16:46CTEE 1

Cubesats: o que são e para que servem

16:47CTEE 2

Christopher Shneider Cerqueirachristophercerqueira@gmail.com / http://www.cscerqueira.com.br• Eng. Computação• MSc. Eng. e Ger. de Sistemas Espaciais• Finalizando o PhD. em Eng. e Ger. de Sistemas Espaciais

4:47 3

O que é um CubeSat?

Mercado Espacial?

Uso Pedagógico?

CTEE

Taxonomia por “massa”

Geralmente geoestacionários, e observação do espaço.

http://www.amsat.org/?page_id=1869

Geralmente militares, científicos, e observação da terra.

Geralmente científicos, provas de conceito, e educacionais.

16:47CTEE 4

Miniaturização

16:47CTEE 5

dt = 70 anos

https://en.wikipedia.org/wiki/ENIAC

ENIAC was announced in 1946

5,000 cycles per second

Miniaturização

CTEE 616:47

Small Sats (até 10kgs) :

CubeSats TubeSats

PocketQub CanSat

https://asunow.asu.edu/20160406-creativity-asu-suncube-femtosat-space-exploration-for-everyone

16:47CTEE 7

ASU's SunCube FemtoSat

Projetos BR

Revista FAPESP

16:47CTEE 8

Tancredo - UbatubaSat

16:47 9CTEE

CTEE 1016:47

CTEE 1116:47

Exemplos de Missões com Pequenos Satélites

16:47CTEE 12

Tipos de Missões• Usos típicos:

• Teste de componentes espaciais• Ciência Espacial• Motivação para desenvolver

novas tecnologias• Baixo custo (riscos

experimentais)• Motivação Educacional para

Estudantes (Missões com endLife de 2 anos)

• Extras:• Espionagem (Terra / entre

satélites)• Observação da terra• Constelação em Marte

http://ccar.colorado.edu/asen5050/projects/projects_2013/Naik_Siddhesh/Cubesats.html16:47CTEE 13

Considerações• Missões próximas à Terra*

• Potência de transmissão• Tamanho do objetiva

• Atividades/Objetivos Distribuídos em Satélites• Tamanho do Envelope Mecânico• Dimensão do Suprimento de Energia

• Tempo de Retorno• “Aerólito sem rumo”

• Tempo de Vida• Radiação e Falhas

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QB50• The QB50 mission

demonstrates the possibility of launching a network of CubeSats built by Universities Teams all over the world to perform first-class science in the largely unexplored lower thermosphere.

16:47CTEE 15

MarCO - Mars Cube One• MarCO is an experimental

capability that has been added to the InSight mission,

• The two CubeSats will separate from the Atlas V booster after launch and travel along their own trajectories to the Red Planet. After release from the launch vehicle, MarCO's first challenges are to deploy two radio antennas and two solar panels. The high-gain, X-band antenna is a flat panel engineered to direct radio waves the way a parabolic dish antenna does. MarCO will be navigated to Mars independently of the InSightspacecraft, with its own course adjustments on the way.

16:47CTEE 16

NanoSatC-BR2• microssatélite do Programa NANOSATC-BR,

Desenvolvimento de CubeSats, em execução no âmbito do Convênio do Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais, através de sua subunidade o Centro Regional Sul de Pesquisas Espaciais com a Universidade Federal de Santa Maria - Convênio MCTIC/INPE-UFSM e suas Parcerias no Estado, com a Universidade Federal do Rio Grande do Sul, Instituto de Informática, Grupo de Microeletrônica -UFRGS/II-GME e com a Santa Maria Design House - SMDH-UFSM. Parceria INPE/MCTIC - UFSM, desde Janeiro de 2013, utiliza a plataforma, CubeSats - 2U: (i) o seu Modelo de Voo (MV) na sala 100.000 do LIT/INPE-MCTIC está no momento (Agosto 2017) aguardando sua integração final, com planejamento para lançamento em 2018, estando ainda por finalizar o desenvolvimento de uma de suas placas de Cargas Úteis: Científica & Tecnológica; e (ii) o seu Modelo de Engenharia (ME) no LABSIM/ETE/INPE-MCTIC, que esta sendo utilizado para uma gama de testes de software de bordo e de solo e de Sistemas e Subsistemas, com a participação ativa de alunos de Graduação da UFSM, de seus alunos egressos hoje nas Pós-Graduações do MCTIC/INPE, MD/DCTA-ITA e UFRGS, de Professores da UFSM e da UFRGS, e de Pesquisadores e Tecnologistas do INPE/MCTIC, sendo alguns deles ex-alunos egressos da UFSM que foram devidamente contratados pelo MCTIC/INPE via concursos públicos.

