Programas Espaciais e a Tecnologia de Satlites Petrnio Noronha de Souza Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais (INPE) Caixa Postal 515, 12245-970, So Jos dos Campos, SP petronio@iss.inpe.br Resumo. Este um trabalho com propsito educacional e de divulgao estruturado em trs partes. A primeira tem por objetivo descrever de forma resumida a tecnologia encontrada em satlites, tratando especificamente das suas rbitas, dos subsistemas que os constituem, das aplicaes a que se destinam e das etapas do seu desenvolvimento. A segunda apresenta um apanhado geral das origens histricas da tecnologia espacial e trata dos programas espaciais pioneiros, o russo e o americano. A terceira traz um pouco da histria do Programa Espacial Brasileiro, especificamente na rea de desenvolvimento e aplicaes de satlites. Palavras-chaves: MECB, SCD, CBERS, satlite, subsistema 1. Introduo

Este trabalho inicia apresentando um embasamento tcnico sobre a tecnologia de satlites. Nele

so abordados aspectos variados associados s rbitas dos satlites e aos satlites propriamente ditos, por meio de uma descrio geral de suas partes principais e da funo de cada uma delas. Tambm so descritas as vrias fases do seu ciclo de vida. As descries so acompanhadas de ilustraes e fotografias de equipamentos reais, includas com o objetivo de informar e melhorar o entendimento.

Em seguida o trabalho traz um pouco da histria das atividades espaciais, tanto no Brasil quanto no exterior. Ele tambm apresenta, numa abordagem histrico/tcnica, algumas das misses mais relevantes do Programa Espacial Brasileiro na rea de satlites e suas aplicaes.

2. Como funcionam os satlites

2.1. Movimento orbital e atitude (Adaptado de Fonseca, 2004) Satlites artificiais normalmente giram ao redor da Terra, tambm podendo ser colocados em

rbita da Lua, do Sol ou de outros planetas. A trajetria do satlite em torno da Terra define a sua rbita. O movimento orbital do satlite pode ser entendido como o movimento de um ponto de massa ao redor da Terra. Este ponto representa toda a massa do satlite.

As rbitas podem ser baixas ou altas. Por exemplo, uma altitude de 700 km define uma rbita baixa, enquanto que, uma rbita de 36.000 km define uma rbita alta. O satlite mantm-se em rbita devido acelerao da gravidade e a sua velocidade. Dessa maneira, ele permanece em constante queda livre em torno da Terra, comportando-se como se estivesse preso em sua rbita.

A Fig. 1 apresenta uma ilustrao que foi originalmente elaborada por Isaac Newton, quando apresentou a Lei da Gravitao Universal. Nela ele sugere que de um canho suficientemente potente colocado no alto de uma montanha, seria possvel lanar um projtil que permaneceria em rbita da Terra. Guardadas as devidas propores, essa foi uma sugesto tecnicamente fundamentada de como seria possvel colocar um artefato em rbita de nosso planeta.

Figura 1. Como um objeto poderia ser colocado em rbita da Terra. Os tiros de 1 a 5,

embora cada vez mais intensos, no foram capazes de superar a acelerao da gravidade. O tiro 6 foi capaz e, por isso, a bala foi colocada em rbita. Fonte: Souza (2005).

As rbitas sofrem alteraes ao longo do tempo, pois outras foras atuam sobre o satlite. Dentre

elas destacam-se as atraes gravitacionais do Sol e da Lua, alm dos efeitos da presso de radiao solar e do arrasto atmosfrico. So efeitos pequenos mas que somados ao longo do tempo causam alteraes no movimento orbital. Por isto, os satlites precisam ser equipados com dispositivos para corrigir sua rbita, que tm a forma de pequenos motores foguete, como os jatos de gs.

A altitude baixa ou alta definida em funo da misso do satlite. Por exemplo, um satlite de comunicao como os que so utilizados para transmisso de TV precisam ser posicionados a grande altitude. necessrio notar que quanto mais alto estiver, mais longa ser a trajetria do satlite em torno da Terra. Quanto maior for a altitude, maior ser o tempo para dar uma volta ao redor da Terra. Existe uma altitude na qual o perodo orbital do satlite de exatamente 24 horas. Esta rbita est a aproximadamente 36 mil km de altitude e chamada de geoestacionria. Como nesta altitude as velocidades orbital e de rotao da Terra so as mesmas, o satlite estar sempre na mesma posio em relao Terra. Estas rbitas so apropriadas para satlites de comunicao, pois, podemos manter uma antena sempre apontada para uma mesma regio da Terra.

rbitas mais baixas so apropriadas para satlites de explorao cientfica, de engenharia e de observao da Terra. As rbitas podem ainda ser do tipo equatorial, inclinadas entre o equador e os plos, ou polares. De fato, as rbitas polares so rbitas inclinadas de aproximadamente 90 graus em relao ao equador. O tipo de rbita, no apenas em altitude mas tambm em inclinao, depende da misso do satlite. A Fig. 2 apresenta os tipos de rbita mais utilizados.

Existe um outro de tipo de movimento do satlite que se refere ao seu movimento em torno do seu centro de massa. Considere a Terra girando no espao. O movimento de translao em torno do Sol o seu movimento orbital. O movimento de rotao da Terra refere-se ao seu movimento em torno do seu centro de massa. O movimento do satlite em torno do seu centro de massa define seu movimento de atitude, ou seja, como o satlite se comporta no espao em relao ao seu centro de massa.

O movimento de atitude precisa ser controlado para que o satlite comporte-se de forma a satisfazer os requisitos da misso para a qual ele foi projetado. Por exemplo, se a misso requer uma antena apontada para a Terra, ento sua atitude deve ser controlada de tal forma que a antena fique apontada para ela. Se uma face do satlite deve ficar apontada para o Sol para, por exemplo, captar energia solar, ento, deve-se controlar o movimento de atitude do satlite de tal forma que aquele requisito seja satisfeito.

Figura 2. As rbitas mais utilizadas pelos satlites atuais: equatorial baixa (Low

Earth Orbit); polar (Polar Orbit) e; geoestacionria (Geostationary Orbit). Fonte: Souza (2005). A necessidade de controlar a atitude do satlite deu origem a uma rea de estudo chamada

Dinmica e Controle de Atitude de Satlites. Existem vrios procedimentos para se fazer o controle de atitude dos satlites. Por exemplo, pode-se estabilizar o satlite por rotao de tal forma a manter um eixo fixo no espao. Trata-se de algo anlogo ao que ocorre com o pio. Em alta rotao, mesmo na superfcie da Terra, o pio dorme estvel, em torno do seu eixo de rotao. O pio perde a estabilidade por causa dos atritos com o ar e, da sua ponta com o solo, sendo esta o suporte para seu movimento rotacional. No espao, o atrito do ar quase inexistente. Por outro lado, o satlite no espao no precisa apoiar-se em uma superfcie. Por isto ele gira em torno do seu centro de massa da mesma forma que a Terra gira em torno de si mesma, suspensa no espao. Esta soluo foi adotada pelos satlites brasileiros SCD-1 e SCD-2, que foram colocados em rbita girando como um pio. O SCD-1 foi estabilizado por rotao a 120 rpm. Aps 10 anos no espao sua rotao caiu para aproximadamente 50 rpm, ainda dentro das especificaes para o seu funcionamento. O SCD-2 foi estabilizado a 30 rpm.

Muitas misses requerem controle da atitude do satlite em trs eixos ou seja, existem duas ou trs direes que precisam ser controladas. Um exemplo disto, seria o satlite apontar uma face para a Terra enquanto mantm a outra apontada na direo da velocidade. Nestes casos, o sistema para controlar o satlite pode requerer pequenos motores ou jatos de gs para gerar empuxos, bobinas magnticas para produzir torques (algo semelhante ao motor de arranque dos carros) e rodas de reao. Estes equipamentos so todos chamados de atuadores.

Por exemplo, as rodas de reao so pequenos volantes equipados com um motor eltrico. Quanto o motor acelera o volante em um dado sentido, o resto do satlite acelerado em sentido contrrio. A Fig. 3 mostra uma roda de reao, juntamente com uma descrio do fenmeno.

Todos utilizam o princpio da ao e reao de Newton. As bobinas magnticas combinam propriedades magnticas e eltricas. Neste caso o satlite requer energia eltrica para gerar torques e girar at as posies desejadas. Rodas de reao tambm so utilizadas com esta finalidade.

Existe um aspecto associado Dinmica de Satlites que difere das situaes em Terra. As foras e torques aplicados ao corpo do satlite ocorrem em ambiente de aparente ausncia de gravidade. No existe suporte para o corpo no espao. Por isto, se dois corpos esto conectados o esforo sobre um corpo se transfere para o outro. Este fato ocorre, como exposto acima, com as rodas de reao, que giram quando o satlite sofre um torque externo, absorvendo, assim, o efeito indesejado. Por outro lado, estas rodas podem ser intencionalmente aceleradas para fazer o satlite girar no sentido contrrio (Fig. 3).

Roda de ReaoRoda de Reao

SatliteSatlite

Roda de ReaoRoda de Reao

SatliteSatlite

Figura 3. Exemplo de Roda de Reao e de seu princpio de funcionamento. As

flechas indicam os sentidos opostos em que giram a roda de reao e o satlite quando a roda acelerada no sentido horrio. Fonte: Souza (2003).

2.2. Subsistemas de satlites (Adaptado de Souza, 2003) Uma misso utilizando satlites envolve vrias partes. A mais notvel a que colocada no

espao. Cada uma delas geralmente designada segmento. Dentre os vrios segmentos existentes, os mais conhecidos so:

Segmento Espacial: a parte que colocada em rbita, tambm designada satlite. Segmento Lanador: a parte utilizada para a colocao do satlite em rbita, tambm

designada foguete. Segmento Solo: a parte encarregada da superviso do funcionamento do satlite, seu

controle e recepo dos dados de suas cargas teis. O Segmento Espacial, ou satlite, normalmente dividido em duas grandes partes. A primeira

delas designada Plataforma e contm os todos os equipamentos necessrios para o funcionamento do satlite. A segunda parte denominada Carga til e constituda pelos equipamentos requeridos para o cumprimento da misso dos satlites. A Fig. 4 apresenta um exemplo de satlite integrado ao ltimo estgio de seu lanador. Na figura possvel identificar de forma clara a Plataforma e as Cargas teis do satlite.

