Entrevista com Brig. Pantoja, do IAE - Parte II

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Ontem (01), publicamos a primeira parte da entrevista com o brigadeiro Francisco Carlos Melo Pantoja, diretor do Instituto de Aeronáutica e Espaço (IAE/DCTA), sobre as atividades do Instituto no campo espacial. Hoje (02), publicamos a segunda e última parte, com destaque para as informações sobre as perspectivas de um projeto de lançador de pequeno porte.

Lançador de pequeno porte

Tema que frequentemente gera indagações dos interessados no programa de lançadores é o futuro do VLS. O blog Panorama Espacial já abordou este assunto em algumas ocasiões, tendo apresentado algumas das possibilidades analisadas pelo IAE e Agência Espacial Brasileira (AEB), como parcerias com a Rússia, França, Ucrânia ou Alemanha (veja a reportagem "Lançadores espaciais: Os planos do IAE/CTA", de agosto de 2009).

A parceria que mais parece agradar ao IAE é com a Alemanha, país com o qual, aliás, o Brasil já coopera no campo espacial há quase quarenta anos. O objetivo é desenvolver um veículo lançador de microssatélites (VLM), iniciativa que teria forte vocação para o mercado comercial e que seria concebida em conjunto com a indústria. A ideia, a propósito, surgiu com o programa SHEFEX (SHarp Edge Flight EXperiment), tendo em vista a necessidade dos alemães em dispor de um foguete mais capaz para uma missão ainda suborbital, mas muito próximo da capacidade de entrada em órbita.

“Com a Alemanha, percebe-se a tão buscada transferência de tecnologia, e é bilateral”, diz.

Como idealizado, o VLM “alemão” teria três estágios de propulsão sólida, sendo os dois primeiros estágios dotados com propulsores S-50, a ser desenvolvido, e o terceiro com um propulsor S-44, que já equipa o quarto estágio do VLS-1. O projeto, caso siga adiante, faria proveito do know-how adquirido com o programa do VSB-30, tanto em termos de gestão como qualificação.

Fato é que qualquer decisão sobre o caminho a ser seguido em relação ao futuro do programa VLS dependerá da revisão do Programa Nacional de Atividades Espaciais (PNAE), em curso, que, logicamente, terá reflexos no Programa Cruzeiro do Sul, trazendo-o para um cenário mais realista.

“O VLM é algo mais ou menos certo para gente, mas vai depender de recursos, não apenas financeiros, mas também de pessoal”, disse o diretor do IAE.

[Nota do blog: em abril de 2010, já havíamos postado informações sobre essa possibilidade de desenvolvimento conjunto com a Alemanha (veja "O VLS "alemão""), associada ao programa SHEFEX, da DLR. Um ponto que deve ser observado é que a primeira viagem ao exterior do presidente da Agência Espacial Brasileira (AEB), Marco Antonio Raupp, em março deste ano, foi justamente para a Alemanha, em comitiva que também contou com vários oficiais do Comando Geral de Tecnologia Aeroespacial (DCTA)]

SARA

O projeto do Satélite de Reentrada Atmosférica (SARA) continua avançando. Um voo suborbital é planejado para 2012, a bordo de um foguete de sondagem VS-40. Vários subsistemas estão sendo desenvolvidos e ensaiados, com a participação da indústria nacional, como a estrutura, dispositivos de recuperação e rede elétrica.

Recursos Humanos

Seguindo a tendência que assola outras instituições envolvidas com o Programa Espacial, o IAE também tem enfrentado o crônico problema de falta de recursos humanos, à medida que servidores vão se aposentando e não há reposição com a abertura de novas vagas. De acordo com o diretor, existem várias gestões junto aos órgãos competentes, como os Ministérios da Defesa e Ciência e Tecnologia, visando à abertura de concursos públicos para a reposição das vagas.

Atualmente, o IAE conta com cerca de 1.160 servidores, sendo que destes, aproximadamente 800 são civis.

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Qualificação das redes elétricas do SARA suborbital

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IAE e Mectron iniciam qualificação das redes elétricas do SARA Suborbital

29/12/2010

A empresa Mectron, em conjunto com o Instituto de Aeronáutica e Espaço (IAE/DCTA), iniciou, em dezembro, os ensaios de qualificação dos equipamentos das redes elétricas do SARA Suborbital, sendo concluídos, até o momento, todos os ensaios de vibração dos diversos computadores da rede de controle.

O trabalho foi realizado pelos funcionários da empresa no shaker da Subdivisão de Ensaios Ambientais da Divisão de Integração e Ensaios do IAE (AIE) e acompanhados pela equipe de ensaios ambientais da AIE.