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QARMAN• QARMAN (led by the Von

Karman Institute, Belgium): a 3-unit CubeSat mission to demonstrate re-entry technologies, particularly novel heatshield materials, a new passive aerodynamic drag stabilisation system, and the transmission of telemetry data during re-entry via data relay satellites in low-Earth orbit, due to be launched to/deployed from the International Space Station in 2018

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CubeSat Virtual Telescope• NASA engineers Neerav Shah

and Phil Calhoun will realize a long-held ambition later this year when a Space-X launch vehicle deploys two tiny satellites that will fly in a precise formation to create, in effect, a single or “virtual” telescope benefitting a range of scientific disciplines.

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No mais... é um sistema computacional

16:47CTEE 21

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Space Flight

http://www.spaceflight.com/wp-content/uploads/2015/05/SPUG-RevF.pdf16:47CTEE 23

Flight Share – Noção de Preços

$59k/kg

16:47CTEE 24

Rocket-Lab Electron

https://www.rocketlabusa.com/

• Electron is designed for a nominal payload of 150 kg to a 500 km sun-synchronous orbit.

• Rocket Lab is able to tailor the vehicle to specific mission requirements including a range of sun-synchronous altitudes in circular or elliptical orbits at inclinations between 39 and 98 degrees.

16:47CTEE 25

Rocket-Lab Rideshare

16:47CTEE 26

Exemplos de PODs

16:47CTEE 27

Que tal cada escola ter seu próprio programa espacial?

CTEE 2816:47

Mercado de Pequenos Satélites

16:47CTEE 29

Planet

https://www.planet.com/16:47CTEE 30

Spire

https://spire.com/http://space.skyrocket.de/doc_sdat/lemur-2.htm

16:47CTEE 31

OneWeb

http://www.oneweb.world/16:47CTEE 32

Gomspace

https://gomspace.com/home.aspx16:47CTEE 33

Gauss

https://www.gaussteam.com/16:47CTEE 34

CubeSatShop

https://www.cubesatshop.com/16:47CTEE 35

Clyde Space

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ISIS

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16:47CTEE 38

www.launchspacesystems.com.br

http://emsisti.com.br

CUBESAT KIT

▪ Plataforma didática para sala de aula e laboratório

▪ Principais funções de um nanosat

▪ Mesmas características físicas e elétricasde um CubeSat modelo de voo

Alguns exemplos de atividades acadêmicassão o desenvolvimento de: ▪ Software embarcado▪ Algoritmos de balanço de potência▪ Payloads▪ Protocolos de comunicação RF

www.launchspacesystems.com.br

MONTAGEM, INTEGRAÇÃO E TESTEShttps://www.youtube.com/watch?v=KhbwYAjSHwU

EJEÇÃO EM ÓRBITA A PARTIR DA ISShttps://www.youtube.com/watch?v=FB8JNhrCAOc

DEMOSTRAÇÃO KIThttps://youtu.be/rPmL-8uV8m8

Alunos podem entender o funcionamento e criar o seu próprio CubeSat!

contato@launchspacesystems.com.br

16:47 411983, o psicólogo do desenvolvimento americano Howard Gardner descreveu nove tipos de inteligência

Co

mp

etên

cias

-ch

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a co

apre

nd

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igit

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fun

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éto

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se

aplic

açõ

es

16:47 42

Perguntas e Questionamentos

• Como vão conseguir recursos?

• Como cativar os professores a continuar?

• Como tornar público? Estratégias de marketing?

• Como convencer a população?

• Como e onde vão montar os laboratórios?

• O que é necessário para começar?

• Qual estratégia? Buy/learn

• Quais os objetivos para um programa?

• Qual o cronograma (recursos)?

16:47 43

Disciplinas• Física

• Cinemática, dinâmica, ótica, ondas, térmica

• Matemática• Geometria, astronomia

• História/Sociologia• Contexto, momentos importantes, debates

• Química• Materiais, arranjos

• Geografia/Biologia• Contexto, ambiente espacial e terrestre, o que observamos

• Linguagens • Divulgação, publicidade, documentação técnica

• Técnicas

16:47 44

Projeto Transversal no Ensino Médio

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Projeto Transversal no Ensino Médio

16:47CTEE 46

ProjetoTransversal

Tempo do aluno• Contrato do Lançador

• Alocação da banda de frequÊncia

• Documentação

• Compra/Logística

• Design ( Modelagens) / Montagem

• Capacitação ( Alunos e Professores)

• Facilidades (Laboratórios)

• V&V

16:47 47

Estratégia evolutiva e iterativa

16:47 48

Sat01 Sat02 Sat03 Sat04

• Voo balão• Celular• Comm 3G• Aplicativos• Gestão de Req• Processo

• Voo balão• femtoSat• SDR• Sist. Comp• Aplicativos• Adaptar a

Realidade

• Voo balão• femtoSat c/ Cam• Seg Solo two-way• Melhoras

• Lançamento• CubeSat • Seg Solo

Completo• Melhorias

Robótica

Automação“Easy Start” Good Stuff

Estratégia de difusão

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Divulgações

• Gvnm• Profs.