Os equipamentos que formam a Plataforma dos satlites so normalmente organizados em subsistemas. Assim feito para sistematizar o trabalho de especificao, compras, projeto, reviso, montagem e testes, dividindo-o em reas de competncia. Os subsistemas usualmente encontrados nos satlites convencionais so os seguintes:

1. Controle de Atitude (Attitude Determination and Control ou Attitude Control System ACS): tem por objetivo controlar o apontamento do satlite no espao. Equipamentos utilizados: rodas de reao ou volantes de inrcia; bobinas magnticas; sensores de Sol, de Terra e estrelas; magnetmetros; giroscpios.

2. Suprimento de Energia (Electrical Power and Distribution): tem por objetivo fornecer a energia necessria aos diversos subsistemas. Equipamentos utilizados: painis solares e seus diversos acessrios; conversores; baterias. Os painis solares so necessrios j que devido longa durao das misses no seria possvel suprir as necessidades dos satlites apenas com baterias previamente carregadas em Terra.

3. Telecomunicao de Servio (Telemetry, Tracking and Command): tem por objetivo enviar e receber os dados que permitem o acompanhamento do funcionamento e o comando do satlite. Equipamentos utilizados: transmissores; receptores; antenas.

4. Gesto de Bordo (Command and Data Handling): tem por objetivo processar as informaes recebidas da ou a serem enviadas para a Terra, assim como as informaes internas ao satlite. Equipamentos utilizados: computador(es) de bordo e seu software.

5. Estrutura e Mecanismos (Structures and Mechanisms): tem por objetivo fornecer o suporte mecnico e de movimento para as partes do satlite. Tambm oferecer proteo contra as vibraes de lanamento e contra a radiao em rbita. Equipamentos utilizados: estrutura primria e estruturas secundrias; mecanismos de abertura de painis solares e de separao do lanador; mecanismos de abertura de antenas; dispositivos pirotcnicos; mecanismos de extenso e de alinhamento; suspenses com amortecedores.

6. Controle Trmico (Thermal Control): tem por objetivo manter os equipamentos dentro de suas faixas nominais de temperatura. Equipamentos utilizados: aquecedores; tubos de calor (heat-pipes); isoladores; pinturas; radiadores.

7. Propulso (Propulsion): tem por objetivo fornecer o empuxo necessrio para o controle da atitude e da rbita do satlite. Equipamentos utilizados: bocais ou tubeiras; vlvulas; reservatrios; tubulaes.

A Fig. 5 mostra de forma diagramtica os sete subsistemas acima listados. Um exame detalhado

das Figuras 14 e 13 tambm permite a identificao da maioria dos equipamentos e subsistemas acima referidos.

Instrumentos, sensores, transmissores, etc.

Estrutura Mecnica

Suprimento de Energia

Controle de Atitude

Gesto de Bordo

Controle Trmico

Telemetria, Telecomando e Rastreio

Propulso

Foguete Lanador

Sat

lite

Lan

ador

Plat

afor

ma

Car

ga

til

Fonte: Satlite SPOT da ESA.

Instrumentos, sensores, transmissores, etc.

Estrutura Mecnica

Suprimento de Energia

Controle de Atitude

Gesto de Bordo

Controle Trmico

Telemetria, Telecomando e Rastreio

Propulso

Foguete Lanador

Sat

lite

Sat

lite

Lan

ador

Lan

ador

Plat

afor

ma

Plat

afor

ma

Car

ga

til

Car

ga

til

Fonte: Satlite SPOT da ESA.

Figura 4. Exemplo dos Segmentos Lanador e Espacial de um satlite. Fonte: Souza (2005). A Carga til dos satlites constituda por um ou mais equipamentos, tais como sensores,

transmissores, antenas. So eles que cumprem as misses para as quais os satlites so projetados. As misses mais comumente encontradas so as seguintes:

Cientficas: Astronomia e Astrofsica; Geofsica Espacial; Planetologia; Cincias da Terra, Atmosfera e Clima.

Operacionais: Observao da Terra; Coleta de Dados; Comunicaes; Meteorologia; Navegao; Alarme, Busca e Localizao; Militar.

Tecnolgicas: Uso da Microgravidade; Validao de novos equipamentos e inovaes tecnolgicas.

Controle de Atitude

Atuadores Sensores Gestode

Bordo

ControleTrmico

Propulso

Suprimento de Energia

TT&C

Estrutura Mecnica

Interfacecom Solo

Interface comLanador

Interface comCarga til

1

4

2

5

7

6

3

Controle de Atitude

Atuadores Sensores Gestode

Bordo

ControleTrmico

Propulso

Suprimento de Energia

TT&C

Estrutura Mecnica

Interfacecom Solo

Interface comLanador

Interface comCarga til

1

4

2

5

7

6

3

Figura 5. Subsistemas da plataforma de um satlite tpico. Fonte: Souza (2003). O desenvolvimento e a utilizao de um satlite seguem um processo rigoroso e detalhado. Este

processo normalmente dividido nas seguintes fases: 1. Especificao: estabelece como o satlite deve ser e o que deve fazer. 2. Projeto Preliminar: nesta fase cria-se uma concepo inicial para atender s especificaes. 3. Projeto Detalhado: elaborado com base no Projeto Preliminar. 4. Fabricao: nesta fase tanto o satlite quanto modelos para testes so fabricados. 5. Montagem: fase em que as vrias partes so unidas. 6. Testes: fase em que se verifica se o satlite funciona como previsto e, se resiste ao ambiente

espacial. 7. Lanamento: fase de colocao em rbita por um foguete. 8. Utilizao: a fase mais longa, aquela em que o satlite realiza o servio para o qual foi

projetado. 9. Descarte: fase em que ele removido de sua rbita e substitudo.

A vrias organizaes que participam do desenvolvimento de um satlite atuam simultaneamente

em uma ou mais das fases acima. No caso brasileiro, normalmente a fase 1 desenvolvida internamente e, as fases 2, 3 e 4 so desenvolvidas por empresas contratadas. As fases 5 e 6 so desenvolvidas no Laboratrio de Integrao e Testes (LIT), por funcionrios do INPE e das empresas. A fase 7 executada pela organizao responsvel pelo lanamento (nacional ou estrangeira), juntamente com funcionrios do INPE e das empresas contratadas. A fase 8 fica sob a responsabilidade do INPE. No Brasil ainda no tivemos a oportunidade de ativar uma fase 9.

3. Panorama e histria das atividades espaciais

3.1. Introduo (Adaptado de Carleial, 1999) Na imaginao humana a conquista do espao exterior deve ter comeado ainda na pr-histria

com a contemplao do cu. Dezenas de milhares de anos mais tarde, j na Antigidade histrica, alguns povos civilizados

aprenderam a descrever e prever com admirvel preciso o movimento aparente dos astros na abbada celeste.

Entretanto, at a Idade Moderna o Universo permaneceu inteiramente misterioso. Os bandeirantes j tinham desbravado o interior do Brasil quando, finalmente, na Europa, foram

descobertas leis fsicas capazes de explicar os movimentos dos corpos celestes (entre os quais a prpria Terra). Ficou demonstrado que os objetos materiais com que convivemos na superfcie da Terra esto sujeitos a essas mesmas leis.

A partir dessa poca o conhecimento cientfico da Natureza vem se acumulando. O espao exterior deixou de ser inacessvel. Todavia, a cada nova descoberta a humanidade constata que o mistrio do Universo maior e mais fascinante do que antes se imaginava.

H trezentos anos, no fim do sculo XVII, um hipottico discpulo de Isaac Newton j teria conhecimentos de fsica suficientes para analisar a dinmica de vo de uma nave espacial. Poderia at fazer uma estimativa da propulso necessria ao lanamento. Seus clculos demonstrariam que construir uma tal nave e lan-la ao espao estava completamente fora do alcance da tecnologia ento disponvel. De fato, no nada fcil acelerar um objeto s enormes velocidades que possibilitam iniciar um vo espacial a partir da superfcie da Terra. A propsito, naquela poca s faria sentido explorar o espao com naves tripuladas, as quais pesariam toneladas e teriam de ser capazes de trazer os astronautas, vivos, de volta para casa. No havia outra forma de tirar proveito da experincia. As comunicaes pelo rdio s seriam inventadas duzentos anos mais tarde, no fim do sculo XIX, e equipamentos automticos capazes de substituir o ser humano na explorao do espao s se tornariam realidade em pleno sculo XX. Por tudo isso, at 1957 as viagens espaciais foram apenas um sonho que se expressava na fico literria.

3.2. As origens (Adaptado de Carleial, 1999) Entre os pioneiros de estudos e experimentos em astronutica merecem destaque Konstantin E.

Tsiolkovsky, Robert H. Goddard e Hermann Oberth. Trabalhando independentemente, e quase sempre com poucos recursos, eles resolveram complexos problemas de engenharia e demonstraram que foguetes de propulso qumica poderiam um dia levar cargas teis ao espao. Em geral seus trabalhos foram mal compreendidos e receberam pouco apoio. A possibilidade concreta de uso militar dos foguetes que levou os governos da Alemanha, da URSS e dos EUA, a partir de um dado momento, a apreciar e aproveitar os resultados obtidos por esses pioneiros. Durante a Segunda Guerra Mundial a Alemanha investiu no desenvolvimento de foguetes de propelentes lquidos para transportar bombas voadoras. At o fim da guerra Oberth trabalhou com Wernher Von Braun e uma equipe de especialistas na base alem de Peenemnde. Depois da guerra, os EUA e a URSS aproveitaram a experincia dos alemes em seus programas de armamentos, cujos foguetes oportunamente tambm se prestariam explorao do espao.

