Projeto MLBR: Entenda Como Funcionam os Sistemas de Controle e Guiamento do MLBR

Prezados amantes das atividades espaciais!

 

Caros compatriotas, voltamos agora a tratar de uma perspectiva verdadeiramente promissora para as atividades espaciais no Brasil, especialmente no campo dos veículos lançadores orbitais — a única com real potencial de sucesso. No dia 16/10, o consórcio empresarial do Projeto MLBR compartilhou em suas redes sociais um artigo bastante interessante, abordando o tema do controle e guiamento do MLBR. Vale a pena conferir!

 

Entenda Como Funcionam os Sistemas de Controle e Guiamento do MLBR

Imagens Fonte: Arranjo empresarial do MLBR

Todo foguete nasce com uma missão: colocar um satélite, carga ou experimento em um ponto específico do espaço. Para cumprir essa tarefa com precisão, não basta apenas “acender os motores”. Durante o voo, o veículo está sujeito a ventos, variações atmosféricas e pequenas assimetrias no empuxo, que é força que o impulsiona para cima, por meio da queima do combustível (propelente).

 

São vários os fatores que podem desviar o veículo do seu caminho ideal. Por isso, além da propulsão, todo foguete conta com sistemas de controle e guiamento, responsáveis por medir, corrigir e manter a trajetória ao longo de cada fase do voo.

 

Para se chegar ao destino com sucesso, a primeira ação é informar ao Computador de Missão (CDM), que está a bordo do veículo, qual o perfil de atitude esperado, ou seja, qual a angulação que deve ser mantida durante a sua trajetória. Durante o voo, um equipamento chamado Plataforma Inercial registra continuamente a orientação real do veículo e envia os dados coletados ao CDM, que compara a atitude medida com a atitude esperada.

 

Assim nasce o controle de atitude do foguete: um sistema que obriga o veículo a permanecer em um perfil angular, previamente calculado.

 

Quando um erro na atitude é identificado, automaticamente é realizado um cálculo matemático por um programa denominado “Algoritmo de Controle”, que estabelece, em tempo real, as correções dos desvios para manter o foguete na rota prevista. Esse algoritmo gera uma ordem para a deflexão da tubeira (parte final do motor, por onde os gases quentes são expulsos após a queima do propelente), ajustando a direção da saída do fluxo dos gases.

 

Essa maneira de controlar o foguete chama-se Thrust Vector Control (TVC) – em português, Controle do Vetor de Empuxo. Nesse sistema, a tubeira é levemente inclinada por meio de uma junta flexível (já descrita em um artigo anterior), alterando a direção da força produzida.

 

Tudo isso é feito enquanto o foguete está ainda dentro da atmosfera. Após a fase inicial do voo, a grandes altitudes ou já fora da atmosfera, um novo tipo de algoritmo de controle é usado, chamado de Guiamento. Esse algoritmo considera a velocidade atual do veículo e os parâmetros da órbita desejada, enviando comandos ao sistema de atitude para garantir a inserção precisa no Espaço.

 

No MLBR, os algoritmos de controle são implementados no Computador de Missão por meio de um software específico de tempo real.  Para o controle do primeiro estágio, que corresponde ao maior tempo de voo propulsado, o projeto desse algoritmo está sendo realizado pela empresa CLC – Castro Leite Consultoria.

 

Nos estágios superiores, o comando do controle de atitude pode ser configurado com base em duas opções de solução: a TVC ou o Reaction Control System (RCS) – Sistema de Controle por Reação. Nesta última, as ações sobre a trajetória do veículo são realizadas empregando-se um gás ou um fluido como fonte de energia.

 

No caso do MLBR, após a separação do primeiro estágio, válvulas e saídas estrategicamente posicionadas expelem um líquido chamado hidrazina, que se decompõe rapidamente, de forma a produzir forças de reação (Lei de Ação e Reação de Newton), mantendo-o na atitude correta. O controle dessas válvulas é feito pelo Módulo de Potência PHZ-100, conforme detalhado em um post anterior.

 

Na última fase, o guiamento aponta o satélite para o ângulo exato de liberação e define o momento de ignição do terceiro estágio, que contém cerca de 350 kg de propelente. É esse instante que determina o sucesso da missão: alcançar a órbita correta.

 

O controle de um veículo lançador de satélites, portanto, é feito por sistemas distintos de atuação em cada fase, por meio de algoritmos adequados a cada uma delas, ou seja, cálculos matemáticos dedicados a tais finalidades. Por isso, é usual denominar esse conjunto por Complexo de Controle, tratando-se, sem dúvida, de um sistema realmente complexo, mas dominado pela engenharia brasileira. 

 

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