5.5. SATÉLITES BRASILEIROS E O

CENTRO DE RASTREIO E CONTROLE

DO INPE

AGRADECIMENTOS:

DR. VALCIR ORLANDO- INPE

Introdução à Astronáutica

UFABC / 2015

Profa. Maria Cecília Zanardi

Vista Parcial da Sala de Controle Principal do CCS

Estação de Rastreio de Cuiabá (MT)

Estação de Rastreio de Alcântara (MA)

Um Satélite de Observação da Terra

CBERS-2: lançado em 21/10/2003 - DESATIVADO

CBERS-2B: lançado em 19/09/2007 – DESATIVADO

CBERS-4: lançado em 07/12/2015

Lançador: Longa - Marcha 4B

Dois Satélites de Coleta de Dados Ambientais:

SCD1: lançado em 09/02/93

SCD2: lançado em 22/10/98

Lançador: Pegasus

Aplicações meteorologia, hidrologia, geomagnetismo,

química da atmosfera, planejamento

agrícola, monitoração de marés,

regeneração da floresta tropical.

Satélites Controlados pelo CRC

Carga útil

- Câmera CCD (20m resolução, 113km varredura)

- Câmera IRMSS - Infrared Multi-Spectral Scanner (80/160m, 120km)

- Câmera WFI - Imageador de campo amplo (260m, 890km)

- Subsistema de coleta de dados (DCS)

Missão de Coleta de Dados

Funcionamento

PCDs transmitem em UHF

Satélite retransmite em S.

O sinal é recebido por ET

Dados são enviados ao CMCD (Cachoeira Paulista) onde são disponibilizados aos usuários.

Aplicações: meteorologia, hidrologia,

geomagnetismo, química

da atmosfera, planejamento

agrícola, monit. de marés,

estudos de regeneração da

floresta tropical, etc...

Número de PCDs instaladas: 750 operação: 550

Lançamentos dos Satélites de Coleta de Dados SCD1: 09/02/93 SCD2: 22/10/98 Lançador: Pegasus

Seqüência de lançamento do SCD1 e SCD2 através do foguete Pegasus

Órbita

Circular

750 km de altitude

Inclinação 25º

Forma Prisma Octogonal:

1,055m x 1m

Massa

Total

115 kg

Painéis

Solares

70 - 110 W

Controle

Térmico

Passivo

Estabilização Rotação

Sensores

de Atitude

2 sensores solares

1 magnetômetro

Os Satélites SCD1 e SCD2

SCDs: Primeiras Órbitas

Evolução da Altitude do Perigeu

SCD1: Vínculo de Atitude

Missão de Coleta de Dados

Funcionamento

PCDs transmitem em UHF

Satélite retransmite em S.

O sinal é recebido por ET

Dados são enviados ao CMCD (Cachoeira Paulista) onde são disponibilizados aos usuários.

Aplicações: meteorologia, hidrologia,

geomagnetismo, química

da atmosfera, planejamento

agrícola, monit. de marés,

estudos de regeneração da

floresta tropical, etc...

Número de PCDs instaladas: 750 operação: 550

Sistema de Coleta de Dados

Evolução da Rede de PCDs

60 61 63

163

252 317

370 392 467

502

620

728

0

100

200

300

400

500

600

700

800

Qu

an

tid

ad

e d

e P

CD

s

1993 1995 1997 1999 2001 2003 2005

Ano

670

SCD1 e SCD2: Passagens Complementares

Alguns Números Atingidos pelo SCD1

Ao completar 19 anos em 09/02/2012 o SCD1:

Ultrapassou sua vida útil nominal (1 ano) em 1800 %

Completou 100.274 órbitas

Completou o percurso de

4.490.922.740 km:

5.910 viagens, ida e volta, à Lua (380.000 km)

Satélites de Observação da Terra

Massa: 1500kg;

Órbita: frozen perigee helio-synchronous, 778km;

Cíclo de Cobertura: 26 dias;

Tempo Local do Nodo Descendente: 10:30 am;

Estabilização de Atitude: três eixos;

Instrumentos Óticos:

- câmera CCD (<20m resolução, 113km varredura)

- Infrared Multi-Spectral Scanner (80/180m; 120km)

- Wide Field Imager (256m; 885km)

CBERS: dados orbitais

Órbita Heliosíncrona

Altitude 778 km

Inclinação 98,504º

Excentricidade 0,0011

Período 100,26 min

Revoluções / dia 14 + 9/26

Ciclo de repetição 26 dias

Passagem pelo ND 10:30 hs

Dist. entre traços 107,4km

CBERS: dados orbitais

A partir de 15/01/09 o CRC não

conseguiu mais captar o sinal

descendente do satélite.