O lanamento do primeiro satlite artificial da Terra, o Sputnik 1, em 4 de outubro de 1957, marca o incio da Era Espacial. Era uma esfera de alumnio de 58 cm de dimetro e 84 kg de massa, com instrumentos rudimentares e um transmissor de rdio. Entrou em rbita elptica entre 230 e 942 km de altura. Um ms depois a URSS ps em rbita o segundo Sputnik, de meia tonelada, com uma cadela a bordo, usando um foguete com empuxo de centenas de toneladas. O primeiro satlite lanado pelos EUA com sucesso foi o pequeno Explorer 1, de 8 kg, em 31 de janeiro de 1958. A vida til desses primeiros satlites em geral no passava de poucas semanas.

A URSS atingiu a Lua com uma sonda de impacto (Luna 2) em setembro de 1959. No ms seguinte, com a Luna 3, obteve imagens da face da Lua que nunca vista da Terra. Em 1960 os EUA lanaram um satlite meteorolgico (Tiros 1), um satlite de navegao (Transit 1B) e um satlite passivo de comunicaes (Echo 1). Este ltimo era um enorme balo esfrico inflado no espao para refletir as ondas de rdio. Ao findar aquele ano j tinham entrado em rbita 44 satlites. Impulsionada pela Guerra Fria, a corrida espacial entre as duas superpotncias comeava a gerar resultados cientficos importantes, como a descoberta dos cintures de radiao que circundam nosso planeta.

3.3. A evoluo (Adaptado de Carleial, 1999) Por alguns anos a URSS e os EUA foram os nicos pases capazes de explorar o espao. Aos

demais faltava a capacidade de lanamento. O desenvolvimento de grandes foguetes guiados, custoso e incerto, estava ento intimamente ligado necessidade de produzir msseis balsticos de longo alcance. A URSS, por esforo prprio, inspirada na tradio de Tsiolkovsky e aproveitando alguns tcnicos e materiais capturados da Alemanha em 1945, foi a primeira a produzir foguetes de grande empuxo, que lhe deram clara vantagem at meados da dcada de sessenta. Os EUA dispunham de amplos recursos econmicos e tecnolgicos, tinham experincia prpria graas ao trabalho de Goddard, e contavam com os melhores especialistas de Peenemnde. Entretanto, em boa parte devido a problemas organizacionais, ficaram a reboque da URSS no incio da corrida espacial. At o lanamento do Sputnik 1 a perspectiva da explorao do espao no empolgara a opinio pblica nos EUA, onde o assunto era visto em setores do governo como uma disputa entre grupos rivais do Exrcito, Marinha e Fora Area.

O impacto causado pelo sucesso dos soviticos levou os EUA a uma reao rpida e exemplar: houve uma autocrtica implacvel, cresceu a demanda popular por resultados imediatos e o governo entendeu que precisava se reorganizar. O efeito Sputnik, alm de diligenciar a criao da NASA, agncia espacial constituda com base nos centros de pesquisa e equipes tcnicas j disponveis, desencadeou um processo de mudanas no sistema educacional. Em todo o pas houve um esforo para ampliar e melhorar o ensino de matemtica e cincias nas escolas. A corrida espacial marcou presena at nos jardins-de-infncia norte-americanos, onde muitas crianas aprenderam primeiro a contar na ordem regressiva, como nos lanamentos: 10, 9, 8, ...

Quais outros pases tinham condies de tornar-se exploradores do espao a partir de 1960? A Alemanha e o Japo estavam na situao peculiar de potncias derrotadas na Segunda Guerra Mundial, com restries externas ou auto-impostas a tudo que pudesse se relacionar com armamentos. Por isso o desenvolvimento da indstria espacial nesses pases foi mais tardio em determinados setores o que no impediu que ambos chegassem vanguarda, onde seguramente se encontram hoje.

A Gr-Bretanha tinha recursos tcnicos e outras condies favorveis, mas adotou uma linha discreta em seus projetos espaciais, apoiando-se mais na Aliana Atlntica (com os Estados Unidos), como fez tambm na rea nuclear. Ps em rbita um pequeno satlite em 1971. A Frana, ao contrrio, alm de participar dos planos e programas internacionais europeus, desde cedo mostrou-se determinada a desenvolver capacidade prpria. Em 1962 estabeleceu sua agncia espacial, o Centre National dtudes Spatiales (CNES), assegurando investimentos para pesquisas, desenvolvimento e industrializao. De 1965 a 1971 a Frana lanou ao espao nove pequenos satlites tecnolgicos e cientficos, dois com foguetes da NASA e sete com lanadores prprios. Em 1968 ps em operao uma base de lanamentos na Guiana Francesa. A Itlia e os outros pases da Europa Ocidental s deram impulso significativo indstria espacial quando se consolidou a Comunidade Europia e formou-se a Agncia Espacial Europia (ESA). O Canad tambm desenvolveu a indstria de satlites, contando com outros pases para fazer os lanamentos. Na sia, alm do Japo, primeiro a China e mais tarde a ndia, apesar do atraso econmico e do isolamento, empreenderam programas espaciais autnomos. A China desenvolveu uma famlia de foguetes e ps em rbita seu primeiro artefato em 1970. Desde ento lanou com sucesso dezenas de satlites, muitos dos quais recuperveis aps manobra de reentrada na atmosfera. A ndia produziu satlites para aplicaes cientficas, tecnolgicas e utilitrias, que foram lanados a partir de 1975 por foguetes estrangeiros e indianos.

Nos ltimos vinte anos diversos outros pases comearam a participar da explorao do espao (entre eles o Brasil). A competio entre pases cedeu lugar cooperao internacional (exceto nas tecnologias com aplicao militar) e competio entre grupos industriais. O uso de sistemas de satlites para aplicaes rentveis (das quais as principais so as associadas s telecomunicaes) teve enorme expanso, com investimentos de bilhes de dlares.

Em abril de 1961, meros trs anos e meio depois do Sputnik 1, a URSS noticiou o vo orbital de Yuri A. Gagarin a bordo da Vostok 1, abrindo uma nova fase da conquista espacial, fascinante e dispendiosa, que culminaria com o pouso de astronautas americanos na Lua. No incio, astronautas solitrios deram umas poucas voltas em torno da Terra a bordo das naves Vostok e Mercury. Depois voaram em grupos de dois ou trs, cumprindo misses cada vez mais longas. Em 1961, John Kennedy, ento presidente americano, anunciou a meta nacional de explorar a Lua com astronautas antes do final da dcada. Em poucos anos todas as etapas necessrias a esse feito extraordinrio foram planejadas e levadas a cabo com pleno sucesso. No Natal de 1968 trs astronautas navegaram em torno da Lua a bordo da Apollo 8. Finalmente, a 20 de julho de 1969, Neil A. Armstrong e Edwin E. Aldrin Jr., da Apollo 11, pousaram no Mare Tranquillitatis. O programa terminou com a misso da Apollo 17, em 1972, e desde ento at hoje ningum mais se afastou das cercanias da Terra! Os soviticos nunca puseram em prtica seus planos de enviar naves tripuladas Lua, mas coletaram amostras de rochas lunares com o mdulo de regresso da nave automtica Luna 16 (1970).

A contribuio dos astronautas pesquisa cientfica do espao modesta (em comparao com a das naves automticas) e sua presena nos satlites comerciais inteiramente dispensvel. No obstante, na viso do cidado comum, sem eles a explorao espacial perderia grande parte de sua razo de ser. Talvez por isso, mais do que por alguma viso estratgica de colonizao do espao exterior no curto prazo, os investimentos dos EUA e da URSS com naves e estaes tripuladas tornaram-se desproporcionalmente vultosos durante a Guerra Fria. Conseqncias dessa poltica persistem at hoje. O nibus Espacial (Space Shuttle) e a Estao Espacial Internacional resistem a todas as crticas e continuam com a parte do leo nos oramentos da NASA.

Enquanto isso, ao longo de mais de trs dcadas prosseguiu a explorao da Lua, dos planetas e do espao interplanetrio por sondas automticas cada vez mais sofisticadas, e a Terra foi circundada por uma multido de satlites artificiais.

3.4. A explorao do Sistema Solar (Adaptado de Carleial, 1999) A explorao sistemtica do Sistema Solar por naves no-tripuladas sem dvida uma das

realizaes cientficas mais notveis da humanidade. Os primeiros astros visitados foram a Lua e os dois planetas vizinhos, Vnus e Marte. Aps as misses pioneiras da URSS Lua, j citadas, os EUA obtiveram dados e imagens da superfcie lunar com as sondas da srie Ranger. A URSS conseguiu pousar a Luna 9 no incio de 1966, e logo em seguida ps outra sonda em rbita da Lua. Meses depois, os EUA tambm conseguiam pousar com sucesso na Lua a primeira nave da srie Surveyor e imagearam toda a superfcie com os satlites da srie Lunar Orbiter.

As primeiras misses interplanetrias foram dirigidas a Vnus, pelos soviticos, que em 1965 fizeram a nave Venera 3 colidir com o planeta. Em 1967 a Venera 5 transmitiu dados enquanto mergulhava nas altssimas temperaturas e presses da atmosfera venusiana. O primeiro pouso com sucesso s foi conseguido em 1970 (Venera 7). Os EUA deram mais prioridade a Marte. Em 1965 a sonda Mariner 4 passou perto do planeta vermelho e transmitiu imagens de algumas reas. Seis anos depois o orbitador marciano Mariner 9 obteve dados cientficos muito valiosos e fez imagens de toda a superfcie, que se revelou variada e interessantssima. A URSS tambm aproveitou a mesma poca favorvel e fez chegar a Marte no final de 1971 duas sondas orbitais de grande porte, das quais se separaram mdulos que pousaram com sucesso na superfcie. A explorao desses planetas vizinhos prosseguiu com misses mais complexas. As naves Viking (1976) procuraram e no encontraram processos bioqumicos no solo marciano. Bem mais recentemente a nave Magalhes (Magellan), em rbita de Vnus, mapeou por radar toda a superfcie do planeta. Tambm houve grandes fracassos, como a perda de um par de naves soviticas enviadas a Marte (pelo menos uma delas vtima de falha humana no envio de telecomandos) e a mais recente perda do Mars Orbiter, dos EUA, que custara centenas de milhes de dlares. Atualmente o Mars Global Surveyor, um novo observador orbital, transmite imagens de alta resoluo da superfcie marciana,

onde pousou com sucesso o pequeno veculo Pathfinder. Este primeiro veculo foi sucedido pelo par de veculos controlados remotamente Spirit e Opportunity, que pousaram em Marte no incio de 2004.

