Nelson Jorge Schuch - I Seminário Internacional de Defesa

Report
NANOSATC-BR1
O NANOSATÉLITE BRASILEIRO
Nelson Jorge Schuch *, Otávio Santos Cupertino Durão **,
Equipe NANOSATC-BR***.
*Gerente dos Projetos NANOSATC-BR1 & NANOSATC-BR2, Coordenador do Programa NANOSATCBR, Desenvolvimento de CubeSats, Centro Regional Sul de Pesquisas Espaciais – CRS/INPE–MCTI, em
parceria com o Laboratório de Ciências Espaciais De Santa Maria – LACESM/CT–UFSM, Santa Maria, RS,
Brasil, <[email protected]>.
** Coordenador de Engenharias e Tecnologias Espaciais dos Projetos NANOSATC-BR1 & NANOSATCBR2 do Programa NANOSATC-BR, Desenvolvimento de CubeSats, Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais –
CPA/INPE–MCTI, São José dos Campos, SP Brasil, <[email protected]>.
*** Sessenta e uma pessoas: INPE/MCTI, AEB, UFSM, SMDH, UFRGS, EMSIST, ITA/DCTA-MD.
.
EQUIPE NANOSATC-BR
Programa NANOSATC-BR, Desenvolvimento de CubeSats
Parceria MCTI/INPE-UFSM
Pessoas que contribuíram e/ou estão contribuindo:
1 - NELSON JORGE SCHUCH, 2 - OTÁVIO SANTOS CUPERTINO DURÃO, 3 - ALEXANDRE ÁLVARES PIMENTA, 4 - POLINAYA
MURALIKRISHNA, 5 - ADRIANO PETRY, 6 - EVERSON CESCONETTO MATTOS, 7 - MARLOS ROCKENBACH DA SILVA, 8 - ODIM
MENDES JR, 8 - NALIN BABULAU TRIVEDI, 9 - SEVERINO LUIZ GUIMARÃES DUTRA, 10 - ALISSON DAL LAGO, 11 - CLEZIO
MARCOS DENARDINI, 12 - EZEQUIEL ECHER, 13 - LUIS EDUARDO ANTUNES VIERA, 14 - GEILSON LOUREIRO, 15 - MARIA DE
FATIMA FRANCISCO MATIELLO, 16 - MARIO CELSO DE ALMEIDA, 17 - VALDEMIR CARRARA, 18 - JOSÉ SERGIO DE ALMEIDA, 19 HELIO KUGA, 20 - RAFAEL LOPES COSTA, 21 - LUCAS LOPES COSTA, 22 - NATANAEL RODRIGUES GOMES, 23 - RENATO
MACHADO, 24 - ANDREI PICCININI LEGG, 25 - JOÃO BAPTISTA DOS SANTOS MARTINS, 26 - RICARDO REIS, 27 - FERNANDA
GUSÃO DE LIMA KASTENSMIDT, 28 - RUBENS ZOLAR GEHLEN BOHRER, 29 - EDUARDO ESCOBAR BÜRGER, 30 - CASSIO
ESPINDOLA ANTUNES, 31 - TARDELLI RONAN COELHO STEKEL, 32 - CARLOS ROBERTO BRAGA, 33 - JULIANO MORO, 34 WILLIAM DO NASCIMENTO GUARESCHI, 35 - CLAUDIO MACHADO PAULO, 36 - FERNANDO LANDERDAHL ALVES, 37 - LUCAS
LOURENCENA CALDAS FRANKE, 38 - MAURICIO RICARDO BALESTRIN, 39 - GUILHERME PAUL JAENISCH, 40 - IAGO CAMARGO DA
SILVEIRA, 41 - RODRIGO PASSO MARQUES, 42 - TÁLIS PIOVESAN, 43 - JOSE PAULO MARCHEZI, 44 - TIAGO BREMM, 45 VINICIUS DEGGERONI, 46 - LEONARDO ZAVAREZE DA COSTA, 47 - PIETRO FERNANDO MORO, 48 - THALES RAMOS MÂNICA, 49
- ANDERSON VESTENA BILIBIO, 50 - ANDREOS VESTENA BILIBIO, 51 - TIAGO TRAVI FARIAS, 52 - JOÃO FRANCISCO
MOZZAQUATRO WENDT, 53 - LAURO BARBOSA ALVES, 54 - PABLO ILHA VAZ, 55 - ELÓI FONSECA, 56 – PIERRE MATTEI, 57 - LIDIA
HISSAE SHIBUYA SATO, 58 - MARCELO HENRIQUE ESSADO DE MORAIS, 59 - CRISTIANO STRIEDER, 60 - MARCOS ANTONIO
LAURINDO DAL PIAZ, 61 - FERNANDO SOBROZA PEDROSO.
