A Plataforma PSM do IAE e da Orbital Engenharia

Olá leitor!

Seguindo com a série sobre os projetos em desenvolvimento na empresa ORBITAL ENGENHARIA, trago agora para você outro projeto de fundamental importância para área de foguetes de sondagens fabricados no Brasil e consequentemente para pesquisas científicas e tecnológicas em ambiente de microgravidade.

Trata-se do “Projeto da Plataforma Suborbital de Microgravidade (PSM)”, projeto esse que está sendo desenvolvido também em parceria com o Instituto de Aeronáutica e Espaço (IAE) e visa atender aos foguetes VS-30 e VSB-30 que ainda dependem do uso de plataformas alemães tanto nas missões estrangeiras quanto nas missões nacionais.

Foguetes como o VS-40 e o esperado VS-50 serão atendidos no futuro pela SARA Suborbital. Entretanto, para os VS-30 e VSB-30 nos falta ainda uma plataforma onde possam ser acondicionados os experimentos, situação essa que será equacionada com o desenvolvimento da PSM.

Quando estive no IAE pela primeira vez em outubro de 2010 (veja a foto abaixo) tive a oportunidade de conhecer de perto a plataforma que estava sendo preparada pelo instituto para o voo do VSB-30 da “Operação Maracati II”, voo esse que viria ocorrer da Base de Alcântara em 12/12/2010.

A Dra. Cynthia Junqueira, Eu e o Eng. Francisco Visconti

com os módulos da carga útil da Operação Maracati II 

no Laboratório de Desenvolvimento de Antenas

e Circuitos de Microondas da Divisão de Eletrônica

(AEL) do IAE em outubro de 2010

Naquela época a apresentação da plataforma foi feita a mim pelo Eng. Francisco Antônio Visconti Júnior e diferentemente do que eu imaginava grande parte dos módulos da carga útil do foguete (basicamente a plataforma onde ficam os experimentos) já era de origem brasileira, com exceção do “Modulo de Serviço” e do “Sistema de Recuperação” (onde fica o paraquedas), que segundo ele eram de origem alemã.

Assim sendo, o projeto da PSM chega em boa hora, e segundo a entrevista concedida ao blog no ano passado pelo diretor do IAE, Brig. Eng. Carlos Antônio de Magalhães Kasemodel,  um dos objetivos do instituto em 2013 é a fabricação dos modelos de qualificação e voo da PSM. Só não se sabe ainda se haverá dinheiro para cumprir essa meta.

Aspectos Principais da PSM

A Plataforma Suborbital de Microgravidade (PSM) foi concebida para proporcionar condições adequadas para experimentos de microgravidade quando lançada por foguetes de sondagens.

A PSM tem como objetivo comunicar-se com estações terrestres para transmitir dados de telemetria e vídeo em tempo real e receber, decodificar e distribuir remotamente o controle dos experimentos. A PSM proporcionará um ambiente de microgravidade com aceleração menor do que 0,2 mg-4 (2 ∙ 10 g).

O desenho da PSM tem uma mecânica / elétrica modular, filosofia adotada para permitir um desenho independente do equipamento, montagem e testes antes dos subsistemas de integração e do sistema final testes de compatibilidade.

Descrição da Arquitetura da PSM

A estrutura primária da PSM é constituída por um conjunto de módulos de alumínio que são fixados por flanges.

A PSM é composta por seis subsistemas:

* Subsistema de Estrutura;

* Subsistema de Serviço;

* Subsistema de Manipulação (RCDH);

* Subsistema de telemetria e Telecomando (TM / TC);

* Subsistema de Separação; e

* Subsistema de recuperação.

Subsistema de Estrutura:

É o conjunto de peças mecânicas que constitui a totalidade estrutural da PSM.

Subsistema de Serviço:

É responsável pela sequência dos acontecimentos e pelo condicionamento e distribuição de Energia.

Subsistema de Manipulação (RCDH):

Controla as velocidades angulares do veiculo, adquire e processa os dados de telemetria, recebe, decodifica e distribui comandos tanto para os experimentos quanto para funções de serviço, através do cordão conector umbilical, durante a fase de pré-voo e por telecomandos durante as fases de voo.

Subsistema de telemetria e Telecomando (TM / TC):

O TM / TC é composto por um transmissor de telemetria, um transmissor de vídeo, um receptor de controle remoto, três câmeras de vídeo, e um conjunto de antenas.

Subsistema de Separação:

Responsável pela ejeção do cone do nariz, da liberação do ioiô e da separação do foguete de sondagem. Este subsistema utiliza duas válvulas solenóides para cada evento: uma age diretamente sobre os pistões e a outra descarrega as cargas e os tanques de gás de nitrogênio.

Subsistema de recuperação:

É um conjunto composto de mecanismos e de pára-quedas para reduzir a velocidade de pouso do veículo. Este subsistema emprega dois atuadores acionados por comandos enviados por um bloco de controle.

Os módulos onde são acondicionados os experimentos podem ser herméticos, a menos que a janela de acesso para o experimento seja necessária para mais tarde. Janelas de acesso têm uma estrutura secundária fixa ao módulo para proporcionar uma maior rigidez, sendo que existem  três tamanhos de módulos para os experimentos, isto é, de acordo com a missão especificada.

Todos os equipamentos e experimentos da PSM serão instalados em placas de base. Anéis de balanceamento serão usados para lastro, sempre que necessário, e os anéis de equilíbrio será parte da estrutura secundária do PSM.

A PSM incorporará redundância (baterias independentes, Evento Sequenciador) para gerar os comandos para atuação do ioiô, a separação da PSM e para a fase de recuperação.

Especificações Técnicas da PSM:

• Número de módulos experimentais: um mínimo de 2 e um máximo de 5 módulos de experimentos podem compor a configuração de uma missão dedicada PSM.

• Massa dos Experimentos: Cada experimento pode atingir uma massa total de 30 kg e a massa total de experimentos não deve exceder 75 kg.

• Prazo de validade: 5 anos (exceto baterias).

• Apogeu: A PSM pode ser submetida a uma trajetória balística com um apogeu de 300 km.

• Período de Microgravidade: A taxa de velocidade da PSM pode ser controlada durante um período de 8 minutos.

• Aceleração: A PSM pode resistir a um pico de aceleração longitudinal de 15g.

Fonte: Com informações do site da empresa Orbital Engenharia