O IFF e o Projeto Espacial QB50 de Pesquisa da Termosfera

Olá leitor!

Segue abaixo um artigo publicado no “Boletim Espaço Brasileiro” (Ano 1 – Núm. 02 - Nov. de 2012) publicado pela Agência Espacial Brasileira (AEB), e escrito pelo professor dos Cursos de Informática e Engenharia de Controle e Automação do Instituto Federal Fluminense (IFF), campus de Campos dos Goyracazes (RJ), Prof. Cedric Salotto Cordeiro, sobre a participação do IFF no Projeto Internacional QB50, e no desenvolvimento do nanosatélite (cubesat) “14-BISat".

Duda Falcão

O Instituto Federal Fluminense e o Projeto

Espacial QB50 de Pesquisa da Termosfera

Cedric Salotto Cordeiro

Diretor de Projeto do nanosatélite 14-BISat

O Projeto QB50 é um programa científico que visa o lançamento de uma rede de 50 cubesats para estudar a baixa termosfera (90-320 km). Seu lançamento está previsto para o primeiro semestre de 2015. Várias equipes de todo o mundo contribuirão com 40 cubesats atmosféricos duplos e 10 duplos e triplos de ciência e tecnologia. Os satélites serão lançados juntos na missão em uma órbita circular de 320 km de altitude e inclinação de 79 graus.

Conjuntos padronizados de sensores como Espectrômetros de Massa Neutra, Sensor de Oxigênio Atômico e Molecular (FIPEX), Sondas de Langmuir, Retroreflectores LASER (CCR) e Termistores/RTD, serão empregados para medições multiponto, in situ, de parâmetros fundamentais e constituintes na baixa termosfera/ionosfera. A baixa  termosfera, a ionosfera, é a camada menos explorada da atmosfera e até hoje não foram feitas quaisquer outras missões em rede para medições atmosféricas in situ ou mesmo aprovadas para os próximos anos.

Missões como essa só podem ser realizadas com satélites de custo baixo, como CubeSats, cuja vida nessa órbita baixa (LEO) está prevista para apenas três meses, muito menos do que o máximo de 25 anos estipulados pelas exigências internacionais relacionadas a lixo espacial. Essa órbita permite alta taxas de transmissão de dados devido às curtas distâncias de comunicação envolvidas, e também por estar abaixo da camada de radiação do Cinturão de Van Allen, o que permite o uso de componentes eletrônicos de baixo custo (Commercial-Off-the-shelf), que não são resistentes à radiação.

Processos de reentrada também tem papel importante na exploração dessa camada da atmosfera. Devido à resistência atmosférica, a órbita destes satélites decairá e progressivamente explorarão as camadas cada vez mais baixas da termosfera / ionosfera, permitindo a medição de vários parâmetros importantes, como a temperatura a bordo e a desaceleração. Os dados reais obtidos serão comparados com valores previstos para trajetórias, tempo, latitudes e longitudes, usados em diversos modelos, ferramentas de software de simulação de trajetória e estimativas de coeficientes de arrasto.

O Projeto QB50 também visa que estudantes obtenham, de uma forma que prática, conhecimentos sobre a indústria aeroespacial e habilidades extracurriculares em sua vida acadêmica. Eles irão se envolver desde o desenvolvimento do satélite, até a sua reentrada, tornando-os familiarizados com a arquitetura do mesmo e de suas cargas úteis (massa, volume, energia, campo de visão, estabilidade, altitude e resolução temporal/espacial, entre outros). Os estudantes também aprenderão sobre as várias camadas da atmosfera, sua interação e variabilidade terão a oportunidade de entrar em contato com um projeto mais complexo que envolve planejamento, gestão e todas as fases do ciclo de vida de uma missão espacial. Finalmente, o Projeto QB50 irá proporcionar a seus participantes uma excelente experiência intercultural e tornar-se uma rede global de estudantes, professores e recursos, com a possibilidade de programas de mobilidade.

O Instituto Federal Fluminense em parceria com a Faculdade de Engenharia da Universidade do Porto (FEUP) e a empresa portuguesa TEKEVER, alcançou lugar de destaque com seu projeto do CubeSat 14-BISat. O satélite foi nomeado em homenagem ao primeiro avião a voar de motor próprio desenvolvido pelo inventor brasileiro Santos Dumont em 1906.

O 14-BISat será desenvolvido nos laboratórios do Centro de Referência em Sistemas Embarcados e Aeroespaciais (SEA) do Instituto Federal Fluminense, que está em implantação no campus Centro, em Campos dos Goytacazes, norte do estado do Rio de Janeiro. A implantação do Centro de Referência conta com forte o apoio da Secretaria de Educação Profissional e Tecnológica do Ministério da Educação (SETEC/MEC) – em especial de sua Diretoria de Desenvolvimento-, e da AEB. Esse centro tem como objetivo desenvolver, em colaboração com outras instituições e empresas, sistemas embarcados para diferentes aplicações. Nesse ponto, devido à complexidade e multidisciplinaridade da área aeroespacial, entende-se que a mesma deve ter destaque nas atividades do Centro, pois permite construir conhecimento aplicável nos campos terrestre e marítimo, como as áreas de exploração e produção de petróleo e gás, ambiental e automação industrial, que devem se beneficiar das atividades do Centro.

Tendo o programa QB50 e o satélite do IFF, o 14-BISat, como alavancador, será construída, também com o apoio da SETEC/MEC, da AEB e do INPE, a Rede Científico-Educacional de Estações Terrestres de Rádio Rastreamento, composta por estações já existentes e por novas estações que serão construídas e operadas por Institutos Federais de todas as regiões do País. O objetivo dessa rede, como o nome denota , é permitir o desenvolvimento de estudos e pesquisas nas áreas espaciais e de telecomunicações de maneira integrada, o que permite uma cobertura de aquisição e transmissão de dados muito maior do que de estações operando isoladamente. O IFF já está desenvolvendo um software d automação e controle destas estações de rastreamento possibilitando a orquestração dos rastreios de satélites por toda a rede.

Fonte: Boletim Espaço Brasileiro - Ano 1 - Número 2 - pág. 02 -  Novembro de 2012

Comentário: Já havíamos anunciado aqui no blog essa iniciativa do Instituto Federal Fluminense - IFF (veja as notas: “IFF Presente em Pesquisa Internacional de Satélites”,”Cubesat do IFF é Tema de Palestra em Sem. da Engenharia”) e a mesma vem juntar-se a outras tão importantes quanto como a do CRN/INPE/UFRN, do CRS/INPE/UFSM, da USP, do ITA e da Escola Municipal Tancredo Neves de Ubatuba (SP). Entretanto, até então não havia sido divulgado na mídia se o IFF havia conseguido ser inserido ou não nesse Projeto Internacional QB50. Vale dizer leitor, que com essa demanda de picossatélites, nanossatélites e microssatélites surgindo no país, projetos de veículos lançadores como o do VLM-1 do IAE, o Montenegro da Acrux e os lançadores PI e de nanossatélites da Edge Of Space tornam-se cada vez mais necessários para que o Brasil não continue dependendo de países estrangeiros, pelos menos no acesso ao espaço desses tipos de cargas úteis.