INSTITUTO NACIONAL DE PESQUISAS ESPACIAIS- INPE/MCTI
UNIVERSIDADE FEDERAL OF SANTA MARIA - UFSM
Santa Maria, RS – Brazil
CRS/INPE – MCTI
Santa Maria, RS – Brasil
CT/UFSM
Santa Maria, RS – Brasil
NANOSATÉLITES
Fonte: ISIS - Developing Space Capabilities using Nanosatellites - Presentation
INOVAÇÃO // PARADIGMAS
Grandes Satélites
> 1.000 Kg
Micro Satélites
(10 a 100 Kg)
• Baixo Custo
• Flexibilidade
• Itens Comerciais (COTS)
Fonte: Apresentação LUNUS - ALPHA - AGO 2013
Nano Satélites
(1 a 10 Kg)
NANOSATÉLITES - CUBESATS
Cubesat 1U
Cubesat 1U
Cubesat 2U
Cubesat 3U
Fonte: Apresentação LUNUS - ALPHA - AGO 2013
ÓRBITAS
300 Km a 700 Km
POLAR
Fonte: Apresentação LUNUS - ALPHA - AGO 2013
INCLINADA
MERCADOS - DEFESA
• Comunicação, imagem e dados – constelação 8 a 21 satélites (10kg);
• R$40a105M
•
•
•
•
Sistema Automático de Identificação / Automatic Identification System (AIS)
Marinha – segurança
Petrobrás (pré sal – plataformas)
Combinação com sensoriamento remoto (imageamento)
• Localização – constelação 21 satélites + 3 (10kg);
• R$ 105M a 120M
• DGPS
TENDÊNCIA
CubeSats 6U - 6 Unidades de CubeSat - 1U
1 – Sensor Eletro Ótico
- 7 Kg
- 80 m de Resolução
- 160 Km de Faixa
2 – Comunicação Duplex
3 – Desafio: Temperatura
4 – Um Exemplo: ITASAT-1
- Com aplicação –
Sensoriamento remoto
Fonte: ISIS - Developing Space Capabilities using Nanosatellites - Presentation
TENDÊNCIA
CubeSats 12U - 12 Unidades de CubeSat - 1U
1 – Sensor Eletro Ótico
- 15 Kg
- 20 m de Resolução
- 40 m Multiespectral
- 200 m
Hyperspectral
- 30 m Vídeo
2 – Arquitetura Redundante
Fonte: Apresentação LUNUS - ALPHA - AGO 2013
PROJETOS EM ANDAMENTO
V
L
M
PROGRAMA TEUTO - BRASILEIRO
Fonte: Apresentação LUNUS - ALPHA - AGO 2013
Ciclo 100% Brasileiro
C = 330 mm
L = 100 mm
A = 100 mm
M = 4 KG
LANÇADOR
LANÇAMENTO
Fonte: Apresentação LUNUS - ALPHA - AGO 2013
SATÉLITES
NANOSATC-BR1 - NANOSATÉLITE – CUBESAT 1 U
Modelo de Engenharia
Fonte: Apresentação LUNUS - ALPHA - AGO 2013
NANOSATC-BR – MÃO DE OBRA ESPECIALIZADA
Envolvimento de Estudantes da UFSM no LIT/INPE-MCTI
 NANOSATC-BR1 - treinamento no LIT/INPE-MCTI.
NANOSATC-BR1 SUBSISTEMAS
Fonte: Apresentação LUNUS - ALPHA - AGO 2013
NANOSATC-BR1 – Missões Científica &Tecnológica
Somente uma PCB com cargas úteis científicas e tecnológicas.
CIENTÍFICA:
• Medidas da intensidade do Campo Geomagnético sobre o Território Brasileiro
• Anomalia Magnética da América do Sul– SAMA.
TECNOLÓGICA:
• CI - Comando “liga/desliga” – Desenvolvido pela Santa Maria Design House - SMDH
• O HR-DRVTestChip-I – {Comando “liga/desliga”} liga e desliga as cargas úteis quando o comando é recebido da Estação Terrena (ET).
• FPGA - FIELD PROGRAMMABLE GATE ARRAY - ProASIC3 A3PE1500-PQ208 - Algoritmo Programável Tolerante à Radiação –
UFRGS:
• FPGA Resistente a Radiação – Industrial.
• Desenvolvido pela Universidade Federal do Rio Grande do Sul – UFRGS, Instituto de Informática – Grupo de
Microeletrônica – GM-IF-UFRGS.
