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Costa, L. Z.[1]; Schuch, N. J.[1]; Gomes, N. R. [1];

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Costa, L. Z.[1]; Schuch, N. J.[1]; Gomes, N. R. [1]; - PowerPoint PPT Presentation


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INSTITUTO NACIONAL DE PESQUISAS ESPACIAIS – INPE/MCTI CENTRO REGIONAL SUL DE PESQUISAS ESPACIAIS – CRS/CCR/INPE – MCTI OBSERVATÓRIO ESPACIAL DO SUL – OES/CRS/CCR/INPE – MCTI OBSERVATÓRIO DA ATMOSFERA E IONOSFERA – OAI/CRS/CCR/INPE – MCTI UNIVERSIDADE FEDERAL DE SANTA MARIA – UFSM

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INSTITUTO NACIONAL DE PESQUISAS ESPACIAIS – INPE/MCTI

CENTRO REGIONAL SUL DE PESQUISAS ESPACIAIS – CRS/CCR/INPE – MCTI

OBSERVATÓRIO ESPACIAL DO SUL – OES/CRS/CCR/INPE – MCTI

OBSERVATÓRIO DA ATMOSFERA E IONOSFERA – OAI/CRS/CCR/INPE – MCTI

UNIVERSIDADE FEDERAL DE SANTA MARIA – UFSM

CENTRO DE TECNOLOGIA – CT/UFSM

LABORATÓRIO DE CIÊNCIAS ESPACIAIS DE SANTA MARIA – LACESM/CT/UFSM

ESTAÇÃO TERRENA PARA O PROGRAMA NANOSATC-BR, DESENVOLVIMENTO DE CUBESATS

Costa, L. Z.[1]; Schuch, N. J.[1]; Gomes, N. R. [1];

Bohrer, R .Z. G. [2]; Paulo, C. M.[1]; Alves, D. I.[1].

[1] Centro Regional Sul de Pesquisas Espaciais – CRS/CCR/INPE – MCTI em parceria com o

Laboratório de Ciências Espaciais de Santa Maria – LACESM/CT – UFSM, Santa Maria, RS, Brasil

[2] Instituto de Tecnologia da Aeronáutica – ITA/DCTA/CA-MD, São José dos Campos, SP, Brasil.

Email para contato: [email protected]

3. RESULTADOS E DISCUSSÕES

Pela necessidade de agilidade nos processos e confiança nos procedimentos de rastreio, optou-se por adquirir uma ET completa de uma empresa especializada na área de nanosatélites, a Innovative Solutions in Space ISIS/ISL. Esta empresa fornece um sistema completo de rastreio e controle, juntamente com a instalação e um mini-curso para operação dos equipamentos. Como atende a todos requisitos, a ET (Fig. 2), fornecida pela ISIS, foi adquirida e instalada, em Dezembro de 2011, no prédio sede do CRS. As especificações da antena são expostas na Tabela 1.

Tabela 1 – Características da Estação Terrena de Rastreio e Controle

Além de apresentar as especificações mostradas acima, a ET ainda é equipada com antenas orientáveis, com rotores de azimute e elevação para cargas pesadas, proteção contra raios, fonte de tensão ininterrupta; aplicativos de rastreio de satélites e operação da ET e a possibilidade de ser operada remotamente, via internet.

4. CONSIDERAÇÕES FINAIS

A Estação Terrena de Rastreio e Controle para o NANOSATC-BR1 foi instalada, já passou por fase de testes e aguarda o lançamento do nanosatélite.

RESUMO

O Programa NANOSATC-BR, Desenvolvimento de CubeSats é um projeto que envolve alunos, de diversas áreas do conhecimento, da Universidade Federal de Santa Maria – UFSM, do Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais – INPE/MCTI e da Universidade Federal do Rio Grande do Sul – UFRGS. Em desenvolvimento no INPE e no Centro Regional Sul de Pesquisas Espaciais CRS/CCR/INPE-MCTI, esse Programa objetiva capacitar Recursos Humanos pela implementação de Missões Espaciais de satélites de pequeno porte, realizando diferentes etapas exigidas em projetos espaciais, tais como: integração, a qualificação, o lançamento e o monitoramento de CubeSats, possuindo como primeiro caso o NANOSATélite Científico Brasileiro (NANOSATC-BR 1). Este nanosatélite tem massa aproximada a 1,3 kg e é equipado com componentes projetados pela Universidade Federal do Rio Grande do Sul (UFRGS) e pela Santa Maria Design House (SMDH). O objetivo da missão científica do NANOSATC-BR1 é monitorar, em tempo real, o Geoespaço, a precipitação de partículas e os distúrbios presentes na magnetosfera, especialmente sobre o território brasileiro, na Anomalia Magnética do Atlântico Sul (AMAS) e no Eletrojato Equatorial (EJE). Visando os melhores resultados na transmissão e aquisição de dados e na compatibilidade entre os subsistemas, foram feitas pesquisas relacionadas à seleção da Estação Terrena de Controle e Rastreio de Satélites (ET) que irá monitorar o nanosatélite.

