referência a ser seguida, e centenas de novos polos de inovação tecnológica começaram a surgir pelo planeta. Boa parte dessa empolgação pode ser atribuida sim a explosão das empresas ponto com, no entanto, esse processo foi sem dúvida o catalizador para uma nova revolução que culminou no que conhecemos hoje como empreendedorismo tecnológico. O meio ambiente proporcionado por centros de inovação, parques tecnológicos, incubadoras e aceleradoras, em essência ao menos, mesclados a empresas tecnológicas de grande porte, universidades e orgãos governamentais vem permitindo ao longo dessas últimas 2 decadas principalmente, o surgimento de um nova espécie de empresa, as atualmente famosas Start-Ups.

Definição das Startups

Muito se fala hoje em dia a respeito das StartUps, porém sua denifinição ainda é controversa, o que é certo afimar é que suas operações são consideravelmente diferentes de empresas já de maior porte com longo histórico de atuação e estabilidade. Uma das melhores definições que já encontrei a cerca de estar no comando ou ser fundador de uma dessas empresas foi a seguinte: “...É como comer vidro e estar na borda do abismo”[7], e esse sentimento compartilhado pela grande maioria dos pequenos empreendedores tecnológicos fazem com que arrisquem mais, trabalhem mais, sejam mais ágeis e busquem psicoticamente ser mais eficientes.

Na maioria dos novos empreendimentos tecnológicos se notam também uma excelente formação acadêmica por parte dos fundadores, muitas vezes ainda em curso, assim como uma caloroza paixão obstinada pelo tema de suas teses de negócio, o que em muitos casos acaba por ser uma armadilha cruel, onde a dor de declarar a falência so é menor do que a de receber inúmeros cobradores na porta de casa.

No entanto, na última década vemos um novo componente entrando nessa já complexa equação. Os fundos de investimento privados, investidores individuais ou anjos, capitalistas de risco e outros personagens presentes no folclore da inovação tecnológica. Por mais que hajam algumas reservas e adjetivos negativos a esses componentes do sistema, a introdução desse tipo de prática financeira foi o último componente vital que tem multiplicado casos de sustentação, maturação e expansão de startups tecnológicas. Tal figura tem desempenhado um papel fundamental no suporte financeiro para o mínimo de estruturação das empresas, assim como o de manter o fundador sonhador bem preso ao chão, obviamente algumas vezes de formas mais duras que outras.

Surgimento das Startups Espaciais & NewSpace

A congruência de todos esses fatores citados anteriormente, juntamente com o avanços das tecnologias, principalmente de novos materiais e a miniaturalização dos sistemas eletrônicos tem permitido o surgimento de uma nova classe de empresas aeroespaciais que até pouco tempo atrás eram impossíveis. No campo de satélites, as plataformas baseadas na classe CubeSat[8] vem reduzindo gradativamente os custos de sistemas espaciais, inclusive atualmente já se desenvolvem submultíplos, como os TubeSats[9], PocketQubes[10] (1/8 U) e ThumbSats (1/24 U). Diversas novas abordagens, filosofias de projetos e padrões da indústria tem se desenvolvido partindo de discussões nesses ambientes inovadores, geralmente conhecidas por NewSpace, as mais impactantes no setor foram;

Padrão Cubesat - Padrão de satélite cúbico de 100mm de aresta, com até 1330g de massa total por unidade (U). Tal padrão tem permitido a construção de espaçonaves com custos partindo de US$ 35k á US$ 250k (3U) e lançamentos custando entre US$ 60k e US$ 260k. Para as finanças de projetos espaciais, esses números são expressivamente baixos, o que tem motivado o emprego desse padrão em dezenas de universidades mundo a fora, assim como diversas missões governamentais e comerciais estão  atualmente sendo modeladas com esse padrão, indo normalmente de 3 unidades cubesats (3U) como o MMM-1 proposto pela AEL até 12U normalmente. Entre as missões mais consideradas estão as de sensoriamento remoto, emprego militar tático, comunicações e voo em formação.