Após cada tipo de ensaio realizado (sempre nos três eixos do veículo), os equipamentos foram testados quanto a sua funcionalidade. Os ensaios de vibração destinam-se a garantir que os equipamentos desenvolvidos suportem o ambiente dinâmico em voo do veículo VS-40/SARA Suborbital.

Até o presente momento, já foram iniciados os ensaios em câmara térmica que serão concluídos em janeiro. Em seguida, serão realizados os ensaios relativos à interferência eletromagnética.

Após a Rede de Controle, o IAE e a Mectron darão início a qualificação dos equipamentos das demais redes elétricas.

Fonte: IAE/DCTA, com edição do blog.
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Modelo de qualificação do SARA é entregue

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CENIC entrega modelo de qualificação do SARA

16/12/2010

A Cenic Engenharia entregou, no mês de dezembro, o Modelo de Qualificação Mecânica do Sara Suborbital. A entrega ocorreu na sede da empresa no bairro Chácaras Reunidas em cumprimento do contrato com o Instituto de Aeronáutica e Espaço (IAE/DCTA).

Após uma apresentação da empresa, as comissões receberam os volumes de documentação correspondentes à etapa cumprida e puderam vistoriar o Modelo de Qualificação.

A principal estrela da apresentação foi o Modelo do Subsistema de Recuperação (para ver fotos, clique aqui). Composto de um conjunto de paraquedas divididos em aba piloto, paraquedas de arrasto e dois paraquedas principais, o Modelo ainda conteve o container para abrigar os paraquedas durante o voo e um Bloco de Separação que comanda a abertura. Este subsistema envolve uma inovação tecnológica do projeto, pois não é acionado por sistemas pirotécnicos.

Os ensaios de qualificação do Subsistema de Recuperação ocorrerão no Prédio de Integração de Lançadores (PIL) do IAE após o término dos ensaios de separação do VLS-1. O Modelo de Qualificação entregue nesta etapa será utilizado durante estes ensaios, sendo que a sequencia de abertura dos paraquedas será repetida várias vezes para se chegar à qualificação do subsistema. Todo o processo será filmado com câmeras de alta velocidade.

Fonte: IAE/DCTA
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SARA: ensaio da eletrônica embarcada

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Eletrônica do Sara é testada em ensaio

22/06/2010

No dia 17 de junho, a equipe do Projeto SARA realizou o ensaio em mesa de mancal a ar de um eixo do SARA suborbital, a verificação funcional mais importante da eletrônica embarcada do veículo. Os testes ocorreram no Laboratório de Propriedades de Massa da Divisão de Integração e Ensaios (AIE) do Instituto de Aeronáutica e Espaço (IAE/DCTA).

Neste ensaio, o SARA Suborbital é colocado sobre um colchão de ar preso ao eixo longitudinal do Sara de forma a permitir a rotação do veículo quase sem atrito. Ao ser induzida uma rotação, a rede de controle do SARA comandou os atuadores de gás frio para controlar o movimento. Todo o processo foi enviado por telemetria para uma mini-estação montada para este fim. Após o teste com o eixo de rolamento, serão verificados também os eixos de arfagem e guinada.

No ensaio, foram testadas com sucesso as redes de controle, de telemetria e de serviço, restando apenas a rede de segurança, cujo teste será programado em outra data. A eletrônica do SARA Suborbital foi desenvolvida pela empresa Mectron, sob coordenação da Divisão de Eletrônica (AEL) do IAE.

Fonte: IAE/DCTA, editado pelo blog.

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Ensaio estático do SARA

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Divisões do IAE trabalham no Ensaio Estático do Satélite de Reentrada Atmosférica

21/05/2010

No dia 18 de maio o IAE realizou o ensaio estático da estrutura externa do Sara Suborbital, no Laboratório de Ensaios Estruturais (X-20) da Divisão de Sistemas Aeronáuticos (IAE/ASA). O experimento tem por objetivo a simulação dos carregamentos estáticos provocados pelas forças inerciais e forças aerodinâmicas, decorrentes do voo ascendente e descendente da missão.

O ensaio, que possibilitou a verificação da resistência e rigidez da estrutura externa, utilizou um Modelo de Engenharia (ME) em escala real. As medições foram realizadas utilizando medidores de deslocamento (LVDTs) e medidores de deformação (strain gages). Com os dados obtidos será possível verificar a distribuição de tensões e deformações nas áreas críticas (com maiores concentrações de tensão) e correlacioná-las com os cálculos efetuados por elementos finitos.

Três condições de carregamentos foram aplicadas: carregamento de tração transversal, compressão na direção longitudinal e ambos os carregamentos de tração e compressão aplicados simultaneamente. Para a inserção dos esforços foram utilizados atuadores hidráulicos com intensidade das forças agentes 1,5 vezes maior do que as forças nominais em condições previstas para o voo.