• Pop. • N. Prof.• Expectativas

• “sem retorno”

Academicamente

• 7 Pós-Graduações: • Astrofísica

• Engenharia e Tecnologia Espaciais• Mecânica Espacial e Controle

• Combustão e Propulsão

• Ciência e Tecnologia de Materiais e Sensores

• Engenharia e Gerenciamento de Sistemas Espaciais

• Geofísica Espacial

• Computação Aplicada

• Meteorologia

• Sensoriamento Remoto

• Ciência do Sistema Terrestre

16:47CTEE 51

[Discentes]

CTEE – Capacitação Tecnológica em Engenharia Espacial

• Desde 2016

• Objetivos:• coordenar, projetar, fabricar e testar

• potência, comunicação, computação de bordo, determinação e controle de atitude, estrutura e controle térmico.

• Convergência de projetos

• Disponibilização• para demanda interna

• pública para universidades.

• Divulgação científica: • oficina de CubeSats

16:47CTEE 52https://www.researchgate.net/project/CTEE-Capacitacao-Tecnica-em-Engenharia-Espacial

Plano Geral (vislumbre)

CTEE 53

Alfa Beta Gama Delta Epsilon Zeta Eta Teta

Divulgação

Retorno Univ/IFs

Retorno INPE

16:47

Oficina de CubeSats

54

Lázaro Aparecido Pires de CamargoServidor INPE - CEA Aluno MSc. CSE – Tema OBC

• Lúdico

• Passar Conhecimentos Básicos

• Mimetizar o procedimento• Engenharia (Com mais

tempo)• Integração (Com menos

tempo)• Verificação (com muito

menos tempo)

• Foco no Ensino Fundamental

16:47

Visitas em Escolas

16:47 CTEE 55

Visitas no INPE

16:47 CTEE 56

Curso de Engenharia Espacial

Missões Espaciais

Ambiente Espacial

Movimento Orbital

Geometrias Visadas

Engenharia de Sistemas / MBSE

Engenharia Espacial Contexto e Histórico

Satélite e seu meio

Design e Análise de Sistemas Espaciais

Tools

Req.

Processo e Ferramentas

Mis

são

Espaço

Carga-Útil

Serviço

Suprimento de Energia

Computador e Software

Controle

Comunicações

Estrutura, Mecanismos e Térmico

Solo Operações

Lançador

Custos, Riscos, Cronograma, Logística, Manufatura e Verificação

Elementos de um Sistema Espacial 16:47CTEE 57

Curso de Engenharia Espacial16:47 CTEE 58

Missões Práticas Curtas

Plataforma “open-source”

Repassar “boas práticas”

Acelerador de Maturidade

Divulgação Científica

Plataforma de Teste “low cost”

Validar Pesquisas

Nicho

16:47CTEE 59

CTEE 60

Seg. Espacial• Computador de Bordo• Telecomunicações• Geração de Energia• Atitude (no mínimo determinação)• Estrutura• Experimentos... (terminando a convergência)Seg. Solo (Manualmente)• Receber TM (Rádio Definida por Software)• Enviar TC

(somente ilustrativo) https://gomspace.com

16:47

Gerar artefatos e procedimentos para serem distribuídos

para os centros profissionalizantes (escolas técnicas /

universidades)

16:47CTEE 61

Solução baseada em um Kit: ~R$100.00

Fornecido o protocolo de comunicação.

Teste funcional

Envelope de papelão (volume/massa)

JFK – 12 de Setembro de 1962

• Nós escolhemos ir para luanesta década, e realizar outros feitos,• não pelo fato de serem fáceis, • mas pois são difíceis. • Este objetivo vai servir para

organizar e • medir o melhor das nossas

energias e habilidades, • e este desafio é um que estamos

dispostos a aceitar, um que nãovamos adiar, e um que pretendemos vencer, e os outros, também.

• 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 which we intend to win, and the others, too.

CTEE 6216:47

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Muito

obrigado!!!Equipe CTEE – 2017

fb.me/ctee.inpe

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