O planeta Mercrio s foi visitado em duas passagens da sonda imageadora Mariner 10, lanada em 1973. Os planetas gigantes, Jpiter, Saturno, Urano e Netuno, bem como os satlites desses planetas, receberam bastante ateno desde o final da dcada de setenta, por parte de naves norte-americanas das sries Pioneer e Voyager, que fizeram muitas descobertas cientficas e transmitiram imagens impressionantes. A nave Galileo partiu com grande atraso (em 1989) para uma nova fase da explorao de Jpiter e foi prejudicada pela falha de sua antena principal. No obstante, a longa misso teve sucesso. Em 1995 transmitiu dados captados por um mdulo que se separou do corpo principal da nave e mergulhou na atmosfera do planeta. Mais recentemente, a nave Cassini-Huygens, lanada em 1997 em empreendimento conjunto NASA/ESA, chegou a Saturno e ao seu satlite Tit em 2004. Esta ltima foi a mais complexa sonda interplanetria j construda.

O prprio espao interplanetrio, povoado de partculas, radiao e campos magnticos, tem sido esquadrinhado por sondas espaciais. Telescpios e sensores foram lanados ao espao para observar sinais provenientes de todo o Universo, especialmente nas faixas de radiao s quais a atmosfera terrestre no permevel. A nave Ulysses foi posta em rbita em torno do Sol em um plano que lhe permite observar as regies polares da nossa estrela. Outras misses j foram realizadas ou esto planejadas para explorar cometas e asterides. Algumas delas foram empreendidas pelos europeus (caso da sonda Giotto, que se aproximou do cometa de Halley em 1986) e pelos japoneses. Mais recentemente, em julho de 2005, a sonda americana Deep Impact foi capaz de proporcionar a primeira coliso intencional de um veculo fabricado pelo homem e um cometa.

3.5 As estaes espaciais Nesta seo os temas sero desenvolvidos na forma de perguntas e respostas (fatos e datas

extrados de NASA, January 1997 e June 1997). Quando e onde nasceu a idia de uma Estao Espacial? As origens datam de uma poca na qual cincia, tecnologia e fico (cientfica) se confundiam.

Aparentemente a primeira referncia data de 1869, quando o romancista americano Edward Everett Hale imaginou um satlite que teria como misso auxiliar a navegao em alto mar (o que o sistema GPS faz hoje).

Em 1903 o russo Konstantin Tsiolkovsky publicou um trabalho de fico, com forte base cientfica, o qual previu a existncia de estaes espaciais em rbita, bem como misses interplanetrias. O termo estao espacial foi cunhado pelo romeno Hermann Oberth em 1923, que a concebeu com a forma popular de um toride posto em lenta rotao, e j lhe atribuiu objetivo de entreposto para futuras misses para a Lua e Marte. Em 1928 o austraco Herman Noordung apresentou os primeiros esquemas para uma possvel estao, j considerando o lanamento por meio de foguetes e sua diviso em mdulos com diferentes funes.

Os passos seguintes foram dados pelo alemo Wernher von Braun, que em 1946 apresentou aos militares americanos planos para uma estao espacial. Aps aperfeioamentos, ele os publicou em 1952 na forma de artigos e documentrios com planos preliminares que incluam dimenses e rbita. Neles a estao mantinha a arquitetura toroidal como forma de garantir um ambiente de gravidade artificial. A ela ele atribui as funes de observao da Terra, laboratrio, observatrio astronmico e entreposto para misses destinadas Lua e a Marte, basicamente as mesmas funes atribudas Estao Espacial Internacional (International Space Station ISS) dos dias atuais. Como se no bastasse, ele tambm indicou que ela seria abastecida por uma nave reutilizvel dotada de asas, antevendo o desenvolvimento do nibus Espacial americano.

Quando de fato tudo comeou, e quais foram as motivaes? Com o lanamento do satlite Sputnik 1 pelos soviticos em 1957, a competio da Guerra Fria

se estendeu ao espao. Os americanos responderam com a criao da NASA em 1958 e iniciaram o Projeto Mercury em 1959, j visando a colocao de um homem no espao. Nesta poca os dois lados acreditavam que uma estao espacial seria o passo seguinte aps o domnio da tecnologia que permitiria alcanar a rbita da Terra com uma nave tripulada. Os soviticos foram novamente pioneiros ao colocar o primeiro homem em rbita em 1961, e j no ano seguinte tinham planos para uma estao espacial semelhante ao que seria a MIR. Foram igualados pelos americanos poucos meses depois e estes decidiram lanar um desafio ainda maior que o da colocao de uma estao tripulada em rbita, que foi a de uma misso tripulada para a Lua. Nascia o programa Apollo e o desafio lanado redirecionaria as atividades das duas naes, adiando os planos das estaes espaciais. No entanto, j em 1964 a NASA planejava a era ps-Apollo, na forma de sua primeira estao, o Skylab que seria lanado em 1973. Pouco tempo depois (em 1968) tambm concluram que precisavam de uma nave reutilizvel para alcanar a rbita da Terra, que deu origem ao programa do nibus Espacial, que adiaria os planos de uma estao espacial americana permanente uma vez mais.

Tambm em 1964 os soviticos iniciaram o desenvolvimento daquela que seria a primeira estao espacial da histria, a Salyut 1, lanada em 1971, resultado do redirecionamento de seus esforos assim que ficou claro que no conseguiriam bater os americanos na corrida pela Lua. At aquela poca a competio entre as duas naes era a tnica de seus programas espaciais tripulados.

O que foi realizado pela Unio Sovitica/Rssia at hoje? Entre 1971 e 2001, a Unio Sovitica, depois a Rssia apenas, desenvolveu lanou e operou trs

geraes de estaes espaciais. A primeira gerao incluiu as naves Salyut 1 a 5 e durou de 1971 at 1977. A segunda incluiu as Salyut 6 e 7 de 1977 a 1991. A terceira gerao, a primeira de estaes permanentes, foi a nave MIR, que teve sua montagem iniciada em 1986 e que foi operada at 2001, ano de sua retirada de rbita. Com a sua entrada no programa da ISS, os esforos para o desenvolvimento de uma estao sucessora da MIR foram redirecionados para o desenvolvimento da parte russa da ISS, derivada dos planos originais daquela que seria a MIR 2, que acabou no se realizando.

O que foi realizado pelos Estados Unidos at hoje? Com o lanamento da nave Skylab em 1973 teve incio um ciclo de dois anos no qual os

americanos pela primeira vez operaram uma estao espacial. Encerrada a operao da Skylab, os esforos americanos voltaram-se para o desenvolvimento do nibus Espacial, que voou pela primeira vez em 1981, quando ento os planos para uma nova estao espacial foram retomados.

Em 1982 foi proposto um programa a ser desenvolvido em colaborao internacional, objetivo confirmado em 1984 pelo presidente americano, que autorizou a NASA a buscar parceiros entre os aliados americanos. Em 1985 o Japo, a ESA e o Canad j estavam engajados no programa. O perodo at 1993 viu uma srie de revises do projeto, a mais importante devido entrada da Rssia em 1992. Entre 1993 e 1998 o programa entrou em uma fase mais estvel sob o ponto de vista tcnico, que culminou com o lanamento da primeira parte (um mdulo russo de nome Zarya) em 1998.

A estabilidade do projeto durou at 2001, quando da publicao do Report by the International Space Station (ISS) Management and Cost Evaluation (IMCE) Task Force to the NASA Advisory Council, November 1, 2001. Como conseqncia, devido aos custos estimados, a NASA foi obrigada a cancelar ou suspender o desenvolvimento de alguns mdulos essenciais para a ampliao da tripulao para 6 ou 7 membros. Com isso a ISS foi reconfigurada com vistas a manter apenas trs tripulantes, mas com planos para futura ampliao.

Mais recentemente, o acidente com a nave americana Columbia em fevereiro de 2003 levou a uma suspenso das atividades de montagem da ISS que dever perdurar at, no mnimo, meados de 2006, atrasando ainda mais o seu j dilatado cronograma de montagem. Adicionalmente, pelo fato

do nibus Espacial j estar programado para encerrar suas operaes em 2010, existe o risco que alguns mdulos de grandes dimenses no possam vir a ser lanados. Este fato poder levar a uma nova reviso da configurao da Estao, reduzindo ainda mais o nmero total de elementos que dela faro parte.

Qual foi o processo que levou da rivalidade cooperao entre os Estados Unidos e a Rssia

na rea espacial? A transio da rivalidade aberta e exacerbada competio at a cooperao entre os Estados

Unidos e a antiga Unio Sovitica seguiu um longo caminho, que teve incio bem antes da queda do muro de Berlim em 1990, embora este fato tenha sido determinante para a mudana no relacionamento entre as duas nicas potncias espaciais da poca.

A primeira iniciativa de colaborao deu-se ainda durante a vigncia do Programa Apollo, na forma da misso conjunto Apollo-Soyus, realizada em 1975. Embora ela tenha sido um sucesso tcnico e de propaganda, o clima poltico entre as duas naes no permitiu que a colaborao evolusse.

Somente em 1992 foi possvel a retomada das atividades conjuntas que, desta vez, levaram a um entrelaamento definitivo entre os dois programas espaciais. Esta nova fase teve incio na forma das misses conjuntas Shuttle-MIR, tambm denominada Fase 1 da ISS, que se estenderam de 1994 a 1998, durante as quais os nibus Espaciais americanos atracaram-se 11 vezes estao MIR e 7 tripulantes americanos nela permaneceram por quase 33 meses. Esta experincia foi de fundamental importncia por permitir por um lado o amadurecimento americano em operaes espaciais de longa durao, e por outro, a integrao tcnica, cientfica, gerencial e cultural entre as agncias espaciais russa e americana, base para a entrada definitiva da Rssia no Programa ISS. Com isso estavam criadas as condies necessrias para a definitiva integrao dos dois programas tripulados, que culminou com o lanamento em novembro e dezembro de 1998 dos dois primeiros mdulos, um russo (adquirido pela NASA) e um americano que, quando acoplados, deram incio construo do complexo da ISS.

