Nano satélites: Pequenos e econômicos

Os satélites têm como finalidade transmitir informações tais como telecomunicação, espionagem, experimento científico − nas áreas de astronomia e astrofísica; geofísica espacial; planetologia; ciências da terra, atmosfera e clima − meteorologia e sensoriamento remoto. Além dos Satélites de Posicionamento Global (GPS) serem importantes na navegação terrestre, aérea e marítima, auxiliam também na localização de pessoas, objetos e lugares [1].

Os satélites artificiais³ podem ser catalogados ou agrupados segundo sua massa, como mostrado abaixo:

• Grandes satélites: cujo peso seja maior a 1000 kg;
• Satélites médios: cujo peso seja entre 500 e 1000 kg;
• Mini satélites: cujo peso seja entre 100 e 500 kg;
• Micro satélites: cujo peso seja entre 10 e 100 kg;
• Nano satélites: cujo peso seja entre 1 e 10 kg;
• Pico satélite: cujo peso seja entre 0,1 e 1 kg;
• Femto satélite: cujo peso seja menor a 100 g.

Os satélites de pequeno porte, chamados de nano satélites usados para exploração espacial com custo baixo, econômico e eficaz. Nesse sentido, o nano satélite é um satélite de pequeno porte que pode ser levado a bordo de veículos lançadores menores e mais baratos ou até mesmo em lançamento carona, como carga secundária feita em conjunto com um satélite maior [1].

As limitações de satélites miniaturizados em comparação com os satélites maiores, especialmente quando colocados em órbitas baixas da Terra incluem geralmente menor vida útil, capacidade de transporte de hardware reduzido, capacidade de potência de saída do transmissor baixa e decaimento orbital mais rápido [1].

Com o avanço das tecnologias, é de grande importância estudos a respeito de satélites e nano satélites, pois estes estão diretamente ligados ao mercado de consumo tecnológico e também na aplicação de atividades de cunho civil e militar [1].

O principal argumento que defende a produção de nano, pico e femto satélites é o custo e o tempo de desenvolvimento. Os mili, médios e grandes satélites demandam um grande tempo de desenvolvimento e alto custo de produção. Devido à origem militar da exploração espacial, os satélites desenvolvidos até o início do século XXI possuíam toda a parte eletrônica desenvolvida especificamente para aquela missão. A arquitetura do hardware, arquitetura de software e protocolos de comunicação utilizados eram específicos para aquele satélite e a cada novo projeto todo esse trabalho era refeito. Devido a ausência de um padrão de desenvolvimento os equipamentos eletrônicos dos satélites não eram comerciais e sua produção era realizada pela própria projetista do satélite. Em consequência disso, o tempo médio de produção de um satélite era de cerca de 10 anos. Em contrapartida, no início do século XXI pesquisadores da California Polytechnic State University e Stanford criaram o modelo CubeSat, baseado em módulos cúbicos de arestas de 10 cm. A ideia era diminuir drasticamente a massa do satélite e utilizar equipamentos comerciais, o que diminuiria drasticamente o tempo e o custo de desenvolvimento.

Satélites de telecomunicações, por exemplo, são de alto custo devido a necessidade de utilizar antenas e demais equipamentos eletrônicos de altíssima qualidade. Desenvolver um satélite de telecomunicações de baixo custo significa limitar seu alcance, reduzindo a demanda que ele poderia atender. Apesar desse ponto negativo, há formas de tornar essas aplicações viáveis. A rede StarLink² da SpaceX, por exemplo, é uma rede de mini satélites de telecomunicações. Esses satélites apresentam uma menor capacidade de processamento em relação aos grandes satélites com a mesma finalidade, porém são bem mais baratos. Desse modo, desenvolver vários satélites StarLink é mais econômico do que desenvolver poucos satélites grandes. O CEFAST Aerospace, por ser uma equipe universitária brasileira, não possui um capital elevado para produzir satélites de ponta, porém é possível desenvolver excelentes satélites que possuam uma finalidade específica. Para a realização de experimentos científicos, monitoramento do clima e acidentes ambientais o uso de nano satélites é suficiente. Utilizando equipamentos comerciais é possível construir satélites extremamente baratos e com rapidez.

Já existem satélites feitos com Arduíno lançados no espaço. Um projeto famoso é o ArduSat que já se encontra bem encaminhado. Esperamos fazer grandes projeto igual a esse e explorar o espaço junto com os estudantes brasileiros.

 

Fontes:

• [1] UMA AVALIAÇÃO DA ADOÇÃO DE NANOSSATÉLITES COMO ELEMENTOS ALAVANCADORES DA POLÍTICA NACIONAL DE ATIVIDADES ESPACIAIS, VIVIAN MIRANDA DA SILVA,  UENF. Disponível em: http://uenf.br/posgraduacao/engenharia-de-producao/wp-content/uploads/sites/13/2013/04/disserta%C3%A7%C3%A3o-vers%C3%A3o-final.pdf.
• [2] StarLink, wikipédia, acessado em 31 de março de 2020. Disponível em: https://pt.wikipedia.org/wiki/Starlink_(sat%C3%A9lite).
• [3] Nano satélites, Inpe, acessado em 31 de março de 2020. Disponível em: http://www.crn.inpe.br/conasat1/nanosatt.php.
• [4] Spire Global, disponível em: https://www.youtube.com/user/nanosatisfi.