A estrutura externa do SARA Suborbital é constituída de componentes metálicos de alumínio, aço e também componentes com materiais compósitos. Na estrutura externa são utilizadas tanto junções parafusadas, quanto junções coladas com adesivo epóxi de aplicação aeroespacial.

A preparação do Modelo de Engenharia foi realizada pela Divisão de Integração e Ensaios (AIE) do IAE, sendo as diferentes partes do dispositivo de ensaio fabricadas pelas Divisões de Mecânica (AME) e de Sistemas Aeronáuticos (ASA), sob coordenação e supervisão da Divisão de Sistemas Espaciais (ASE). O Modelo de Engenharia, mesmo sob os carregamentos mais intensos, suportou todos os esforços sem apresentar qualquer indício de fratura ou dano estrutural, demonstrando a elevada resistência mecânica e estrutural deste subsistema.

Fonte: Equipe SARA / IAE/DCTA
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SARA suborbital: CENIC é contratada

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IAE contrata SARA Suborbital na Indústria Nacional

05/05/2010

O Instituto de Aeronáutica e Espaço (IAE) e a empresa CENIC Engenharia firmaram contrato para a produção dos modelos de qualificação e de voo do Sara Suborbital. O Sara é o primeiro sistema completo a ser contratado na indústria nacional pelo setor de espaço do IAE.

Os trabalhos, programados para o início de maio, preveem a produção destes protótipos da plataforma a serem utilizados, respectivamente, para a qualificação em solo e em voo do Sara Suborbital.

Os modelos são constituídos por quatro módulos principais, sendo um módulo estrutural, um módulo de eletrônica embarcada, um módulo destinado à recuperação do veículo por meio de pára-quedas e um módulo para abrigar os experimentos tecnológicos e de microgravidade.

“Já havíamos fornecido a coifa e a estrutura do módulo de experimentação”, comenta o presidente da CENIC, Francisco Manoel Corrêa Dias. “Agora, o que está se contratando, é um sistema quase completo, que envolve os Subsistemas de Redes Elétricas e de Recuperação.”

“O desafio está em fabricar e integrar o sistema completo, que é de alta complexidade. Isso pressupõe uma nova competência e maior credibilidade para o desenvolvimento desses produtos com alto conteúdo tecnológico”, completa Francisco Manoel. O contrato resultou de um desenvolvimento conjunto financiado pela Financiadora de Estudos e Projetos (FINEP), prevendo, para o prazo de um ano, a fabricação completa desses modelos.

A CENIC Engenharia, além de ser responsável direta pela fabricação de todo módulo estrutural do Sara Suborbital e pelas estruturas dos Módulos de Experimentação e de Recuperação, desempenha o papel de arquiteto industrial do produto.

A empresa, fundada em 1993, possui pessoal com experiência de trinta anos no desenvolvimento de equipamentos de aplicação que abrangem desde as profundezas do oceano, atendendo à indústria petrolífera, até o espaço.

Outras empresas envolvidas na fabricação dos modelos do Sara Suborbital são a Orbital Engenharia, que participa do módulo de recuperação, a EQE Tecnologia, responsável pela eletrônica do Módulo de Experimentação e, por fim, a MECTRON Engenharia, empresa que desenvolveu a eletrônica embarcada do veículo.

Fonte: IAE/DCTA
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Ensaio dinâmico do SARA suborbital

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IAE realiza ensaio dinâmico da estrutura do Sara Suborbital

07/04/2010

O IAE realizou o ensaio dinâmico do Módulo de Experimentação (MEXP) e da Estrutura Interna do Sara Suborbital, um satélite de reentrada atmosférica destinado a operar em órbita baixa para a realização de experimentos em microgravidade.

No ensaio foram utilizados modelos de engenharia do MEXP, fabricado em parceria com a empresa Cenic Engenharia, e massas Dummies, peças que emulam fisicamente os componentes reais do satélite. Esses equipamentos permitem salvaguardar a estrutura real do satélite dos impactos submetidos durante os experimentos.

O MEXP é composto por estruturas honeycomb constituídas de alumínio e fibras de carbono, de elevada relação de resistência mecânica em relação ao peso. Uma espécie de estrutura sanduíche cuja superfície comporta os experimentos e cujo interior aloca os componentes elétricos.

No ensaio dinâmico, realizado no Laboratório de Vibrações da Divisão de Integração e Ensaios (AIE), o MEXP foi instalado em um shaker ou vibrador eletrodinâmico responsável por simular níveis de excitação provocados por forças aerodinâmicas e vibrações resultantes do voo, além de operações dos motores foguetes.

Nos esforços dinâmicos aplicados à estrutura do Sara, níveis de amplitude e de frequência pré-estabelecidos permitiram a verificação do comportamento estrutural de modo a evitar o abalo em suas partes eletrônicas e nos experimentos durante o voo.