As razes que permitiram esta aproximao podem ser assim resumidas: (a) os programas espaciais russo e americano j no mais contavam com o apoio da opinio pblica, que por muito tempo justificava todo e qualquer gasto; (b) a rivalidade militar havia sido atenuada devido crise econmica russa; (c) com o final do regime comunista, a rivalidade poltica deu lugar a uma busca por cooperao; (d) a preocupao americana que as tecnologias para o desenvolvimento de foguetes e sistemas espaciais fossem repassada a naes no aliadas por tcnicos, cientistas e empresas russas pressionados pela crise econmica.

Como resultado, as duas naes, por meio de suas agncias espaciais, reconfiguraram a ISS de forma a incorporar partes que a Rssia pretendia desenvolver para a estao espacial que sucederia a MIR. Isto deu origem ao plano para o segmento russo da ISS, ainda no desenvolvido alm dos trs primeiros mdulos. Tambm gerou uma srie de encomendas de equipamentos por parte da NASA, o que contribuiu para manter uma demanda mnima que preservasse a infra-estrutura produtiva do programa espacial russo durante os piores anos de sua crise econmica.

Hoje o relacionamento entre as duas agncias espaciais cordial o bastante, embora no isento de conflitos, para contornar os recorrentes problemas impostos pela carncia de recursos que aflige os dois parceiros. As dificuldades foram exacerbadas aps 2001, com os cortes que a NASA teve que impor ao programa por ordem do governo americano, e tornaram-se ainda mais agudas depois do acidente com a nave Columbia, que tornou os americanos inteiramente dependentes dos russos para o acesso e a manuteno da ISS por um perodo ainda incerto de tempo.

4. Panorama e histrico das atividades espaciais no Brasil (Adaptado de Carleial, 1999) O Brasil oficializou seu interesse pela explorao do espao em 1961, com a criao da

GOCNAE (para siglas, ver Apndice A), precursora do Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais

(INPE). Desde o incio esse rgo pblico federal cooperou com agncias espaciais estrangeiras e instalou estaes para receber e processar dados de satlites cientficos e meteorolgicos. Com o tempo, o Brasil tornou-se um dos maiores usurios de imagens da Terra, transmitidas por satlites, e desenvolveu tcnicas prprias para sua utilizao. Atravs da ento empresa estatal Embratel, o pas tambm foi um dos primeiros pases a usar comunicaes por satlites.

Em 1965 o Ministrio da Aeronutica instalou uma base de lanamentos no Rio Grande do Norte, e comeou a desenvolver foguetes de sondagem e msseis no Centro Tcnico de Aeronutica (CTA). A partir dessa poca cresceu a indstria aeroespacial e de armamentos sediada em So Jos dos Campos.

Em 1980, com base em estudos de viabilidade feitos por engenheiros do CTA e do INPE no ano anterior, o governo decidiu empreender um grande projeto de capacitao tecnolgica, que recebeu o nome de Misso Espacial Completa Brasileira (MECB). Ficou estabelecida a meta de desenvolver no pas um veculo lanador (foguete de propelente slido), um novo centro de lanamentos e, quatro satlites com aplicaes ambientais (dois para coleta de dados e dois para observao da Terra). Os satlites deveriam ser colocados sucessivamente em rbita pelo foguete nacional, lanado do territrio brasileiro, no trinio 1986-1988. No ano seguinte (1981) a programao da MECB foi refeita: o primeiro lanamento ficou marcado para 1989. Todavia mesmo este prazo mais realista no pde ser cumprido, principalmente porque no se conseguiu levar a cabo o desenvolvimento do foguete da maneira prevista.

O projeto MECB como um todo foi prejudicado, desde a origem, por problemas organizacionais, gerenciais e oramentrios. A partir de 1987 aumentaram as restries do exterior importao pelo CTA de certos materiais e componentes necessrios ao desenvolvimento do Veculo Lanador de Satlites (VLS), dificultando ainda mais sua realizao, j ento bastante atrasada.

Em 1988 j estava patente que, alm de rever a estratgia e as tticas para obter sucesso com o foguete lanador no mdio prazo, era necessrio providenciar algum outro meio de lanamento, no exterior, pelo menos para o primeiro satlite, cujo desenvolvimento no encontrara obstculo. No entanto, a necessidade de buscar uma alternativa estrangeira para lanar o primeiro satlite nacional criou um impasse poltico s superado em 1991.

Resolvido o impasse, o primeiro satlite nacional, o Satlite de Coleta de Dados 1 (SCD-1), com a misso de coleta de dados ambientais, foi finalmente lanado a 9 de fevereiro de 1993 por um foguete americano Pegasus, que partiu de um avio da NASA enquanto este sobrevoava o Oceano Atlntico a sudeste da Flrida. Desde ento o SCD-1 opera, recebendo e retransmitindo dados captados no solo por pequenas estaes automticas conhecidas como PCDs (Plataformas de Coleta de Dados). O desempenho do SCD-1 excedeu todas as expectativas plausveis para um prottipo pioneiro desenhado e construdo para funcionar por um ano com 80% de confiabilidade. Em 1998 foi lanado o segundo satlite da srie SCD, o SCD-2, com as mesmas caractersticas operacionais do primeiro.

Tentativas de lanamento do VLS foram finalmente realizadas a partir do final dos anos 90 (1997, 1999 e 2003), mas sem que tivessem atingido pleno xito. Neste perodo o INPE desenvolveu em cooperao com a China dois satlites da srie CBERS, que foram lanados em 1999 e 2003 por lanadores chineses.

O Apndice A apresenta uma cronologia resumida do Programa Espacial Brasileiro.

5. A organizao do Programa Espacial Brasileiro O Programa Espacial Brasileiro est organizado de forma descentralizada em torno de diversos

rgos pertencentes aos Ministrios da Cincia e Tecnologia (MCT) e Ministrio da Defesa (MD). A Fig. 6 apresenta o organograma para as atividades espaciais nacionais, no qual as vrias instituies envolvidas so apresentadas, juntamente com um resumo de suas reas de atuao.

A AEB tem sob sua responsabilidade a formulao e execuo da Poltica Nacional de Desenvolvimento das Atividades Espaciais (PNDAE) e do Programa Nacional de Atividades

Espaciais (PNAE), bem como da coordenao central do Sistema Nacional de Desenvolvimento das Atividades Espaciais (SINDAE).

A criao da Agncia Espacial Brasileira (AEB) em 1994 marcou a passagem da coordenao do Programa Espacial Brasileiro do mbito militar para o civil. Isto ocorreu por meio da transferncia para a AEB das atribuies da Comisso Brasileira de Atividades Espaciais (COBAE), rgo vinculado ao ento Estado-Maior das Foras Armadas (EMFA).

Presidncia da RepblicaPresidncia da Repblica

Ministrio da Cincia e Tecnologia MCT

Ministrio da Cincia e Tecnologia MCT

Instituto Nacional dePesquisas Espaciais INPE

(Unidade de Pesquisa)

Instituto Nacional dePesquisas Espaciais INPE

(Unidade de Pesquisa)

Engenharia e Tecnologia Espacial Meteorologia Observao da Terra Cincias Espaciais e Atmosfricas Tecnologias Especiais

Centro de Lanamentode Alcntara CLA

Centro de Lanamentode Alcntara CLA

Lanamentos e Rastreio

Centro de Lanamento da Barreira do Inferno CLBI

Centro de Lanamento da Barreira do Inferno CLBI

Lanamentos e Rastreio

Agncia EspacialBrasileira AEB

(Autarquia)

Agncia EspacialBrasileira AEB

(Autarquia)

rgo gestor do Programa Nacional de Atividades Espaciais PNAE e do Sistema Nacional de Desenvolvimento das Atividades Espaciais SINDAE

Centro Tcnico Aeroespacial CTACentro Tcnico Aeroespacial CTA

Lanadores Aplicaes da Microgravidade: Foguetes de Sondagem e Satlites Recuperveis

Instituto de Aeronuticae Espao IAE

Instituto de Aeronuticae Espao IAE

Subsecretaria de Coordenao das Unidades

de Pesquisa

Subsecretaria de Coordenao das Unidades

de Pesquisa

Ministrio da Defesa MDMinistrio da Defesa MD

Departamento de Pesquisas e

Desenvolvimento DEPED

Departamento de Pesquisas e

Desenvolvimento DEPED

Comando da AeronuticaComando da Aeronutica

Presidncia da RepblicaPresidncia da Repblica

Ministrio da Cincia e Tecnologia MCT

Ministrio da Cincia e Tecnologia MCT

Instituto Nacional dePesquisas Espaciais INPE

(Unidade de Pesquisa)

Instituto Nacional dePesquisas Espaciais INPE

(Unidade de Pesquisa)

Engenharia e Tecnologia Espacial Meteorologia Observao da Terra Cincias Espaciais e Atmosfricas Tecnologias Especiais

Centro de Lanamentode Alcntara CLA

Centro de Lanamentode Alcntara CLA

Lanamentos e Rastreio

Centro de Lanamento da Barreira do Inferno CLBI

Centro de Lanamento da Barreira do Inferno CLBI

Lanamentos e Rastreio

Agncia EspacialBrasileira AEB

(Autarquia)

Agncia EspacialBrasileira AEB

(Autarquia)

rgo gestor do Programa Nacional de Atividades Espaciais PNAE e do Sistema Nacional de Desenvolvimento das Atividades Espaciais SINDAE

Centro Tcnico Aeroespacial CTACentro Tcnico Aeroespacial CTA

Lanadores Aplicaes da Microgravidade: Foguetes de Sondagem e Satlites Recuperveis

Instituto de Aeronuticae Espao IAE

Instituto de Aeronuticae Espao IAE

Subsecretaria de Coordenao das Unidades

de Pesquisa

Subsecretaria de Coordenao das Unidades

de Pesquisa

Ministrio da Defesa MDMinistrio da Defesa MD

Departamento de Pesquisas e

Desenvolvimento DEPED

Departamento de Pesquisas e

Desenvolvimento DEPED

Comando da AeronuticaComando da Aeronutica

Figura 6. Organograma governamental para a rea espacial. Fonte: Souza (2005).