Em 28/01/09 foi declarada oficialmente

encerrada a vida útil do CBERS-2.

•Para alcançar o percentual de participação estabelecido no acordo de

cooperação os equipamentos Central Terminal Unit (CTU) e Remote Terminal

Units (RTU) do subsistema Supervisão de Bordo (OBDH) de responsabilidade

da China passaram a ser de responsabilidade do Brasil.

Os satélites CBERS-3 e 4 representam uma evolução em relação aos satélites

CBERS-1, 2 e 2B.

Para os CBERS-3 e 4, são utilizadas no módulo carga útil quatro câmeras

(Câmera Pancromática e Multiespectral - PAN, Câmera Multiespectral Regular -

MUX, Imageador Multiespectral e Termal - IRS, e Câmera de Campo Largo -

WFI) com desempenhos geométricos e radiométricos melhorados.

Brasil China

Estrutura Controle térmico

Suprimento de Energia Controle de Atitude e

Orbital

Telemetria e Telecomando Supervisão de bordo*

Câmera MUX (20m) Câmera PAN (5m/10m)

Câmera WFI (64m) Câmera IRS (40m/80m)

DCS – Coleta de Dados SEM – Monitoramento do

Ambiente Espacial

DDR – Gravador de Dados Cablagem

MWT – Transmissor de

Dados Câmeras MUX e

WFI

PIT – Transmissor de

Dados das Câmeras PAN e

IRS

Na tabela abaixo é apresentada a divisão de responsabilidades entre

os dois países para o fornecimento dos subsistemas do satélite:

Característica CBERS 1, 2 e 2B CBERS 3 e 4

Massa total 1450 kg 2080 kg

Potência gerada 1100 W 2300 W

Taxa de dados 100 Mbit/s 300 Mbit/s

Vida útil projetado 2 anos 3 anos

Participação

brasileira 30 % 50 %

As diferenças entre os satélites da primeira geração do

Programa CBERS (CBERS-1, 2 e 2B)

e os da segunda (CBERS-3 e 4) estão apresentadas no

quadro abaixo:

Data e Horário: 14/10/1999 11h 26m 14s

Base:

Taiyuan, China

Lançador:

Longa Marcha 4B

Lançamento do CBERS-1

Atualmente fora de

atividade:

deixou de enviar TMs e

receber TCs em 08/2003,

quase 4 anos após

lançamento

(vida útil nominal: 2 anos)

O Satélite CBERS – 2B

• Lançamento: 19/09/07, C. L. de Taiyuan, Longa-Marcha 4B.

• Controle: XSCC: 19/09/07 a 29/06/08 INPE: 29/06/08 a 29/02/09

• Vínculo de órbita: L0: 10km

• Carga útil principal:

Câmara CCD experimental de alta resolução: 2,7m

. Faixa de varredura: 27 km em torno do traço do satélite.

. Ciclo de cobertura global do satélite: 26 dias com faixa de 113 km 130 dias para completar um ciclo em alta resolução.

. Varreduras adjacentes em faixas 27 km

necessidade de tomadas de imagens fora do nadir

manobras de atitude para posicionar câmara a cada 26 dias.

Devido a um problema em seus sistemas de bordo, em maio de 2010 foi

oficialmente encerrada sua vida útil.

As atividades de montagem, integração e testes (AIT) do satélite CBERS-3 foram

realizadas nas instalações da CAST (China Academy Space Technology), situada em

Pequim.

Após o AIT, o satélite foi desmontado e transportado para o Centro de Lançamento de

Satélites de Taiyuan (TSLC).

Nas instalações do TSLC o satélite foi novamente montado em sua configuração de voo e

integrado o veículo lançador.