Durante os ensaios de vibração, a rigidez da espessura foi testada através de uma varredura de várias frequências, amplificada até o limite máximo suportado e a descoberta da frequência natural de operação. Os esforços de aceleração foram aplicados à parte eletrônica, destinada ao controle do satélite em órbita e à aquisição de dados durante os experimentos.

Dependendo das condições de ensaio e das posições de voo, a aceleração pode ultrapassar o limite estabelecido de 15 m/s ou 15 g´s, causando desgastes também nos componentes eletrônicos. As acelerações resultantes do ensaio foram obtidas de sensores (acelerômetros) instalados nas massas Dummies.

Segundo o coordenador do ensaio de vibração do Sara, Leandro Ribeiro de Camargo, os sinais foram processados via software para cada ponto de frequência e aceleração correspondentes, resultando em uma análise numérica das simulações virtuais. Os esforços aplicados aos subsistemas do Sara demonstraram a elevada capacidade de resistência estrutural e, mesmo a níveis de excitação elevados, não provocaram falhas ou danos estruturais no modelo.

Após a análise dos resultados, os engenheiros do IAE poderão verificar a necessidade de alterações no projeto e a construção de um protótipo para que o ensaio em sua estrutura real seja realizado. Os testes serão os mesmos, mas em uma estrutura mais adequada para o lançamento.

Fonte: IAE/DCTA
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Etanol para o espaço

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7/4/2010

Por Alex Sander Alcântara

Agência FAPESP – O Brasil acumula um atraso de meio século na propulsão de foguetes espaciais em relação aos norte-americanos e russos. Para tentar dar um impulso no setor, há cerca de 15 anos o país iniciou um programa de pesquisa em propulsão líquida e que tem como base o etanol nacional.

O desafio do programa, liderado pelo Instituto de Aeronáutica e Espaço (IAE), é movimentar futuros foguetes com um combustível líquido que seja mais seguro do que o propelente à base de hidrazina empregado atualmente. Esse último, cuja utilização é dominada pelo país, é corrosivo e tóxico.

O desafio da busca por um combustível “verde” e nacional também conta com o apoio de um grupo particular de pesquisadores, formado em parte por engenheiros que cursam ou cursaram o mestrado profissional em engenharia aeroespacial do IAE – realizado em parceria com o Instituto Tecnológico da Aeronáutica e com o Instituto de Aviação de Moscou.

Liderado pelo engenheiro José Miraglia, professor da Faculdade de Tecnologia da Informação (FIAP), o grupo se uniu para desenvolver propulsores de foguetes que utilizem propelentes líquidos e testar tais combustíveis.

“Os propelentes líquidos usados atualmente no Brasil estão restritos à aplicação no controle de altitude de satélites e à injeção orbital. Eles têm como base a hidrazina e o tetróxido de nitrogênio, ambos importados, caros e tóxicos”, disse Miraglia à Agência FAPESP.

Miraglia coordena o projeto “Desenvolvimento de propulsor catalítico propelente utilizando pré-misturados”, apoiado pelo Programa FAPESP Pesquisa Inovativa em Pequenas Empresas (PIPE).

Na primeira fase do projeto, o grupo, em parceria com a empresa Guatifer, testou motores e foguetes de propulsão líquida com impulso de 10 newtons (N), com o objetivo de avaliar propelentes líquidos pré-misturados à base de peróxido de hidrogênio combinado com etanol ou querosene.

“Os testes mostraram que o projeto é viável tecnicamente. Os propulsores movidos com uma mistura de peróxido de hidrogênio e etanol, ambos produzidos em larga escala no Brasil e a baixo custo, apresentaram o melhor rendimento”, disse.

Segundo Miraglia, a mistura apresenta algumas vantagens em relação à hidrazina ou ao tetróxido de nitrogênio, usados atualmente. “Ela é muito versátil, podendo ser utilizada como monopropelente e como oxidante em sistemas bipropelentes e pré-misturados. O peróxido de hidrogênio misturado com etanol apresenta densidade maior do que a maioria dos propelentes líquidos, necessitando de menor volume de reservatório e, consequentemente, de menor massa de satélite ou do veículo lançador, além de ser compatível com materiais como alumínio e aço inox”, explicou.

Na segunda fase do projeto, o grupo pretende construir dois motores para foguetes de maior porte, com 100 N e 1000 N. “Nossa intenção é construir um foguete suborbital de sondagem que atinja os 100 quilômetros de altitude e sirva para demonstrar a tecnologia”, disse.

A empresa também está em negociações para uma eventual parceria com o IAE no projeto Sara (Satélite de Reentrada Atmosférica), cujo objetivo é enviar ao espaço um satélite para o desenvolvimento de pesquisas em diversas áreas e especialidades, como biologia, biotecnologia, medicina, materiais, combustão e fármacos.