6. Os Satlites de Coleta de Dados 1 e 2 (SCD-1 e SCD-2) (Adaptado de Fonseca, 2004) O SCD-1 um satlite de pequeno porte que opera em uma rbita de 760 km de altitude. A Fig.

7 apresenta sua forma octogonal caracterstica.

Figura 7. O satlite de coleta de dados SCD-1. Fonte: INPE (2005a).

O Satlite SCD-1 possui as seguintes caractersticas tcnicas: Forma: Prisma de base octogonal Dimenses: 1 m de dimetro, 1,45 m altura Massa Total: 115 kg Potncia Eltrica: 110 W Estrutura: Painis Colmias de alumnio Estabilizao de atitude: Rotao Controle Trmico: Passivo rbita: Circular de 750 km de altitude com 25 graus de inclinao Comunicao de servio: Transponder de telemetria e telecomando na banda S Cargas teis: Transponder de coleta de dados na faixa UHF/S e experimento

de clulas solares O controle de atitude feito por rotao, imposta pelo veculo lanador (aproximadamente 120

rpm no incio, sem controle da velocidade de rotao). Um amortecedor de nutao corrige os eventuais desvios na separao. A correo da direo do eixo de rotao pode ser feita com a utilizao de uma bobina magntica telecomandada da Terra. A determinao de atitude feita a partir de sensores solares (dispositivos para localizar o Sol em relao ao satlite) e de um magnetmetro (dispositivo para medir a direo e a magnitude local do campo magntico da Terra).

A gerao de potncia feita a partir de oito painis laterais retangulares e um octogonal superior composto por clulas de silcio. Uma Unidade de Condicionamento de Potncia (PCU) condiciona e direciona a energia gerada para todo o satlite. Uma bateria de nquel-cdmio (com capacidade de 8 Ampres-Hora) acumula energia para operao do SCD-1 durante suas fase de eclipse. O excesso de potncia produzida dissipado por dois dissipadores localizados no painel inferior. Um conversor DC/DC e uma Unidade de Distribuio de Potncia (PDU) terminam a composio do subsistema.

A Fig. 8 apresenta a sua rbita e a Fig. 9 mostra o satlite durante sua fase de integrao ao lanador.

Figura 8. A rbita do SCD-1. Figura 9. A integrao do SCD-1. Fonte: INPE (2005b). Fonte: INPE (2005a).

O sistema de superviso de bordo, com programao carregvel a partir do solo, constitudo

por dois computadores: a Unidade de Processamento Central (UPC) e a Unidade de Processamento Distribudo (UPD/C). O sistema permite a utilizao de comandos temporizados e o armazenamento de todas as telemetrias de bordo para transmisso durante a visibilidade das estaes terrenas. O subsistema de Telemetria, Rastreio e Comando (TT&C) compreende um decodificador de telecomandos (Decoder), dois Transponderes redundantes operando em banda S e um codificador de telemetrias (Codir). Duas antenas quadrifilares de mesma polarizao,

localizadas nos painis superior e inferior do satlite possibilitam o acesso ao mesmo a partir das estaes de rastreio e vice-versa.

A estrutura composta por um cilindro central em alumnio, ao qual so presos trs painis octogonais porta equipamentos. A rigidez garantida por quatro barras inclinadas que prendem as abas do painel central juno do cilindro com o painel inferior. Oito painis laterais de fechamento definem a forma do satlite. A ligao com o lanador realizada atravs de um flange de adaptao de alumnio.

O controle trmico, totalmente passivo, foi viabilizado com a utilizao de fitas trmicas e revestimentos (pinturas) com propriedades termo-pticas convenientes. Alguns equipamentos foram aterrados termicamente (quando muito dissipativos) e outros foram isolados do ambiente para minimizar sua faixa de temperatura de operao em rbita.

A carga til do satlite consiste em um transponder de coleta de dados (Transponder PCD), o qual recebe os sinais emitidos pelas plataformas automticas em terra atravs de antenas em UHF (monopolos no painel inferior e quadripolo no painel superior) e os retransmite em tempo real (sem armazenamento a bordo) em banda S (quadripolos nos painis inferior e superior) para as estaes de rastreio.

O SCD-2, lanado na noite de 22 de outubro de 1998, novamente por um foguete Pegasus, tambm teve pleno sucesso. Este segundo satlite quase idntico ao primeiro, exceto por alguns aperfeioamentos incorporados ao projeto original. Tambm significativo o fato de que, enquanto a maioria dos equipamentos de bordo do SCD-1 foi construda no prprio INPE, a participao industrial aumentou no SCD-2.

Os satlites SCDs fazem parte da Misso de Coleta de Dados, que visa fornecer ao pas um sistema de coleta de dados ambientais, baseado na utilizao de satlites e plataformas de coleta de dados (PCDs), distribudas pelo territrio nacional. As PCDs so pequenas estaes automticas instaladas, geralmente, em locais remotos. Desde o incio do programa o nmero de PCDs instaladas tem aumentado continuamente, j havendo mais de 750 em operao. Sua fonte de energia so pequenos painis solares (dotados de clulas fotovoltaicas).

Os dados adquiridos pelas PCDs so enviados aos satlites que os retransmitem para as estaes receptoras do INPE em Cuiab (Mato Grosso) e Alcntara (Maranho). A partir da os dados so enviados para o Centro de Misso, em Cachoeira Paulista (So Paulo), onde feito o seu tratamento, para distribuio imediata aos usurios do sistema. Os usurios cadastrados recebem os arquivos com os dados j processados utilizando a Internet. O INPE j atende a aproximadamente 100 organizaes usurias. Os dados coletados so classificados como meteorolgicos, hidrometeorolgicos e agrometeorolgicos, tais como presso atmosfrica, temperaturas do ar e do solo, velocidade e direo do vento, umidade relativa, nveis de rios e reservatrios, intensidade da radiao solar, etc. A Fig. 10 apresenta um diagrama da arquitetura de operao do SCD-1 e a Fig. 11 mostra um exemplo das Plataformas de Coleta de Dados utilizadas.

O satlite SCD-2 bastante similar ao SCD-1. Ele apresenta as mesmas caractersticas do SCD-1, menos da estabilizao a uma velocidade de rotao inferior (34 rpm) e bobinas magnticas para controlar essa velocidade. Ele tambm conta com um experimento adicional (Experimento Roda de Reao).

Em termos de ndice de nacionalizao, para um valor de 73% para o SCD-1, chegou-se a 85% para o SCD-2. Adicionalmente, a participao de empresas brasileiras passou de 9% no SCD-1 para 20% no SCD-2, consagrando a diretriz do INPE de transferncia de tecnologia para a indstria nacional. Lanado no dia 22 de outubro de 1998, novamente utilizando um lanador Pegasus, o SCD-2 ampliou os servios prestados pelo SCD-1.

Os dados coletados pelos satlites SCD-1 e SCD-2 so utilizados para aplicaes como: alimentar os modelos de previso de tempo do CPTEC; estudos sobre correntes ocenicas, mars e, qumica da atmosfera; planejamento agrcola; entre outras. Uma aplicao importante dos satlites o monitoramento das bacias hidrogrficas atravs das plataformas de coletas de dados. Os dados fluviomtricos e pluviomtricos coletados so de interesse tanto da Agncia Nacional de Energia Eltrica (ANEEL), quanto da Agncia Nacional de guas (ANA).

Figura 10. O SCD-1 e as suas PCDs. Figura 11. Plataforma de Coleta de Fonte: INPE (2005c). Dados (PCD). Fonte: INPE (2005d).

7. Projeto conjunto Brasil-China para o desenvolvimento de satlites de recursos terrestres Dentre as inmeras responsabilidades atuais de um estado moderno, destaca-se a de preservar

seu patrimnio ambiental por meio do estabelecimento de aes e regras que visem sua explorao com eficcia econmica e sustentabilidade. Para tanto, o uso das modernas ferramentas de sensoriamento remoto torna-se mandatrio, dada a dinmica induzida pelas mudanas naturais e pela atividade humana.

Para compreender a complexa relao entre os diversos fenmenos ambientais nas mais variadas escalas temporais e espaciais, a observao da Terra por meio de satlites a maneira mais efetiva de coletar os dados necessrios para monitorar e modelar os fenmenos ambientais, particularmente no caso de naes de grande extenso territorial, como o caso do Brasil.

Embora seja possvel obter de forma regular no mercado internacional os produtos necessrios para este trabalho (os dados brutos coletados pelos satlites), a situao de dependncia sempre indesejvel sob o ponto de vista estratgico, seja por no permitir o domnio de todas as tecnologias envolvidas, pelo constante envio de divisas para fora do pas, pela possvel inadequao dos sensores em rbita a todas s peculiaridades do territrio nacional a ser observado e, finalmente, pelo risco de no dispor dos produtos requeridos por razes que lhe fogem ao controle.

Cientes destes fatos, na dcada de 80, China e Brasil iniciaram um processo de aproximao com o objetivo de buscar alternativas de cooperao em atividades espaciais, particularmente na explorao das tcnicas de observao da Terra. As duas naes perceberam o quo estratgica esta cooperao seria para ambas por disporem de vastos territrios carentes de observao com sensores adequados; por serem total ou parcialmente dependentes de satlites estrangeiros para a obteno das imagens que necessitavam; por terem populao distribuda de forma irregular e; por compartilharem objetivos estratgicos semelhantes nas reas de cincia e tecnologia.

Assim, em 6 de julho de 1988, durante o governo do Presidente Jos Sarney, um programa de cooperao para desenvolver um par de satlites de observao da Terra foi assinado pelos governos do Brasil e da Repblica Popular da China, sendo ento criado o Programa Sino-Brasileiro de Recursos Terrestres (China-Brazil Earth Resources Satellite CBERS). Na China a implementao do Programa CBERS ficou sob a responsabilidade da Chinese Academy of Space Technology (CAST) e no Brasil ficou a cargo do Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais (INPE).

