Projeto MLBR - Microlançador Brasileiro: Mais Que Um Foguete, Um Sonho Nacional
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Microlançador Brasileiro: Mais Que Um Foguete, Um Sonho Nacional
"Conduzir ao espaço um satélite nacional usando um foguete brasileiro, a partir de um centro de lançamento em nosso território."
Essa é a visão da Missão Espacial Completa Brasileira (MECB), estabelecida em 1978. Mais do que uma simples declaração, ela simboliza a meta nacional de demonstrar ao mundo a capacidade do Brasil de acessar o espaço de maneira independente.
No final de 2023, o país avançou significativamente em direção a esse objetivo, impulsionado pela FINEP (Financiadora de Estudos e Projetos) e pela AEB (Agência Espacial Brasileira), com a assinatura de dois contratos para o desenvolvimento de veículos lançadores nacionais, que começaram a ser executados em 2024. Esses contratos têm como objetivo o cumprimento da citada pretensão nacional citado em um período desafiador e motivante de 3 anos, com a realização do lançamento de 2 protótipos, visando ainda, futuramente, a inserção de empresas nacionais no crescente mercado global de lançamentos de pequenos satélites, algo de certa forma semelhante ao ocorrido mais de meio século atrás com o desenvolvimento do avião Bandeirante, alicerce do nascimento da EMBRAER, que visava o então nascente mercado de transporte aéreo regional.
O Micro Lançador Brasileiro (MLBR) está sendo desenvolvido por meio de uma robusta colaboração entre oito empresas genuinamente brasileiras: CENIC, Delsis, ETSys, Plasmahub, Concert, Bizu Space, Fibraforte e Almeida, sendo que o futuro lançador, com aproximadamente 12 metros de altura, 1 metro de diâmetro e 12 toneladas de massa na decolagem, possuirá a capacidade de colocar cargas de até 40 kg em órbitas terrestres a uma altitude de 450 km.
O desenvolvimento de veículos lançadores representa um passo de vital importância estratégica para o País, promovendo independência, tecnologia de ponta e capacitação nacional. Neste contexto, torna-se crucial a existência e o fortalecimento de parcerias público-privadas, a exemplo do que ocorre nas grandes potências espaciais na Europa, EUA, China, Japão e Índia.
Com tal necessidade em mente, em 2024 buscaram-se importantes colaborações entre o time de empresas e instituições de ciência e tecnologia estratégicas, tanto públicas como privadas no País, destacando-se o Centro de Lançamento de Alcântara (CLA), o Instituto de Aeronáutica e Espaço (IAE), o Instituto Tecnológico de Aeronáutica (ITA), o Instituto de Fomento e Coordenação Industrial (IFI) e a Universidade do Vale do Paraíba (UNIVAP).
Além das parcerias, a equipe dedicou-se intensamente ao longo do primeiro ano de trabalho, ao desenvolvimento de cálculos, projetos, fabricação de protótipos e ensaios preliminares, dos quais alguns detalhes são abordados mais à frente.
A equipe responsável pelo MLBR é composta por diferentes gerações, unindo profissionais seniores com larga experiência adquirida quando de sua participação nas etapas iniciais do então exclusivamente estatal Programa Espacial Brasileiro, incluindo o projeto VLS (Veículo Lançador de Satélites), especialistas com anos de experiência na indústria aeronáutica e aeroespacial, e jovens engenheiros motivados, com menos de dez anos de formação, graduados pela mais nova modalidade de formação profissional oferecida pelo ITA, a Engenharia Aeroespacial. Esta diversidade evidencia claramente que o MLBR foi concebido como um projeto de longo prazo, visando a sustentabilidade tecnológica e a perpetuação do conhecimento.
SOBRE O FUTURO LANÇADOR:
O MLBR é equipado com três propulsores sólidos, derivados de motores desenvolvidos com emprego de tecnologias próprias ou visadas em curto prazo. Procura-se, em seus projetos em curso, compatibilizá-los com as facilidades e procedimentos de carregamento de propelente já disponíveis no País, graças e investimentos passados realizados pelo Brasil através do DCTA/IAE (Instituto de Aeronáutica e Espaço do Departamento de Ciência e Tecnologia Aeroespacial da Força Aérea Brasileira), que tem apoiado o programa desde seu edital de chamada pública, realizado pela FINEP em 2022.