“Nosso motor seria utilizado na operação de reentrada para desacelerar a cápsula quando ela ingressar na atmosfera. Atualmente, não existe no Brasil foguete de sondagem a propelente líquido. Todos utilizam propelentes sólidos”, disse.

Kits educativos

O grupo também pretende produzir motores para foguetes de sondagem que tenham baixo custo. “Eles seriam importantes para as universidades, com aplicações em estudos em microgravidade e pesquisas atmosféricas, por exemplo”, disse Miraglia.

Em trabalhos de biotecnologia em microgravidade, por exemplo, pesquisas com enzimas são fundamentais para elucidar processos ligados a reações, fenômenos de transporte de massa e calor e estabilidade das enzimas. Tais processos são muito utilizados nas indústrias de alimentos, farmacêutica e química fina, entre outras.

“Queremos atingir alguns nichos, ou seja, desenvolver um foguete movido a propelente líquido que se possa ajustar à altitude e ser reutilizável. Esse é outro ponto importante, porque normalmente um foguete, depois de lançado, é descartado”, disse.

O grupo já construiu um motor de 250 N, que será utilizado em testes. Como forma de difundir e reunir recursos para o projeto, a empresa comercializa kits de minifoguetes e material técnico. “São direcionados principalmente para estudantes”, disse Miraglia.

No site www.foguete.org, a empresa oferece também apostilas técnicas e livros digitais sobre foguetes com informações sobre astronáutica, exploração espacial e aerodinâmica.

Mais informações: www.edgeofspace.org

Fonte: Agência FAPESP
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Avanços no Projeto SARA

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IAE realiza revisão crítica da rede elétrica do projeto Sara

24/03/2010

O Instituto de Aeronáutica e Espaço (IAE) e a empresa Mectron - Engenharia, Indústria e Comércio S.A, realizaram no dia 19 de março a Revisão Crítica de Projeto (CDR) do Subsistema de Redes Elétricas do Sara Suborbital.

A Rede Elétrica do Sara Suborbital comandará o veículo de sondagem VS-40 e poderá ser recuperada e reutilizada depois do vôo, após a necessária avaliação e manutenção de seus componentes.

O diretor da Mectron, engenheiro Carlos Alberto, após uma apresentação sobre o tema ao grupo de revisão, realizou uma demonstração do Modelo de Engenharia das Redes Elétricas nos laboratórios da empresa.

O grupo de revisão, que é presidido pela Chefe da Divisão de Eletrônica (AEL) do IAE, engenheira Mara Lucia Storino Teodoro da Silva, especialistas da AEL e doutores da Embraer, avaliou os temas que culminarão com a elaboração de Relatórios de Itens de Discrepâncias (RIDs).

A qualidade de uma revisão de projeto se mede pela qualidade e quantidade das RIDs emitidas pela Comissão de Revisão. “Sob este aspecto, a revisão foi um sucesso, pois os membros da comissão fizeram uma profunda avaliação das soluções apresentadas e identificaram potenciais discrepâncias que poderiam acarretar dificuldades futuras”, como explica o gerente do projeto Sara, Dr. Luis Eduardo Loures.

Os próximos passos no desenvolvimento das Redes Elétricas envolvem um importante ensaio de qualificação funcional. “As Redes serão agora testadas funcionalmente na mesa de mancal a ar de um eixo, situada no Laboratório de Propriedades de Massa do IAE”, informa Loures.

O engenheiro do IAE esclarece ainda que, a partir dessa etapa, “o grupo poderá estudar a montagem e a integração do subsistema, além de testar as principais funcionalidades em conjunto, como o funcionamento do sistema de controle acoplado aos atuadores de gás frio”.

Pretende-se, já durante o processo de desenvolvimento, realizar a industrialização das redes elétricas do Sara Suborbital, de modo a garantir com que as soluções de projeto estejam compatíveis com o parque industrial nacional.

Fonte: IAE/DCTA

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Reportagem sobre o projeto SARA

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Brasil finaliza projeto para pesquisa em baixa gravidade

Virgínia Silveira

Os cientistas, técnicos e empresários brasileiros poderão, em breve, utilizar uma plataforma de fácil acesso e baixo custo para a realização de experimentos científicos e desenvolvimento de tecnologias e produtos que demandem um ambiente de microgravidade, onde a influência gravitacional é próxima de zero. O Instituto de Aeronáutica e Espaço (IAE), centro de pesquisa do Departamento de Ciência e Tecnologia Aeroespacial (DCTA), já iniciou a fase de testes do Satélite de Reentrada Atmosférica (Sara), uma cápsula espacial projetada para operar em órbita baixa, a 300 km de altitude, por um período de 10 dias.