COTS - Gradativamente, a indústria aeroespacial vem investindo considerável tempo em arquiteturas mais robustas que permitem o máximo emprego possível de componentes de prateleira (Commercial Off-the-Shelf ou COTS), em detrimento de componentes qualificados para uso espacial, que são via de regra até 100x mais custozos que os similares COTS.

D4M - Projeto voltado para a manufatura ou Design for  Manufacturing, é uma filosofia de projeto onde se prioriza geometrias, acabamentos e materiais que tornem a fabricação do componente mais rápida, barata e menos complexa, sem influenciar consideravelmente na performance do componente. Nesse sentido, a mais recente ampla disponibilidade de materiais de alta performance como Nanotubos de carbono, polímeros com memória de forma, compósitos pré impregnados, e processos de manufatura aditiva, tem impactado diretamente nesse sentido.

Responsive & Reinventing Space - Filosofia de redução de custos por meio do uso de soluções e alternativas tecnologicas que vão de encontro com o princípio de Paretto 80/20, o que representa didaticamente, um investimento de recursos de apenas 20% para se alcançar 80% da performance de um sistema que exigiria 100% de recursos. Atualmente temos visto isso de forma repetiva por meio dos lançamentos da SpaceX e das missões espaciais de baixo custo de paises como China e India.

Essas tecnologias, assim como outras associadas as startups, juntamente com o espírito inovador dessas organizações tem viabilizado abordagens inteiramente novas sobre as missões espaciais, permitindo reduções de custo expressivas. No campo de satélites, como discutido anteriormente, a tendência global é de satélites cada vez menores e mais customizados, com grande tendência de se basear na plataforma cubesat[11]. Outra tendência notável nessa classe de espaçonave, esta no voo em formação, ou a construção de constelações com satélites identicos, cobrindo assim enormes áreas, sem um aumento considerável de complexidade ou mesmo de custo de operação. Tais abordagens tem sido alvo de muita especulação para aplicações principalmente em C4ISR.

O outro ponto chave desse mercado bilionário esta no serviço de lançamento desses satélites, e tal mercado tem se mostrado extremamente atrativo, no entanto, para que seja viável comercialmente o custo do lançador e todo o serviço deve permitir uma relação de custo na ordem de US$ 60k/kg. Atualmente, as soluções mais adequadas comercialmente tem sido a adaptação de ICBMs  para esses lançamentos combinados, ou mesmo caronas em lançadores convencionais. As limitações técnicas e regulatórias dessas soluções são extremamente complexas, tornando a tarefa consideravelmente custoza e política em alguns casos.

Visando esse promissor mercado, algumas dezenas de empresas pelo mundo tem focado em soluções de Nanolançadores, no entanto, baseado na relação de custo estabelecida pelo mercado, um suposto Nanolançador com capacidade para satelitizar até 45 kg em LEO (300km) precisa ter um custo total, incluindo operacional, na ordem de US$ 2.5M, o que tem se mostrado um grande desafio até o momento.

Tendência e Limitação das Integradoras 

Um dos principais quesitos que tem dirigido o mercado na direção de soluções dessa natureza esta justamente no custo, e uma das práticas mais comuns do setor aeroespacial, esta na terceirização em massa dos projetos. Tal prática reduz os riscos do projeto, principalmente tecnológicos, porém traz uma enorme penalidade em custo final. Nesse sentido é possível notar o exemplo das empresas SpaceX,  BlueOrigin e RocketLab que apesar do risco tecnológico, adotaram com sucesso a estratégia de desenvolvimento da maioria seus subsistema internamente, ao mesmo passo que outras startups como Armadillo, Masten, XCOR e InterOrbital Systems não tem tido sucesso em levantar financiamento para seus desenvolvimentos. Na contramão dessa tendência, ainda é possível identificar algumas startups que optaram por uma estratégia de ganho de valor por integração, o que ainda mantem os custos de seus produtos em um patamar que não permite o mercado ganhar o volume que poderia, tal estratégia foi adotada pela maioria dos fabricantes de plataformas cubesat, que são na vasta maioria integradores ou integradores de subsistemas.