Os novos motores são denominados com base no designativo NAURU (“valente” em Tupi Guarani), adotando-se a letra “N”, seguida de sua quantidade de propelente, da seguinte forma:
Primeiro estágio – Propulsor N-90 para um motor carregado com aproximadamente 9.000 kg de propelente;
Segundo estágio – Propulsor N-09, para um motor carregado com aproximadamente 900 kg de propelente;
Terceiro estágio – Propulsor N-04, para um motor carregado com aproximadamente 400 kg de propelente.
Cabe também destacar a inovação significativa no projeto dos propulsores: o aço tradicionalmente utilizado em suas estruturas agora sendo substituído por compósito de fibra de carbono. Tal alteração reduziu consideravelmente a massa seca dos motores, aumentando a carga útil que o veículo pode transportar para órbita, com seu dimensionamento geométrico respeitando sempre a compatibilização com as facilidades de carregamento de propelente disponíveis no País, com o melhor compromisso técnico para o cumprimento da missão estabelecida pela chamada pública governamental.
Em 2024, a equipe se dedicou intensamente ao design dos três motores, à fabricação dos primeiros protótipos e à realização de ensaios hidrostáticos em subescala. Nesses testes, os motores são preenchidos com água e pressurizados a valores superiores aos que são esperados durante as operações reais. Para assegurar a integridade dos designs, os envelopes foram submetidos a testes até a ruptura, como foi o caso do teste com a escala 1/3 do motor N-90.
Além disso, já foi fabricado o primeiro envelope motor do N90 para ensaios estruturais, parte do desenvolvimento deste propulsor.
É crucial destacar que um veículo lançador vai além de um simples empilhamento de motores. Dentro da equipe do MLBR, há especialistas dedicados às Redes Elétricas do veículo, fundamentais para uma série de funções críticas. Estas incluem a comunicação com o solo, a transmissão de comandos internos, a navegação até a órbita desejada e o fornecimento de energia essencial para o funcionamento nominal do veículo. Esta infraestrutura complexa é o que possibilita o sucesso das missões, evidenciando a importância de uma abordagem integrada e multifuncional no desenvolvimento do veículo.
Outro passo importante no desenvolvimento do MLBR foi dado pela empresa Concert Technologies, a qual está desenvolvendo a Rede Elétrica de Controle, que inclui o Sistema de Navegação Inercial - GNSS (em parceria com a HORUSEYE TECH e CRON) e o Computador de Missão, conforme figuras. Esse sistema, essencial para o voo seguro e preciso do veículo, já está em fase de fabricação das versões de qualificação.
Para assegurar o pleno funcionamento do sistema junto ao MLBR, os equipamentos vêm sendo submetidos a exaustivos testes funcionais e ensaios em laboratório. As figuras a seguir ilustram a versão de SNI-GNSS e o Computador de Missão.
Durante todas as fases operacionais do veículo, a comunicação com o solo é essencial, devendo ser contínua, rápida e clara. Isso é garantido pelo sistema de telemetria.
No MLBR, a empresa Delsis é responsável pelo desenvolvimento da rede elétrica de telemetria, do segmento de telemetria do banco de controle em solo, e pela implementação da rede CAN de controle e telemetria.
Neste contexto, estão incluídos o desenvolvimento e a produção de unidades de comando e aquisição de sinais analógicos e digitais. Essas unidades são instaladas nos equipamentos desenvolvidos pelas empresas Concert e ETsys, com o objetivo de processar os comandos oriundos do Computador de Missão através da rede CAN e transmitir informações para o Banco de Controle em solo.
As Unidades de Aquisição de Sinais (UAS) e Unidades de Comando de Sinais (UCS) já foram produzidas e atualmente estão em fase de testes funcionais nas instalações da Delsis.
A arquitetura da rede CAN também está finalizada, com todas as definições dos itens de software já concluídas.
O elemento central da Rede de Telemetria é o Codificador de Dados de Telemetria (CDT), um computador de bordo inteiramente desenvolvido pela Delsis, que se encontra na fase final de montagem. O CDT não só codifica dados, mas também incorpora os sinais de vídeo de duas câmeras a bordo do MLBR, integrando-os na matriz de telemetria para transmissão ao solo. Este processo representou um grande desafio técnico, mas foi concluído com sucesso e já está operacional.