A influência mínima da ação gravitacional favorece a observação e a exploração de fenômenos e processos físicos, químicos e biológicos que seriam mascarados sob a influência da gravidade terrestre. Tais conhecimentos podem ser úteis no desenvolvimento de novos produtos em áreas como biologia, biotecnologia, medicina, materiais e fármacos. O Sara, segundo o gerente do projeto, Luís Loures, surge como uma alternativa barata e eficiente em relação aos meios já disponíveis, como as torres de queda-livre, voo parabólico, foguetes de sondagem, ônibus espacial e estações espaciais, como a MIR e a ISS.

A primeira versão do Sara, com lançamento previsto para o fim do ano, está sendo configurada para executar uma missão suborbital, ou seja, sem inserção em órbita e com um sistema de recuperação da carga útil ou dos experimentos. "Nesse primeiro projeto os maiores desafios tecnológicos estão relacionados ao desenvolvimento da eletrônica de bordo, sistema de recuperação da carga útil e o módulo de experimentação", explica o pesquisador.

Para garantir a eficiência da missão suborbital, serão realizados dois voos de qualificação, uma oportunidade para corrigir eventuais problemas detectados no primeiro veículo e também para fazer a incorporação de novos experimentos.

A segunda versão do SARA, que será lançada ao espaço, terá capacidade para transportar até 55 quilos de experimentos, que poderão desfrutar de um tempo total de microgravidade de 10 dias, o mesmo período oferecido para a realização de pesquisas e testes em missões com os ônibus espaciais.

A desvantagem do ônibus espacial para o Brasil é o custo alto para a realização de pesquisas e a baixa qualidade do ambiente de microgravidade, que fica alterado pelo movimento das pessoas no espaço. Outro problema é que esse tipo de plataforma de acesso ao espaço, da mesma forma que a Estação Espacial Internacional (ISS), possui órbitas entre 200 quilômetros e 450 quilômetros de altitude. A essas distâncias, a aceleração da gravidade é apenas 10% menor que a da superfície da Terra, o que mostra que o espaço não é uma região totalmente livre de gravidade.

A realização de pesquisas em ambientes de microgravidade começou nos primeiros anos dos programas espaciais, nas décadas de 60 e 70, com experimentos à bordo da Apolo, Skylab e Apolo-Soyus. Atualmente, os foguetes de sondagem, como o VSB-30 (produzido pelo IAE e utilizado principalmente pelos europeus) e a ISS são os meios mais utilizados pelos cientistas para as pesquisas em ambiente de microgravidade.

O programa de desenvolvimento do Sara, informa Loures, consumiu até o momento cerca de R$ 3 milhões, que foram repassados pela Financiadora de Estudos e Projetos (Finep) e pela Agência Espacial Brasileira (AEB). A construção do modelo de qualificação do Sara tem custo estimado de R$ 2,4 milhões e a do modelo de voo está avaliada em R$ 2,6 milhões.

Várias companhias brasileiras participam do projeto do satélite. A Cenic Engenharia, de São José dos Campos, é a responsável pelo processo de industrialização da plataforma. A Mectron Engenharia desenvolve a eletrônica da plataforma e a Orbital Engenharia se responsabiliza pelo sistema de recuperação da carga útil. A EQE está fazendo o sistema eletrônico do módulo onde serão acoplados os experimentos científicos.

O cronograma do Sara suborbital, diz Loures, prevê para o fim de 2010 o lançamento do primeiro satélite pelo foguete de sondagem VS-40, produzido também pelo IAE. O veículo será lançado a partir do Centro de Lançamento de Alcântara (CLA) e terá oito minutos de voo suborbital. A aterrissagem está prevista para acontecer na água, a 100 quilômetros da cidade de Parnaíba (PI), de onde será feita a operação de resgate da carga útil.

O sistema de recuperação dos experimentos é composto de um conjunto de três para-quedas: uma aba piloto, para a extração dos demais para-quedas; um para-quedas de arrasto, para a redução da velocidade; e um conjunto de para-quedas principais, para levar a plataforma até a velocidade de descida especificada para o impacto com a água.

O satélite Sara, segundo o pesquisador do IAE, Paulo Moraes Junior, que gerenciou o projeto até 2005, é inovador pelo fato de ser o único hoje no mundo que se destina a experimentação científica e tecnológica de baixo custo e também para um tempo médio de exposição ao ambiente de microgravidade. "Trata-se de um satélite pequeno. O russo Express pesa cerca de uma tonelada, o que exige que seja lançado por um foguete de maior porte", explica. O mesmo acontece com os satélites americanos e chineses, que pesam entre 800 e 1,2 mil quilos. Os europeus, segundo Moraes, estão desenvolvendo o satélite Expert.