Este acordo de cooperao foi concebido de forma diversa das modalidades usuais de cooperao ou assistncia tcnica existentes entre naes, seja por meio do intercmbio de

pesquisadores, seja pela venda de equipamentos. Neste caso, o objetivo era o de buscar de forma desimpedida o desenvolvimento conjunto de um sistema sofisticado de observao da Terra por meio de satlites, no qual cada uma das naes se beneficiaria das vantagens competitivas da outra.

A ttulo de exemplo, deve ser mencionada a maior familiaridade brasileira com os mtodos e tcnicas de gerenciamento de programas espaciais praticados no ocidente e seu maior acesso ao mercado internacional dos componentes requeridos por estes sistemas. Pelo lado chins, a experincia por eles acumulada no desenvolvimento de lanadores e no lanamento e operao de diversos satlites, constitua um complemento ideal capacitao brasileira.

Seu objetivo era unir a capacitao tcnica e os recursos financeiros das duas naes com o propsito de desenvolver um sistema completo de sensoriamento remoto, que apresentasse compatibilidade com os sistemas j disponveis comercialmente, que pudesse vir no futuro competir com eles no mercado de comercializao desse tipo de produto.

Para tanto, foi concebido um sistema com cobertura global realizada com diversas cmeras pticas, complementadas por um sistema de coleta de dados ambientais. A Fig. 12 apresenta uma ilustrao do satlite CBERS.

China e Brasil dividiram a responsabilidade pelo custo do desenvolvimento dos satlites e seu lanamento, cabendo 70% e 30% respectivamente a cada um. Coube ao Brasil fornecer a estrutura mecnica, os equipamentos para o sistema de suprimento de energia (incluindo o painel solar), a cmara Wide Field Imager (WFI) e, os sistemas de coleta de dados e de telecomunicaes de bordo. Dentre elas, a fabricao dos computadores de bordo e dos transmissores de microondas foi contratada junto a empresas brasileiras. Aos chineses coube o fornecimento das outras partes dos satlites e dos lanadores utilizados.

As atividades tiveram incio em 1988 e culminaram com o lanamento do primeiro modelo (CBERS-1) em 14 de outubro de 1999, utilizando-se o foguete chins Longa Marcha 4B, a partir da Base de Lanamento de Taiyuan, situada na provncia de Shanxi, a cerca de 750 km sudoeste de Beijing (Pequim), como mostrado na Fig. 13.

Com o incio das operaes do CBERS-1 em 1988, foram aceleradas as atividades de fabricao do CBERS-2, que incluam as etapas de integrao e testes no Brasil, ao contrrio do que ocorreu com o CBERS-1, que foi integralmente montado e testado na China. Seu lanamento ocorreu em 21 de outubro de 2003. Em outubro de 2005 o CBERS-2 completou dois anos de operao, sendo o nico ainda em operao, pois o CBERS-1 interrompeu seus servios aps quatro anos de operao continuada.

Figura 12. O satlite CBERS e o emblema do programa. Figura 13. O lanamento do satlite Fonte: ETE/INPE Divulgao. CBERS-1 em 14 de outubro de

1999. Fonte: INPE (2005e).

Em virtude do sucesso obtido no desenvolvimento dos dois satlites, Brasil e China iniciaram discusses objetivando especificar, desenvolver, fabricar, lanar e operar uma nova gerao de satlites da famlia CBERS (CBERS-3 e CBERS-4), dotados de maiores avanos em seus sensores e cabendo responsabilidades iguais a cada um dos dois parceiros (50% para cada parte).

O satlite CBERS apresenta as arquiteturas mecnica e eltrica convencionalmente adotadas para satlites de porte mdio com a misso de sensoriamento remoto. Ele composto de um mdulo de servio, tambm denominado plataforma, e outro de cargas teis, ambos com formato de paraleleppedo. A Fig. 14 apresenta um diagrama com as partes principais do CBERS.

Figura 14. Diagrama esquemtico com as partes do satlite CBERS. Fonte: ETE/INPE Divulgao. A plataforma abriga os equipamentos e subsistemas que sustentam o funcionamento do satlite e

das cargas teis, tais como o suprimento de energia, o controle da atitude (que cuida do apontamento do satlite no espao), o controle trmico, a propulso, a superviso de bordo e as comunicaes com o solo.

O mdulo de cargas teis acomoda as diversas cmaras e equipamentos eletrnicos necessrios para o cumprimento da misso do satlite. As cmaras so as seguintes: High Resolution CCD Camera (CCD), Infrared Multispectral Scanner (IRMSS) e Wide Field Imager (WFI).

A potncia eltrica necessria para a sua operao fornecida por painel solar que permanece constantemente apontado para o Sol. Devido as suas dimenses, o mesmo dobrado para que possa ser acomodado no volume disponvel na coifa (extremidade superior) do foguete lanador, quando do lanamento. Uma vez em rbita, seus segmentos so abertos por meio de mecanismos de articulao. Ao final da abertura o painel travado e tem sua superfcie coberta com clulas fotovoltaicas apontadas para o Sol, permanecendo desta forma por meio de um sistema de controle automtico que o gira para acompanhar os movimentos relativos entre o satlite e o Sol.

Com o objetivo de garantir a preciso das imagens a serem adquiridas, o satlite possui um subsistema de controle de seu apontamento para a Terra, tambm denominado de subsistema de controle da atitude, que o mantm permanentemente apontado dentro de fraes de grau.

Como todos os satlites em rbita da Terra, o CBERS est exposto a um ambiente trmico extremamente rigoroso, que inclui temperaturas extremas de aquecimento e de resfriamento. Para que os diversos equipamentos e cargas teis que o constituem sejam mantidos nas suas faixas adequadas de temperatura de operao, o satlite tambm conta um subsistema de controle trmico que por meio de dispositivos ativos e passivos capaz de regular simultaneamente as vrias temperaturas internas e emitir para o espao o calor excedente.

As caractersticas do satlite CBERS esto listadas abaixo. Dentre elas, as mais relevantes so: a sua massa (aproximadamente 1450 kg); o tipo de estabilizao adotado (ativamente estabilizado em 3 eixos) e; a sua vida til que estimada em 2 anos.

Massa total: 1450 kg Potncia gerada: 1100 W Baterias: Duas de 30 Ah (Ampre-hora) de tecnologia NiCd Dimenses do corpo do satlite: 1,8 m por 2,0 m por 2,2 m Dimenses do painel solar: 6,3 m por 2,6 m Altitude da rbita hlio-sncrona: 778 km Inclinao: 98,504 graus em relao ao plano do equador. Perodo orbital: 100,26 minutos Propulso a hidrazina: 16 motores de 1 N e 2 motores de 20 N Tipo de estabilizao: em 3 eixos Superviso de bordo: do tipo distribuda Comunicao de servio (TT&C): UHF e Banda S Tempo de vida: 2 anos (com confiabilidade de 60%)

Como exposto anteriormente, o satlite CBERS equipado com cmaras para observaes

pticas de todo o globo terrestre, alm de um sistema de coleta de dados ambientais. So sensores especialmente projetados para atender aos requisitos de escalas temporais (tempo mnimo necessrio para fotografar duas vezes uma dada regio) e espaciais (resoluo da imagem no solo) caractersticas de nosso ecossistema.

O satlite permanece em uma rbita sncrona com o Sol a uma altitude de 778 km, completando 14 rbitas completas por dia. Nesta rbita o satlite sempre cruza a linha do equador s 10h30min da manh, hora local, propiciando sempre as mesmas condies de iluminao solar. A Fig. 15 ilustra a rbita adotada pelo satlite CBERS-1.

As cmeras CCD e IRMSS possuem campos de visada de 113 km e 120 km, respectivamente. O tempo necessrio para se adquirir imagens de todo o globo terrestre com ambas de 26 dias. A cmara WFI consegue imagear uma faixa de 890 km de largura e o tempo necessrio para uma cobertura global de apenas 5 dias. A Fig. 16 apresenta a cabea ptica da cmara WFI.

Figura 15. A rbita do satlite CBERS-1. Figura 16. Cabea ptica da cmara WFI.

Fonte: INPE (2005f). Fonte: INPE (2005g).

Os instrumentos presentes no satlite CBERS so os seguintes (Santana e Coelho, 1999): Cmara de Varredura no Infravermelho (IRMSS): a cmara de varredura IRMSS estende o

espectro de observao do CBERS at o infravermelho termal. O IRMSS produz imagens de uma faixa de 120 km de largura com uma resoluo de 80 m (160 m no canal termal). Em 26 dias obtm-se uma cobertura completa da Terra que pode ser correlacionada com aquela obtida atravs da cmara CCD. Um exemplo do tipo de imagem obtida est na Fig. 18.

Cmara CCD de Alta Resoluo (CCD): a cmara CCD fornece imagens de uma faixa de 113 km de largura, com uma resoluo de 20 m. Esta cmara tem capacidade de orientar seu campo de visada dentro de 64 graus, possibilitando a obteno de imagens estereoscpicas de uma certa regio. Alm disso, qualquer fenmeno detectado pelo WFI pode ser focalizado pela cmara CCD atravs do apontamento apropriado de seu campo de visada, dentro de no mximo 3 dias. As imagens obtidas atravs desta cmara so utilizadas em agricultura e planejamento urbano, alm de aplicaes em geologia e hidrologia. So necessrios 26 dias para uma cobertura completa da Terra com a cmara CCD. Um exemplo do tipo de imagem obtida est na Fig. 19.

Imageador de Largo Campo de Visada (WFI): o WFI faz imagens de uma faixa de 890 km de largura, produzindo imagens com resoluo de 260 m. Em cerca de 5 dias obtm-se uma cobertura completa do globo em duas faixas espectrais, o verde e o infravermelho prximo. Um exemplo do tipo de imagem obtida est na Fig. 20.