Com o crescimento da competitividade nos próximos 5 á 10 anos, e a maior demanda nesse mercado, as soluções que permacerão tanto no campo de plataformas como sistemas de lançamento serão, não somente as empresas que tiverem sucesso em levantar financiamento, mas complementariamente as que tiverem maior índice de desenvolvimento e manufatura in house.

O Que Aconteceu ao PEB

Assim como os programas espaciais de outras nações o PEB naturalmente buscou desde o inicio parcerias com a indústria nacional, já que o tema era e continua sendo sensível. Um dos primeiros desafios eram os tubos de aço de alta resistência sem costura, o que não dispunhamos no início dos programas de foguete do Exército e Marinha, então juntamente com uma indústria nacional e por meio de subsídios governamentais passamos a produzi-los. Diversos casos similares aconteceram, tanto entre empresas privadas como estatais. Já nas décadas de 60 e 70 o Brasil possuia plena capacidade industrial para a fabricação de todos os componentes do avançado propelente composite a base de perclorato de amônio, polibutadieno e alumínio, assim como sistemas de rádio, telemetria, aços especiais, tintas antiestáticas e uma miríade de componentes, nosso programa SONDA foi essencial para esse domínio tecnológico, que sem dúvida beneficiou toda nossa indústria de base.


Em algum ponto, entre a década de 1980 e 2000, com boa parte da infraestrutura já estabelecida, vemos novas empresas se estabelecendo para atender aos interesses do PEB específicamente ou em combinação com o MD, no etanto, agora em um programa ainda mais claramente civil. Esse processo de estabelecimento de empresas espaciais seguiu um modelo que mesclava um foco em recursos comparável aos grandes prime contractors norte americanos, porém com uma visão de negócios consideravelmente estreita, dirigidas em parte por antigos servidores dos orgãos executores dos programas.

Juntemos a essa equação limitadas habilidades estratégicas e gerenciais por parte desses novos empresários, a maldição do brasileiro de se buscar obter vantagens mais por favores pessoais do que por competência e programas com recursos financeiros randômicos, e temos ai como produto dessa equação uma indústria de base espacial instável, viciada, endividada, e totalmente dependente de contratações governamentais ou eventuais irrigações oriundas de subvenções de P&D FINEP, BNDES, FNDCT e FAPs principalmente, e obviamente incapazes de competir no mercado internacional.

Os orgãos de gerenciamento e execução do PEB, estão a muito tempo sobrecarregados e sem a metade dos funcionários que deveriamos ter para uma operação minimamente confortável, vide pela NASA que possui um orçamento variando entre 100 e 200 vezes maior que o nosso, e tinha em 2012 antes da aposentadoria dos Space Shuttles 19.000 funcionários internos e 59.000 subcontratados[12]. Essa situação de sobrecarga, uma considerável incerteza política, uma lei de licitações que não impede fraudes, mas que traz um enorme peso e atraso ao processo de P&D, aliada a indústria de base espacial descrita anteriormente, só poderia nos trazer resultados aquém do que o Brasil merece, nem mesmo executar o orçamento aprovado temos conseguido nessas condições[13]. Na verdade se analisarmos friamente as condições de contorno de nosso PEB, perceberemos que temos algumas centenas de profissionais altamente capazes e comprometidos, pelos resultados apresentados até então, incluindo os 21 servidores do IAE que perderam suas vidas tragicamente no acidente de 2003.