Com o Sara, segundo Moraes, o Brasil poderá fazer pesquisa estratégica a um custo médio de US$ 1.000 por quilo, por hora de experimento. No caso de aeronave em voo parabólico, o tempo de gravidade chega a 20 segundos e o custo é de US$ 50 mil. As torres de queda livre conseguem produzir de 4 a 8 segundos de microgravidade a um custo de aproximadamente US$ 5 mil.

Fonte: Jornal Valor Econômico, 05/01/2010, via NOTIMP

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Ensaios do projeto SARA

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Grupo SARA apresenta resultados de ensaios do Subsistema de Recuperação

18/12/2009

O projeto SARA (Satélite de Reentrada Atmosférica), que se destina ao desenvolvimento de uma plataforma espacial para experimentos em ambiente de microgravidade, encontra-se na fase de ensaios do seu Subsistema de Recuperação.

Os testes, denominados Ensaios Dinâmicos, realizados entre os dias 23 de novembro e o dia 11 de dezembro de 2009, tiveram por objetivo analisar o comportamento dinâmico dos paraquedas desse subsistema, no momento da extração.

O Subsistema de Recuperação é constituído por dois tipos de paraquedas: o Paraquedas de Arrasto, o qual será o primeiro evento a ser disparado durante o voo suborbital e que reduzirá a velocidade de reentrada da cápsula até a velocidade adequada para o segundo evento, equivalente à abertura dos dois paraquedas principais, os quais terão a função de diminuir e manter a velocidade especificada no momento de impacto com a água.

Os ensaios foram realizados no Laboratório de Trem de Pouso (LTP) do IAE, com o apoio da Subdivisão de Ensaios Estruturais da Divisão de Sistemas Aeronáuticos (ASA-E). A coordenação, integração e execução dos ensaios foram realizados por engenheiros da Divisão de Integração e Ensaios (AIE) e bolsista da Divisão de Sistemas Espaciais (ASE). O registro das imagens em alta resolução, realizado por servidores do Laboratório de Registro de Imagens (AIE-LRI), possibilitaram a análise detalhada da velocidade no momento de abertura dos paraquedas.

A Koldaev Desenvolvimento e Serviços Ltda, empresa especializada no Desenvolvimento e Ensaios de Sistemas Aeronáuticos, é a contratada para prestar serviços de consultoria durante o desenvolvimento e os testes do subsistema de recuperação para o veículo de reentrada atmosférica.

O diretor do instituto, coronel Pantoja, o vice-diretor de espaço, coronel Kasemodel, e o coordenador do projeto VLS-1, coronel Demétrio, observaram um dos ensaios executados pelo grupo. O Projeto SARA é coordenado pelo doutor Eduardo Vergueiro Loures da Costa, da Divisão de Sistemas Espaciais (ASE) do IAE.

Resultados dos ensaios

Os ensaios também tiveram por objetivo qualificar o pessoal envolvido nas atividades de dobragem e de integração; os resultados foram bem-sucedidos em resposta ao desdobramento completo de todos os eventos pertencentes ao subsistema de recuperação.

Terminada essa fase, o grupo envolvido irá elaborar os documentos de conclusão dos ensaios, de acordo com gráficos gerados da carga em função da distância e do tempo, além de discuti-los.

O projeto possui dois documentos importantes para a garantia de abertura, que são eles: documento de Análise de Riscos e o documento de Procedimento de montagem. Tais documentos informam aos operadores os meios e as etapas da integração e os riscos e problemas encontrados durante a integração dos componentes do Subistema de Recuperação.

Previsão

O SARA Suborbital, que está previsto para ser lançado em 2010, é constituído de quatro subsistemas: o Subsistema Estrutural, o Subsistema de Redes Elétricas, o Subsistema de Recuperação e o Subsistema do Módulo de Experimentação (MEXP).

No MEXP, também conhecido por subsistema de carga útil (payload) do SARA Suborbital, são instalados os instrumentos e experimentos científicos e tecnológicos a serem executados durante o voo suborbital em ambiente de microgravidade.

Fonte: IAE/DCTA

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Ensaio de motores em São José dos Campos

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Departamento de Ciência e Tecnologia Aeroespacial realiza Operação Ômega em São José dos Campos

14/10/2009

O Departamento de Ciência e Tecnologia Aeroespacial da Aeronáutica (DCTA) realizará, quinta-feira, dia 15, na Usina Coronel Abner, a Operação Ômega. Durante o evento, haverá um ensaio de queima em banco de provas do propulsor S40M e a certificação do foguete sub-orbital VSB-30. O evento contará com a presença do Ministro da Defesa, Nelson Jobim e do Comandante da Aeronáutica, Tenente-Brigadeiro Juniti Saito.