Além disso, já está operacional uma versão preliminar do APDT (Aquisição e Processamento de Dados de Telemetria), que fará parte do Banco de Controle.
Para o funcionamento de todos os sistemas elétricos, o fornecimento de energia adequado é essencial. Além disso, para se garantir a segurança do voo, um sistema de Terminação de Voo altamente confiável deve ser empregado. Neste contexto, tendo a ETSys experiência no desenvolvimento de produtos e soluções para as áreas industrial, militar e aeroespacial, como o projeto Satélite de Reentrada Atmosférica Suborbital (SARA) e o Veículo de Teste do SISNAV (VSISNAV), no projeto MLBR a ETSys tem como escopo o desenvolvimento de equipamentos embarcados para a geração e distribuição de energia elétrica e para a segurança de voo.
Desde o início do projeto já foram desenvolvidos os equipamento nacionais que estão em fase de testes funcionais para validar as tecnologias e soluções adotadas. Os produtos desenvolvidos têm grau de inovação elevado para propiciar a redução de volume, massa e facilidade na utilização em voo e dos testes em solo.
A empresa está se capacitando para realizar os ensaios de compatibilidade e interferência eletromagnética, vibração e ciclagem térmica sem a necessidade de contar com empresas externas, aumentando a autonomia e velocidade no desenvolvimento, verificação e validação dos produtos.
A experiência da ETSYS em projetos anteriores e as inovações tecnológicas facilitou a aumentará a velocidade nos desenvolvimentos no MLBR, encurtando os prazos e fases de projeto dos modelos conceituais, engenharia, qualificação e aceitação.
Para um veículo orbital como o MLBR, o controle ativo de sua estabilidade e guiamento é essencial. Neste contexto, o MLBR possuirá controle por tubeira móvel e controle de rolamento por mini propulsores, os quais também atuarão como controle de atitude para os dois estágios superiores. Este sistema de mini propulsores é uma tecnologia de alta complexidade que está sendo desenvolvida pela Fibraforte em uma parceria estratégica com a CENIC.
Durante o ano de 2024, a Fibraforte criou um laboratório de Ensaios Pneumáticos, visando ensaios com válvulas, garrafas e linhas de pressurização.
Além disso, todo o design e dimensionamento do sistema completo de controle foi finalizado e implementado no Digital Mock Up (DMU) do MLBR.
Além disso, existem equipes dedicadas exclusivamente ao planejamento das campanhas de lançamento. Essas equipes trabalham conforme o Regulamento Espacial Brasileiro (REB), elaborando o CONOPS operacional e as documentações exigidas pela Agência Espacial Brasileira (AEB) e pela Força Aérea Brasileira (FAB), incluindo a ICA 55/74 de 2024 e o Manual Operacional do CLA. As atividades desses times englobam mecânica de voo, segurança de voo com simulações de trajetórias anômalas, cálculos de risco à vida, definição das áreas de interdição marítima e aérea, e planejamento logístico das operações.
Grande parte desse trabalho é conduzida pela Bizu Space em colaboração com a CENIC. No âmbito deste projeto, a empresa se especializou no uso do software ASTOS Solutions, uma ferramenta adotada por diversas organizações globais de lançamento de foguetes para realizar simulações de segurança de voo, em conformidade com as normativas da Federal Aviation Administration (FAA) e da AEB.
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| Simulação de Trajetória do foguete. |
É fundamental salientar que todos esses sistemas precisam estar integrados tanto mecanicamente quanto eletricamente. Neste contexto, a Plasmahub é responsável pelo desenvolvimento de todos os projetos, módulos, integração de sistemas do MLBR e software do computador de missão que comanda o veículo durante o voo. Para garantir o perfeito funcionamento de todos os sistemas será realizada a campanha de ensaios de integração completa do MLBR em futuro breve.
Complementarmente está sendo desenvolvido o Banco de Controle, composto por umbilicais, fontes e computadores para todo o controle e preparação do veículo quando este estiver em solo na plataforma até o momento do lançamento.