O Lançamento do Satélite CBERS-3 ocorreu em 9 de dezembro de 2013, às 11h e 26m, a

partir do Centro de Lançamento de Tayuan, na China. Devido a uma falha de

funcionamento do veículo lançador Longa Marcha 4B, o CBERS-3 não foi posicionado na

órbita prevista resultando em sua reentrada na atmosfera da Terra.

As imagens do site CBERS podem ser divulgadas, desde que citada a fonte: CBERS/INPE – divulgação.

As imagens do site CBERS podem ser divulgadas, desde que citada a fonte: CBERS/INPE – divulgação.

Imagem da Câmara de Alta Resolução do CBERS-2B: Palácio da Alvorada - Brasília

Primeira imagem WFI do CBERS-2 Centro: Santiago, no Chile; áreas urbanas: rosa; vegetação: verde;

neves: branca (Cordilheira dos Andes); Oceano Pacifico: preto.

1ª imagem CCD do CBERS-2: região de Ribeirão Preto–SP

Preto : Água (a oeste vê-se o Rio Mogi-Guaçu, no sentido norte-sul); Branco/Rosa: restos de plantas em vários estágios de decomposição;

Verde : vegetação; Vermelho escuro/ Magenta: solo exposto

CBERS - 4

LANÇADO EM 07 DE DEZEMBRO DE 2014

Ver site: www.cbers.inpe.br/videos

Satélites SCDSatélites SCD--1 e SCD1 e SCD--22

Preparação dePreparação dePlano de Plano de VôoVôo

Determinação eDeterminação e

Propagação dePropagação deAtitudeAtitude

Análise eAnálise e

Planejamento Planejamento

de Manobrasde Manobras

Centro deCentro de

Controle deControle de

SatélitesSatélites

PreprocesPreproces. de. de

de Rastreiode Rastreio

DadosDados

Determinação eDeterminação e

Propagação dePropagação de

ÓrbitaÓrbita

Previsão dePrevisão dePassagensPassagens

PreprocesPreproces. de. deDados de Dados de SensoresSensores

O Sistema de O Sistema de

Dinâmica OrbitalDinâmica Orbital

Satélites SCDSatélites SCD--1 e SCD1 e SCD--22

Preparação dePreparação dePlano de Plano de VôoVôo

Determinação eDeterminação e

Propagação dePropagação deAtitudeAtitude

Análise eAnálise e

Planejamento Planejamento

de Manobrasde Manobras

Centro deCentro de

Controle deControle de

SatélitesSatélites

PreprocesPreproces. de. de

de Rastreiode Rastreio

DadosDados

Determinação eDeterminação e

Propagação dePropagação de

ÓrbitaÓrbita

Previsão dePrevisão dePassagensPassagens

PreprocesPreproces. de. deDados de Dados de SensoresSensores

O Sistema de O Sistema de

Dinâmica OrbitalDinâmica Orbital

ENTRADA: medidas angulares (0,05),

calibração (0,5m), distância (20m) Range-rate (3 cm/s)

ESTIMAÇÃO: Mínimos Quadrados

MODELO: geopotencial, arrasto atmosférico,

pressão de radiação, atração luni-solar.

OUTROS: precessão, nutação, movimento dos pólos,

refração atmosférica.

ACEITAÇÃO: média dos resíduos: < 50m; < 300m

MODELO: mesmo da D.O. ; ARQUIVOS: missão + 3 meses

Determinação de Órbita (D.O.)

Propagação de Órbita

Pre-processamento:

Entrada: magnetômetro e sensores solar

Saída: estimativas dos ângulos magnético e solar

estimativa da velocidade angular

Determinação Preliminar de Atitude(DPA)

Entrada: resultados do pre-processamento

Saída: uma estimativa de , por passagem

Determinação Fina de Atitude:

Entrada: resultados DPA ( 1 semana)

Saída: estimativas de , m e p

Determinação de Atitude

WINTER, O.C.; PRADO, A. F.B.A.

A conquista do espaço: do Sputinik à Missão Centenário.

www.feg.unesp.br/~orbital/sputnik/sputnik.html

Cap. 5 – págs. 151 - 176

Cap. 6 – págs. 177 - 208

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