• Grupo de Microeletrônica – GM-IF-UFRGS efetuou o desenho e projetou um protótipo da Placa de Circuitos das Cargas
Úteis:
• Incluindo magnetometer, FPGA e “Comando liga/desliga”;
• Inclui computador de bordo, “BoB” – placa interna de circuitos de telecomunicações.
• A fabricação final pela ISIS da Placa de Circuitos de Carga Útil do NANOSATC-BR1.
NANOSATC-BR1 – Missões Científica & Tecnológica
Cargas Úteis - Final
Placa Circuitos da Carga Útil – Projetado pela UFRGS fabricada pela ISIS
ProASIC3 FPGA – UFRGS
HR-DRVTestChip-I SMDH
XEN - 1210
NANOSATC-BR1 - Plataformas MV & ME
NANOSATC-BR1 – Lançamento
ISL07 – Orbital Injection Parameters
Fonte: ISL07 Orbital Injection Parameters 01-05-2014, Front Page, Pag. 1.
NANOSATC-BR1 – DNEPR Lançamento
Yasny Launching Base
Fonte: YASNY LAUNCH BASE - www.kosmotras.ru
NANOSATC-BR1 – Lançamento
DNEPR – Launch Vehicle Configuration
NANOSATC-BR1 at Plataform A
Fonte: ISL07 Orbital Injection Parameters 01-05-2014, Figure 2-1:SHM lay-out, Pag. 6.
NANOSATC-BR1 – Lançamento
DNEPR - Deployment Method
Impression of ISL07 Orbital Deployment Scheme
Fonte: ISL07 Orbital Injection Parameters 01-05-2014, Figure 4-1: Impression of ISL07 orbital deployment scheme, Pag. 12.
NANOSATC-BR1 – Launching
DNEPR CLUSTER MISSON 2014
REDE DE ESTAÇÕES TERRENAS NANOSATC-BR
ET(INPE-CRS) & ET(INPE-ITA)
ET(INPE – CRS) Santa Maria, RS.
ET(INPE – ITA) São José dos Campos, SP.
 Ambas estações ET(INPE-CRS) & ET(INPE-ITA) são compatíveis com os
subsistemas de telecomunicações do NANOSATC-BR1 & 2 e com o
GENSO (Global Educational Network for Satellite Operations)
e que foi baseado no Delfi-C3 Project Ground Station.
 O sistema ET foi projetada para rastrear satélites em LEO (Low Earth Orbit).
Fonte: Especificações - ISIS ISIS GSkit Radio Specifications Manual
NANOSATC-BR1
ET(INPE – CRS) – Rastreio & Telemetria
Santa Maria, RS, Brazil
Orbitron: Rastreio do NANOSATC-BR1
NANOSATC-BR1: Sinal Código Morse (CW).
NANOSATC-BR1 - ET(INPE – CRS) – Rastreio & Telemetria
Santa Maria, RS, Brazil – Telemetria – 3 de Julho 2014
Sinal Modo Nominal: AX.25 Protocolo, 165 bytes, 50 Parâmetros.
NANOSATC-BR2
 NANOSATC-BR2 é um CUBESAT 2U, (10x10x22.6 cm), permitindo uma missão mais ambiciosa
do que a missão NANOSATC-BR1;
 Os três principais objetivos são: acadêmico/geração de mão de obra, científica e tecnológica;
Fixação Industrial de Tecnologias Espaciais
• Desenvolvimento de Subsistemas – Re-Engenharia:
• Uso de pequenas companhias de alta tecnologia Brasileiras:
•
•
Fixação em Santa Maria, RS, de pequenas companhias de alta tecnologia Brasileiras de São José dos Campos e de outras cidades como Porto
Alegre, com parcerias e convênios com Universidades, e Institutos de P&D, como INPE/MCTI e CTI-Renato Arscher)
De outros setores – VANTS;
• Interesses de Companhias:
•
•
•
•
Computador de Bordo – OBC;
Software;
Transmissor / Receptores - Transponders;
Sistema de Radio Comunicação – Radio Plataform;
• Treinamento com Transferência de Tecnologias através de cooperações tecnológicas em nível nacional e
internacional, com foco na Europa e Asia.
• Uso dos Parques e Polos de Desenvolvimento Tecnológicos de Santa Maria, (UFSM), e de São José dos Campos,
SP.
Site do Projeto NANOSATC-BR1:
www.inpe.br/crs/nanosat/
Muito
Obrigado
Nelson Jorge Schuch
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[email protected]

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