Retransmissor do Sistema de Coleta de Dados: o CBERS incorpora um sistema de coleta de dados destinado retransmisso, em tempo real, de dados ambientais coletados na Terra e transmitidos ao satlite por meio de pequenas estaes autnomas. Os dados provenientes destas estaes localizadas em qualquer ponto da Terra so dirigidos, ao mesmo tempo, a centrais de processamento e aos usurios finais.

Como exposto anteriormente, o satlite CBERS foi concebido tendo por objetivo cumprir duas

misses primrias. So elas: Observao da Terra por meio de trs cmaras distintas (CCD, IRMSS e WFI). Retransmisso dos dados do sistema de coleta de dados implantado no Brasil pela Misso

Espacial Completa Brasileira (MECB). A execuo da misso demanda a constituio de um sistema de solo que permita o controle do

satlite e a aquisio de seus dados. Esta funo cumprida por uma srie de sistemas existentes tanto no Brasil quanto na China. Deles fazem parte:

Antenas de recepo de dados de rastreio e telemetria, tambm utilizadas para o envio de telecomandos. Servem para enviar e receber a comunicao de servio do satlite, que utilizada para supervisionar e manter o seu funcionamento. Estas antenas tambm servem para a coleta dos dados brutos do sistema de coleta de dados.

Antenas para a recepo das imagens adquiridas pelas cmaras do satlite. Servem para receber os dados brutos das trs cargas teis pticas do satlite.

Centros de Controle. Servem para supervisionar o funcionamento do satlite e comand-lo. As atividades so executadas pelo Brasil e pela China em perodos alternados.

Centros de Processamento das Imagens. Servem para tratar os dados brutos das cmaras e preparar os produtos solicitados pelos usurios.

Centros de Misso. Servem para programar o funcionamento das cmaras de acordo com as necessidades dos usurios.

Plataformas de Coleta de Dados (PCDs) que enviam dados ambientais para o satlite, que so posteriormente retransmitidos para a Terra.

A Fig. 17 apresenta de forma esquemtica a interao entre os sistemas de solo e o satlite. Adicionalmente, exemplos de resultados obtidos com cada uma das cmaras pticas do satlite

CBERS so apresentados nas Figuras 18, 19 e 20.

Figura 17. Interao entre os sistemas de solo e o satlite CBERS. Fonte: INPE (2005h).

Figura 18. Imagem CBERS de Angra os Reis e Ilha Grande no litoral sul do Rio de Janeiro, imageados pelo sensor IRMSS. Destaca-se a presena da Mata Atlntica nas reas serranas e na Ilha Grande. Outro destaque a grande quantidade de pequenas ilhas que a regio abriga.

Fonte: INPE (2005i).

Figura 19. Imagem CBERS do Plano Piloto de Braslia e seu contorno imageados pelo sensor CCD em 31 de julho de 2000. Destaca-se o cinturo das cidades satlites em plena expanso, bem como a presena de novos loteamentos. Na parte sul da cena aparece uma longa pluma de fumaa. Fonte: INPE (2005i).

Figura 20. Imagem CBERS da regio de Buenos Aires e do Rio da Prata imageados pelo sensor WFI. As guas dos rios Paran e Uruguai se dispersam ao largo de Buenos Aires, formando a grande pluma azul mais claro que avana para o Oceano Atlntico.

Fonte: INPE (2005i).

8. O Programa brasileiro de pequenos satlites e satlites cientficos (Adaptado de Fonseca, 2004)

Aps o sucesso do SCD-1 e SCD-2, outros projetos de pequenos satlites cientficos e de

aplicaes de engenharia conseguiram apoio no Brasil para serem desenvolvidos, na maioria dos casos com parceiros estrangeiros.

Um fato importante no projeto Brasil-China foi que o lanamento do CBERS-1 levou tambm ao espao, de carona, o primeiro satlite cientfico brasileiro, o SACI-1 de apenas 60 kg, construdo pelo INPE em cooperao com outras instituies de pesquisa. Infelizmente, devido a uma possvel falha no sistema de comunicao ou outro subsistema associado, a misso SACI-1 falhou, embora o satlite tenha sido colocado na rbita prevista pelo foguete chins Longa Marcha 4. Nunca se conseguiu estabelecer comunicao entre o satlite cientfico e a Terra. Um segundo satlite cientfico foi desenvolvido em seguida, o SACI-2 (Fig. 21), que foi perdido devido falha no segundo lanamento do foguete nacional VLS. Com isso a srie de satlites SACI foi encerrada.

Mais recentemente, em 2003, o INPE integrou um satlite tecnolgico de pequenas dimenses (denominado SATEC). Ele pode ser visto na Fig. 22, j integrado ao ltimo estgio do VLS-1 (3 prottipo). Em virtude do acidente ocorrido na torre de lanamento em agosto daquele ano, tambm este satlite foi perdido.

Atualmente encontram-se em desenvolvimento no INPE uma Plataforma Multi-Misso (PMM) e o satlite EQUARS (Equatorial Atmosphere Research Satellite Satlite de Pesquisa da Atmosfera Equatorial).

Com o projeto da PMM, espera-se obter um sistema que, independentemente da carga til utilizada, as seguintes funes necessrias para o cumprimento da misso possam ser executadas:

Suporte estrutural para montagem de equipamentos. Suprimento de potncia eltrica carga til. Controle de rbita e propulso. Comunicaes de servio (telemetria/telecomandos/localizao). Gesto de dados a bordo. Controle trmico. A Plataforma Multi-Misso do INPE um conceito moderno em termos de arquitetura de

satlites. Consiste em reunir em uma plataforma todos os equipamentos que desempenham funes necessrias sobrevivncia de um satlite, independente do tipo de rbita ou de seu apontamento.

A idia de se separar o satlite em uma plataforma que prov servios bsicos, e em uma carga til "cliente" destes servios, tem sido explorada atualmente atravs do conceito de plataformas multi-misso, isto independente da misso especfica ela facilmente adaptvel a cada aplicao, como so os casos da PMM nacional, e o projeto PROTEUS da agncia espacial francesa. A Fig. 23 ilustra a PMM ora em desenvolvimento no INPE.

Figura 21. O satlite SACI-2. Figura 22. O satlite SATEC. Fonte: ETE/INPE Divulgao. Fonte: ETE/INPE Divulgao.

Figura 23. Vista ilustrada da Plataforma Multi-Misso (PMM).

Fonte: ETE/INPE Divulgao.

A PMM serve de base, por exemplo, para o desenvolvimento do satlite EQUARS, cuja configurao a seguinte (Fig. 24):

rbita: Equatorial, altitude de 750 km (LEO) Inclinao: 20 graus Massa total: 130 kg Dimenses: 60 x 70 x 80 cm Consumo de energia: 145 W Posicionamento do satlite: Geocntrico, com preciso de 1 grau Controle de atitude: Ativo em 3 eixos Capacidade de armazenamento de dados: 1800 Mbits/24 h A Fig. 24 indica, nas bandeiras, as participaes internacionais do Canad, Japo e Estados

Unidos. A misso cientfica do EQUARS refere-se ao monitoramento global da atmosfera na regio equatorial, enfatizando os processos dinmicos, fotoqumicos e os mecanismos de transporte de energia entre a baixa, mdia e alta atmosfera e ionosfera. Os tpicos a serem investigados so:

Monitoramento da Atmosfera Equatorial. Monitoramento da Troposfera, particularmente o vapor dgua e a conveco de nuvens. Monitoramento da Estratosfera, particularmente a variao da temperatura. Monitoramento da Mesosfera, particularmente a propagao de ondas e temperatura. Monitoramento da Ionosfera, particularmente a gerao e propagao de bolhas de plasma.

Figura 24. Satlite de Pesquisa da Atmosfera Equatorial (EQUARS). Fonte: INPE (2005j).

9. Referncias bibliogrficas Carleial, A.B. Uma Breve Histria da Conquista Espacial. In: Parcerias Estratgicas. Braslia:

Centro de Estudos Estratgicos (CEE), n. 7, p. 21-30, out. 1999. Fonseca, I.M. O Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais, INPE e o Programa Espacial

Brasileiro. In: Souza, P.N.; Fonseca, I.M. AEB ESCOLA Programa de formao continuada de professores. So Jos dos Campos: INPE, 2004. (INPE-12213-PUD/165).

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Santana, C.E.; Coelho, J.R.B. O Projeto CBERS de Satlites de Observao da Terra. In: Parcerias Estratgicas. Braslia: Centro de Estudos Estratgicos, n. 7, p. 203-210, out. 1999.

Souza, P.N. Curso Introdutrio em Tecnologia de Satlites (CITS). So Jos dos Campos: INPE, abril de 2003. (INPE-9605-PUD/126).

______. Satlites e Plataformas Espaciais: Programa AEB ESCOLA Formao continuada de professores. So Jos dos Campos: INPE, 2005. (INPE-12345-PUD/167).

10. Sobre o Autor Petrnio Noronha de Souza Engenheiro Mecnico pela UNICAMP (1982), com Mestrado em

Cincia Espacial/Mecnica Orbital pelo INPE (1986) e Doutorado em Engenharia pelo Cranfield Institute of Technology (Inglaterra) em 1993. No INPE trabalhou na Misso Espacial Completa Brasileira de 1986 a 1990, tendo participado do desenvolvimento do Amortecedor de Nutao dos satlites da srie SCD. Iniciou o projeto do Experimento Roda de Reao (ERR) que integrou o satlite SCD-2. Em 1995 assumiu a coordenao do Grupo de Projetos da Diviso de Mecnica Espacial e Controle (DMC). Nesta atividade participou da concluso dos satlites SCD, do projeto do satlite cientfico SACI-1 e do projeto da gndola do telescpio imageador MASCO. De 1997 a 1999 assumiu a chefia da DMC. Ocupou de 1998 a 2005 a gerncia no INPE do Programa Brasileiro para a Estao Espacial Internacional, programa desenvolvido junto NASA e Agncia Espacial Brasileira. Em 2004 fundou e preside a Associao Aeroespacial Brasileira (AAB).

Apndice A

Programas Espaciais e a Tecnologia de SatlitesPetrnio Noronha de SouzaApndice A