O Setor Espacial no SIGE 2018

Olá leitor!

O Departamento de Ciência e Tecnologia Aeroespacial (DCTA) ao lado do Instituto Tecnológico de Aeronáutica (ITA) realizarão de 25 a 27/09 a vigésima edição do “Simpósio de Aplicações Operacionais em Áreas de Defesa (SIGE)”.

O SIGE é um evento anual promovido com o objetivo de criar um ambiente de troca de experiências entre os setores acadêmicos, industriais e operacionais das Forças Armadas, em temas de ensino, pesquisa e desenvolvimento em áreas de Defesa.

A equipe organizadora do SIGE é formada pela Comissão de Coordenação do Programa de Pós-Graduação em Aplicações Operacionais (PPGAO) e conta com a participação voluntária de todos os alunos de mestrado e doutorado do PPGAO. O corpo de revisores dos artigos submetidos é constituído por integrantes da comunidade científica nacional e internacional, e integrantes do setor operacional das forças armadas e da indústria, com notório saber na área de Defesa.

Pois então leitor, apesar deste ser um simpósio mais direcionado ao Setor de Defesa, como o ITA e o IAE são institutos do DCTA e ambos conduzem pesquisas também para o Setor Espacial, alguns projetos em andamento, estudos e propostas para a este setor também serão apresentados durante o evento, e o Blog BRAZILIAN SPACE selecionou para você os mais significativos. Leia com atenção, pois alguns irão lhe surpreender.

Duda Falcão

* ARCABOUÇO PARA IDENTIFICAÇÃO DE AMEAÇAS AOS OBJETOS ESPACIAIS

Ilmo Caldas Neto (Instituto Tecnológico de Aeronáutica)

Henrique Costa Marques (Instituto Tecnológico de Aeronáutica)

Resumo: A exploração do ambiente espacial tem culminado em uma crescente geração de lixo espacial, o que tem demandado maior acurácia nas manobras evasivas e de reposicionamento orbital. Dessa forma, em um ambiente com 17 mil objetos em órbita, os operadores satelitais precisam identificar quais são as ameaças aos seus ativos com precisão e tempo hábil de resposta. Esse tipo de tecnologia é parte integrante da gestão de um satélite, pois o tipo de objeto, a coordenada, o tempo e a gravidade da potencial colisão definem o risco e a necessidade de uma manobra mitigadora, sendo necessário o uso de metodologias precisas de propagação orbital, as quais demandam alto poder computacional. Este trabalho desenvolve um arcabouço para a identificação das ameaças a um objeto de interesse, considerando sempre os dados reais de todos os objetos em órbita, utilizando técnicas de filtragem para redução de custo computacional e apresentando parâmetros inerentes a gestão de risco espacial, assunto esse escassamente discutido na literatura. Com base em um estudo de caso do satélite brasileiro SGDC-1, foi observado que a aplicação de filtros reduziu de forma relevante o tempo de propagação orbital, evitando o processamento de objetos que não trazem risco. Da mesma forma, um módulo dedicado a localização das regiões críticas permitiu a identificação de duas ameaças reais, informando a posição e o tempo das potenciais colisões.

* UMA ABORDAGEM DE MBSE PARA A MISSÃO GARATÉA-L

Renan G. S. Menezes (Instituto Tecnológico de Aeronáutica)

Linélcio S. Paula (Instituto Tecnológico de Aeronáutica)

Emerson H. S. Oliveira (Instituto Tecnológico de Aeronáutica)

Jonas B. Fulindi (Instituto Tecnológico de Aeronáutica)

Luís Eduardo V. Loures da Costa (Instituto Tecnológico de Aeronáutica) Gente Que Faz

Lucas Fonseca (CEO, Airvants) Gente Que Faz

Resumo: Este artigo apresenta os principais resultados da aplicação de uma abordagem Agile System Engeneering no estudo de caso da missão Garatéa-L (primeira missão lunar brasileira), utilizando MBSE e a linguagem descritiva de sistemas SysML. Dentro dos princípios dos métodos ágeis, foram realizados Loop’s de projeto, processo de elicitação de requisitos, Lab Meetings, interação dinâmicas com os stakeholders. A partir da aplicação dessa abordagem foi possível desenvolver o Conceito de Operações da missão, abrangendo informações essenciais para o entendimento das necessidades dos stakeholders, e realizar a modelagem através do SysML. Os diagramas criados foram: Use Cases, Diagrama de Sequências “White Box” e Diagrama de Requisitos, e também foi realizada a análise de dependabilidade (dependability) e o estudo das alternativas das soluções (trade studies). Os resultados demonstram que a aplicação da abordagem ágil possibilita antecipar análises necessárias para o sucesso da missão e provê a rastreabilidade de requisitos em atendimento às necessidades dos stakeholders.