Com vasta experiência no setor aeronáutico, a empresa também está avançando no desenvolvimento dos modelos aerodinâmicos do MLBR, assim como nas simulações de dinâmica dos fluidos computacionais (CFD), cálculo de trajetória e desempenho, definição de cargas de voo, análise estrutural estática e dinâmica do MLBR.
Além disso, é crucial que o veículo conte com uma Plataforma de Lançamento que garanta sua decolagem segura. Atualmente, essa plataforma está sendo desenvolvida pela Almeida, uma empresa parceira especializada em máquinas e dispositivos de grande porte e alta precisão — qualidades imprescindíveis para um lançamento seguro.
A concepção da operação de lançamento do MLBR foi inspirada no veículo japonês Lambda-4S, um dos menores veículos orbitais da história, capaz de transportar até 26 kg para órbita baixa com um foguete de aproximadamente 9400 kg. Essa inspiração levou à adoção de uma plataforma de lançamento mais simplificada, similar às utilizadas para veículos suborbitais ou de sondagem, como o foguete brasileiro VS40.
Com base nesse modelo, a plataforma do MLBR foi projetada seguindo os padrões das plataformas universais existentes no Centro de Lançamento de Alcântara, que são empregadas para os lançamentos de foguetes do IAE.
Por fim, é importante destacar que o programa MLBR não se limita aos dois lançamentos iniciais do foguete. O projeto foi concebido junto a um robusto plano de negócios que visa posicionar o Brasil como um fornecedor no mercado emergente de New Space, especializando-se no lançamento de nano e microssatélites.
Neste contexto, está em desenvolvimento um propulsor líquido destinado a substituir o estágio superior (N-04) do MLBR. A introdução deste novo propulsor tem como metas aumentar a capacidade de carga útil do veículo — reduzindo, assim, o custo por quilograma — e aprimorar a precisão orbital. Os propulsores líquidos oferecem maior precisão devido à possibilidade de controle variável do empuxo.
Este avançado desenvolvimento está sendo realizado pela Bizu Space em parceria estratégica com a CENIC. Após extensas análises de trade-off, optou-se pelo par propelente composto por Peróxido de Hidrogênio Concentrado (HTP) e Querosene de Aviação (Jet-A), escolha motivada pelos custos reduzidos e pela estabilidade do peróxido em comparação com os motores que utilizam oxigênio líquido.
Este projeto enfrenta desafios consideráveis e representa uma inovação radical no Brasil. Para viabilizar o desenvolvimento deste propulsor, foi necessário primeiro criar tecnologias críticas, incluindo uma concentradora de peróxido e um Campo de Testes para motores líquidos.
Em 2024, a Bizu Space desenvolveu e colocou em operação sua própria concentradora de peróxido. Além disso, o Campo de Testes, denominado T8 e estabelecido em parceria com a UNIVAP, já está em estágio avançado de construção e prestes a iniciar suas operações.
Os desafios do programa MLBR são enormes, desde aquisição de materiais, ensaios, burocracias e dificuldade de acesso a locais estratégicos, mas são profundamente motivadores. Em 12 de setembro de 1962, o então presidente dos EUA, John F. Kennedy, proferiu palavras que ainda ressoam em nossos esforços: “We choose to go to the Moon... We choose to go to the Moon in this decade and do the other things, not because they are easy, but because they are hard; because that goal will serve to organize and measure the best of our energies and skills, because that challenge is one that we are willing to accept, one we are unwilling to postpone, and one we intend to win, and the others, too”. Em 20 de julho de 1969, menos de sete anos depois, o mundo ouviu “That’s one small step for a man, one giant leap for mankind”, quando o homem pisou na Lua pela primeira vez.
Inspirados por esse legado, nosso time do MLBR está totalmente comprometido com a missão que nos foi confiada pelo povo brasileiro, que será o herdeiro de todo sucesso que almejamos alcançar. Acreditamos na capacidade que a Tripla Hélice tem em criar tecnologia de ponta no nosso país e, por isso, contamos com o apoio da academia e das instituições governamentais para o sucesso deste grande projeto nacional.
Com determinação, trabalhamos incessantemente, dia após dia, independente de horário ou dia da semana, para realizar o sonho nacional de alcançar a órbita com nossos próprios meios. Tecnologia de foguetes é difícil, e é justamente por isso que estamos fazendo.
VAMOS JUNTOS, PARA O ESPAÇO!
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