1. INTRODUÇÃO

2. METODOLOGIA

Os parâmetros utilizados para a escolha da ET envolvem faixas de operação de uplink e downlink entre 144-148 MHz e 430-440 MHz, respectivamente; a potência do transmissor; a sensibilidade do receptor; taxa de transferência de dados de 1200 bps para uplink e 300-1200 bps para downlink; o tipo de modulação utilizado e o protocolo utilizado para comunicação. Além de atender a todos os requisitos dos subsistemas do nanosatélite, a ET precisa ser compatível com a GENSO (Global Education Network for Satellite Operations) e, em segundo plano, possibilitar que sejam realizados rastreios de outros satélites.

Baseando-se nas condições impostas para a seleção, foram analisadas duas propostas principais, que são expostas abaixo, para implementação da ET. Foram comparados os benefícios e custos para o desenvolvimento de uma ET, em laboratório, e para a aquisição de um sistema completo.

1ª Proposta : Adquirir equipamentos, de baixo custo, para a integração e o desenvolvimento de sistemas de rastreio em laboratório. Esta proposta desenvolveria, diretamente, conhecimentos relacionados ao desenvolvimento de sistemas de comunicação e possibilitaria o contato com radioamadores locais, para a troca de experiências.

2ª Proposta: Adquirir uma estação de rastreio e controle completa, que atenda a todos requisitos dos subsistemas do nanosatélite. A aquisição envolveria maior confiança e agilidade nos testes, transmissões de dados e processamento de sinais, por se tratar de sistemas testados e comprovados para um específico uso.

Figura 2: Estação Terrena de Rastreio e Controle instalada sobre o prédio do CRS/CCR/INPE-MCTI, em Santa Maria, RS.

Os uso de satélites artificiais facilitou e agilizou muitos processos cotidianos e científicos. Com o desenvolvimento de novas tecnologias, podemos observar fatos sobre o clima, vegetações e oceanos, por exemplo. Para realizar a comunicação entre os satélites e os usuários, é necessário o uso de uma ET. Sucintamente, a ET é encarregada de localizar e monitorar o satélite, e, quando possível, realizar a transmissão de dados.

A ET de Rastreio e Controle para o NANOSATC-BR1 (modelo de engenharia exposto na Fig. 1) deve respeitar alguns parâmetros operacionais e alguns requisitos, que permitem a compatibilidade entre os subsistemas.

Figura 1: Modelo de Engenharia do NANOSATC-BR1.

4. REFERÊNCIAS

[1] FAGUNDES, I. F., Jun. 2010. Desenvolvimento de uma Estação Terrena (ET) para o Nanosatélite Científico Brasileiro – NANOSATC-BR. Relatório Final de Projeto de Iniciação Científica. Centro Regional Sul de Pesquisas Espaciais CRS/CCR/INPE-MCTI. Santa Maria, 2010.

[2] DA ROSA, G. S et al. Relatório de visita técnica a UFRGS. Santa Maria, 2010. 18 p.

[3] Cubesat Shop - Innovative Solutions In Space (Isis). Disponível em: . Acesso em: 27 de Agosto de 2012.

5. AGRADECIMENTOS

Os autores agradecem aos organizadores do SBGEA 2012 pela oportunidade de apresentação do trabalho e pelo auxílio financeiro. Ao Programa PIBIC/INPE – CNPq/MCTI pelo apoio e suporte na Iniciação Científica. Ao LACESM/CT – UFSM pelo auxílio financeiro.

IV SIMPÓSIO BRASILEIRO DE GEOFÍSICA ESPACIAL E AERONOMIA – SBGEA

10 a 14 de Setembro de 2012

Universidade Presbiteriana Mackenzie, São Paulo, SP.

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