* PROTÓTIPO DE UM SUBSISTEMA DE CONTROLE DE ATITUDE PARA MISSÕES SUBORBITAIS

Denys Tanos (Instituto de Aeronáutica e Espaço)

Felipe da Motta Silva (Instituto de Aeronáutica e Espaço)

Andrei Souza (Instituto Tecnológico de Aeronáutica)

Alison Moraes (Instituto de Aeronáutica e Espaço)

Valeria Leite (Instituto de Aeronáutica e Espaço)

Cesar Batagini (Instituto de Aeronáutica e Espaço)

Resumo: Este artigo descreve uma eletrônica embarcada que está em desenvolvimento com o objetivo de realizar controle de rolamento em foguetes de sondagem. Este desenvolvimento envolve o uso de sensores de tecnologia MEMS, de baixo custo juntamente com processador de aplicação comercial. Os ensaios realizados mostraram que o sistema desenvolvido é capaz de realizar as medidas de velocidade angular em uma escala linear. As simulações em malha fechada realizadas envolvendo o protótipo mostraram a efetividade do projeto, sendo este eficaz em cancelar o rolamento residual da carga útil oriundo da fase propulsada.

* IDENTIFICAÇÃO DE ESTRELAS PARA SENSORES EMBARCADOS EM NANOSSATÉLITES

Pedro Kukulka de Albuquerque (Instituto Tecnológico de Aeronáutica)

Valdemir Carrara (Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais)

Luis Eduardo V. Loures da Costa (Instituto Tecnológico de Aeronáutica) Gente Que Faz

Resumo: Este artigo visa desenvolver uma solução para a identificação estelar sem informação de atitude prévia no sensor de estrelas, de acordo com as restrições de energia e espaço interno presente em nanossatélites. Para isso foi utilizado dois algoritmos de identificação conhecidos como pirâmide e valor P, além de uma terceira opção formada por esses dois. Modificações na lógica clássica desses foram necessárias para atender as necessidades impostas ao problema. Por fim, o algoritmo foi simulado no Matlab em um ambiente ruidoso de forma a comparar as soluções quanto ao tempo para identificação e robustez ao cenário criado.

* UTILIZAÇÃO DE TECNOLOGIAS DE FOGUETES DE SONDAGEM PARA O LANÇAMENTO DE CUBESATS

Danton José Fortes Villas Bôas (Instituto de Aeronáutica e Espaço)

Alison de Oliveira Moraes (Instituto Tecnológico de Aeronáutica)

Resumo: Nos últimos cinco anos a quantidade de lançamento de micro-satélites e cubesats tem apresentado constante crescimento. Há previsões de lançamento de pelo menos 500 satélites desse porte por ano nos próximos cinco anos. Este trabalho apresenta um estudo de emprego de tecnologias, propulsores e subsistemas já desenvolvidos no programa brasileiro de foguetes de sondagem para aplicação em sistemas de lançamento orbital de microsatélites e cubesats. São estudadas configurações de foguetes lançadores de pequeno porte para o acesso ao espaço com custo baixo e confiabilidade suficiente. Foi estudada a utilização dos veículos VL3 e VL4, desenvolvidos a partir dos foguetes suborbitais VSB-30 e VS-40 respectivamente, obtendo-se massas de carga útil de 8 a 11 kg para o VL3 e entre 23 a 35 kg para o VL4, para as órbitas estudadas neste trabalho. Os resultados mostraram-se promissores, e novos estudos são indicados para o detalhamento das ideias propostas. Dois novos propulsores, com massa de propelente de 292 e 50 kg, necessitariam ser desenvolvidos para a aplicação nos estágios superiores dos veículos VL3 e VL4. As tecnologias envolvidas são acessíveis, conhecidas e já utilizadas no PEB, e os exemplos estrangeiros apresentados indicam uma opção a ser considerada.

* BENCHMARKING PARA PROJETO DE UM NANOSSATÉLITE DE COMUNICAÇÕES PARA O EXÉRCITO BRASILEIRO

Douglas Estevam Casale (Instituto Tecnológico de Aeronáutica)

Jéssica Garcia de Azevedo (Instituto Tecnológico de Aeronáutica)

Breno Aparecido Crucioli (Instituto Tecnológico de Aeronáutica)

Hélio André dos Santos (Instituto Tecnológico de Aeronáutica)

Jonas Bianchini Fulindi (Instituto Tecnológico de Aeronáutica)

Luís Eduardo V. Loures da Costa (Instituto Tecnológico de Aeronáutica) Gente Que Faz

Resumo: A região amazônica apresenta desafios ao estabelecimento de comunicações militares confiáveis. Meios convencionais para comunicações a longa distância na selva amazônica dependem da instalação de antenas repetidoras, o que pode atrasar missões ou comprometer o sigilo das operações. Novas possibilidades de solução para esta necessidade de comunicação surgiram com a evolução da tecnologia espacial, como os nanossatélites, que são menores, de menor custo e mais rápidos de desenvolver que os satélites convencionais. Assim, está em curso, no Centro de Inovação Espacial do Instituto Tecnológico de Aeronáutica, o desenvolvimento de um nanossatélite para atender às necessidades de comunicações do Exército Brasileiro na região amazônica. Sendo uma das etapas desse projeto, o benchmarking favorece a compreensão das tecnologias usadas em sistemas similares. Neste contexto, este trabalho apresenta o método e o estudo de caso aplicados ao benchmarking de um nanossatélite de comunicações em baixa órbita.