Pouco se fala sobre, mas esses senhores sabiam dos riscos aos quais estavam submetidos em suas atividades, eles tinham ciência que o DMS havia sido removido do projeto, e sabiam estar submetidos a um nível maior de risco, para mim particularmente o que mais impressiona e inspira, é que esses senhores tomaram a decisão de continuar na missão não por incompetência ou ignorância, nem por fama, muito menos por um alto salário ou lucros, mas por um profundo e heróico sentimento de dever patriótico.

Por Que as StartUps Podem Dar Novo Fôlego ao PEB

Atualmente vemos um movimento bastante intenso de startups espaciais surgindo em todo mundo, e temos observado uma série de paradigmas, dógmas e práticas sendo ultrapassadas por tecnologias disruptivas. Observamos um piloto atravessando a linha de Kármán com um veículo totalmente privado em 2004 com investimento de US$ 25M. Vimos uma empresa fundada por um investidor privado fabricar e lançar com sucesso um veículo lançador por sua conta e risco em 2008, com apenas 6 anos de desenvovlvimento e US$ 90M de investimento. Dezenas de empresas se envolveram com a competição Ansari Xprize, onde várias permanecem até hoje com desenvolvimentos para o setor, como a atual Virgin Galactic, XCOR, ARCAS, Armadillo, InterOrbital entre tantas outras que são frequêntemente fornecedoras de subsistemas em contratos diretos com o DoD e NASA, assim como em subcontratos com as grandes prime Boeing, Lockeedhed, Orbital Science, Sierra Nevada, etc. Na europa observamos o mesmo movimento, no entanto com maior foco em satélites de pequeno porte e classe Cubesats, tal movimento resultou em startups mais maduras e com maior estabilidade financeira, devido principalmente a pequena barreira de entrada, e uma série de heranças tecnológicas, onde os casos mais notáveis são a ISIS, GOMSPace e Clyde Space. Mais recentemente, o movimento comercial de lançadores de pequeno porte iniciado nos EUA vem se espalhando pelo mundo, e atualmente encontramos iniciativas dessa natureza em países como Suécia, Nova Zelândia, Rússia, Espanha, Japão, Israel, México entre outros.

Assim como os Cubesats vem revolucionando a indústria de satélites, e arrastando todo o mercado para aplicações mais audaciosas ao mesmo tempo mais acessíveis, muito em breve teremos soluções de acesso ao espaço mais acessíveis também. A empresa que esta mais adiantada nessa corrida, exluíndo-se SpaceX, BlueOrigin e LauncherOne, fundadas por bilionários excéntricos (e muitas vezes com estratégias excéntricas também), esta a empresa RocketLab que recebeu fundos oriundos de investidores de risco norte americanos e do governo Neozeolandês, somando não mais que US$ 20M. Tal empresa deve lançar entre 2016 e 2017 seu primeiro lançador, Eléctron, com uma capacidade de carga útil de 150 kg em órbita SSO de 500km, a um custo de US$ 4.9M.

O que podemos aprender com essas empresas? As empresas mais bem sucedidas nesse campo apresentam um padrão comportamental muito similar, baseado em estreita cooperação entre as agências espaciais de seus paises sede e as universidades, assim como relações ganha-ganha com as grandes primes do país. Essencialmente tais empresas mantêm uma postura de startup, mesmo depois de maduras, buscando se manter eficientes e enchutas, assim como investem em capacitação em estratégia de negócios, gestão da inovação e gestão avançada de projetos. Mais do que isso, essas empresas buscam diversificar suas áreas de atuação, assim como miram na exportação de seus produtos, ou pelo menos tentam (ITAR). Que a demanda dos programas da NASA e ESA são muito maiores que nossas demandas internas, é óbvio, no entanto mesmo nesses cenários, é possível notar entre a grande maioria das startups espaciais grandes esforços em exportação e projeção de seus produtos para o mercado internacional, principalmente para mercados considerados de alta lucratividade e “baixo” desenvolvimento interno como o Brasil.

Por Que o Brasil é o Cenário Ideal Para Space StartUps

Nosso país apresenta diversos pontos fundamentais para uma sólida indútria espacial, entre eles podemos elencar nossas excelentes universidades e nossos altamente criativos e inovadores universitários juntamente com um número considerável de especialistas com larga experiência nesse setor, principalmente egressos dos polos em São José dos Campos, Cachoeira Pta, São Carlos, Belo Horizonte, Natal, Santa Maria, São Luiz e Cuiabá. Essencialmente temos mão de obra altamente capacitada e excelentes mentores.

Temos no Brasil uma infra-estrutura de alto nível disponível para a indútria, podemos citar diversos INCTs, laboratórios tecnológicos do SENAI, laboratórios pertecentes aos orgãos executores do programa como o INPE/LIT e IAE, assim como outros pertencentes as universidades. Normalmente o acesso a esses laboratórios é incentivada, baseando-se em acordos de cooperação.

Outro ponto de inflexão para o meio ambiente no Brasil esta nos diversos programas de subvenção á inovação disponíveis por meio de instrumentos da FINEP, FAPs, FNDCT, BNDES, CNPq, ANEEL entre outras entidades. No entanto, tais instrumentos são normalmente de difícil acesso as startups ainda, seja  por uma interpretação errônea por parte das empresas, falta de pessoal especializado em captaçãode fundos públicos nas startups ou mesmo por competição desleal com empresas de médio e grande porte que se utilizam desses fundos recorrentemente para suas operações.

A nossa indústria de base tem atualmente capacidade para executar a maioria das demandas de projetos espaciais relacionadas ao movimento NewSpace em solo nacional. Diferentemente da tendência observada de integradores europeus, temos tecnologias de manufatura suficiente para construir derivações das plataformas Cubesats, assim como lançadores de pequeno porte quase que 100% nacionais, obviamente com maiores riscos e maiores investimentos em P&D, mas totalmente factível dentro dos valores de fundos públicos disponíveis no Brasil atualmente.

Por mais que nossa carga tributária seja pesada no Brasil, tanto para pessoa física como jurídica, caso se escolha um caminho de manufatura majoritariamente nacional, usando-se estratégias de D4M, os custos de logística, operação, manufatura e mão de obra serão altamente competitivos se comparados a esses mesmos custos nos EUA ou europa. Agora considerando os limites de custos operacionais para um lançador de pequeno porte ser realmente comercialmente viável, o Brasil se torna umas das escolhas mais atrativas, principalmente quando se pensa em orbitas equatoriais.

Concluindo a tese, nosso PEB tem um passado de glórias, e uma larga capacidade e infra-estrutura já instalada. Estamos lentamente vendo essas conquistas se deteriorarem, seja por falta de constância nos investimentos financeiros, seja pela desmotivação dos jovens para seguir essa carreira ou pior ainda pela aposentadoria dos servidores que chegam ao fim de suas carreiras com um grau de refinamento e capacidade imensuráveis, e sem pupilos para a transmissão do bastão. A correta compreensão e incentivo desse movimento NewSpace no Brasil pode trazer um novo ímpeto ao PEB, com renovadas ambições, um melhor aproveitamente dos recursos públicos, um uso mais consciente da máquina pública, um ganho tecnológico geral para nossa indústria e principalmente motivação para as próximas gerações.



[3] Izola, D. História de dos Foguetes no Brasil, Ed. da FATEC-SP, Apoio Fundação de Apoio a Tecnologia – FAT, 1994.

[4]Silva. O, Fischetti, D. Casimiro Montenegro Filho, Ed. Bizz, 2006



[7] Vance, A. Elon Musk: Tesla, SpaceX, and the Quest for a Fantastic Future, Ed. Ecco, 400pg, 2015.




[11] DePasquale, D. et al. Analysis of the Earth-to-Orbit Launch Market for Nano and Microsatellites, AIAA SPACE 2010 Conference & Exposition 30 August - 2 September 2010, Anaheim, California


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