O Propulsor S40M foi desenvolvido para compor o veículo VS-40 que será utilizado no lançamento do Satélite de Reentrada Atmosférica (SARA) Suborbital. O SARA Suborbital foi concebido para qualificar sistemas do SARA Orbital, tais como o sistema de recuperação e eletrônica embarcada (sensores inerciais, atuadores de controle e telemetria). O ensaio com o S40M tem por objetivo comprovar experimentalmente a funcionalidade das alterações realizadas em itens como ignitor, dispositivo mecânico de segurança, tampa traseira e proteção térmica da região cilíndrica do motor além de avaliar o desgaste de alguns materiais e verificar o nível de vibração do propulsor.

Após o ensaio com o S40M, haverá também a certificação do foguete sub-orbital VSB-30, primeiro produto espacial submetido a este procedimento no Brasil, pelo Instituto de Fomento e Coordenação Industrial (IFI). “Certificação é o processo pelo qual uma organização credenciada verifica e atesta o cumprimento de requisitos estabelecidos para um produto. Representa uma atividade de grande importância no desenvolvimento tecnológico e industrial” afirma o diretor do Instituto de Fomento e Coordenação Industrial, Cel Av Sebastião Gilberti Maia Cavali.

O foguete VSB-30 foi desenvolvido a partir de 2001, pelo Instituto de Aeronáutica e Espaço (IAE) em parceria com a Agência Espacial Alemã, para levar uma carga útil de 400 kg com experimentos científico-tecnológicos a um apogeu de 230 km. Este desempenho equivale a uma permanência de seis minutos acima da altitude de 110 km, em ambiente de microgravidade. Já foram lançados sete foguetes VSB-30, todos com êxito, sendo dois no Centro de Lançamento de Alcântara e cinco no Campo de Lançamento de Esrange, na Suécia.

A aplicação da metodologia utilizada na certificação do VSB-30 em outros projetos permitirá uma maior garantia da qualidade, bem como o desenvolvimento e a melhoria dos processos da própria atividade de certificação. “Um importante benefício obtido ao se implantar o processo de certificação no VSB-30 foi uma melhor estruturação da documentação de projeto, seguindo normas de segurança aplicáveis”, afirma o vice-diretor de Espaço do Instituto de Aeronáutica e Espaço, Cel Eng Carlos Antonio de Magalhães Kasemodel. Além desses, existem outros ganhos tais como os resultantes da cultura da certificação adquirida pelo IAE e do aprendizado sobre a área espacial adquirido pelo IFI.

Fonte: DCTA
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SARA e o túnel hipersônico do IEAv

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Túnel hipersônico será usado para reproduzir condições atmosféricas em desenvolvimento de satélite

18/09/2009

O Instituto de Estudos Avançados (IEAv), um dos centros de pesquisa do DCTA (Departamento de Ciência e Tecnologia Aeroespacial), concluiu no início deste semestre (julho) o projeto “Determinação de novas condições de ensaio do túnel hipersônico T2 para o veículo SARA”.

Financiado pela Agência Espacial Brasileira (AEB), o principal objetivo do trabalho foi investigar em que medida o túnel T2, em operação no Laboratório "Prof. Henry T. Nagamatsu", poderia ser utilizado para a reprodução de condições enfrentadas pelo Satélite de Reentrada Atmosférica (SARA) durante a sua trajetória de reentrada na atmosfera terrestre.

O veículo espacial SARA está sendo desenvolvido no Instituto de Aeronáutica e Espaço (IAE), outro centro de pesquisa do DCTA, para servir como uma plataforma reutilizável para a realização de experimentos em ambiente de microgravidade, em órbita circular baixa (da ordem de 300 km) e por um período máximo de 10 dias. A versão atualmente em desenvolvimento prevê emprego em voos suborbitais.

Os resultados do projeto mostram que por meio da utilização de combinações adequadamente escolhidas, de gás do "driver" (região de alta pressão do túnel de choque), de pressão inicial do "driven" (região de baixa pressão) e de diâmetros de garganta e tubeira, é possível atingir, na seção de testes do túnel T2, escoamentos com números de Mach superiores a Mach 12 (ou seja, doze vezes a velocidade do som) e, por exemplo, pressões equivalentes à altitudes da ordem de 50 km.

Estes e outros resultados indicam que o túnel hipersônico T2 é útil não apenas para ensaios que deem suporte ao projeto do veículo SARA, mas também a projetos de outros veículos espaciais, tais como o da aeronave hipersônica 14-X, em desenvolvimento no IEAv.

Fonte: IEAv/DCTA
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SARA: Satélite de Reentrada Atmosférica

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Brasil desenvolve satélite para pesquisa de microgravidade

11/09/2009

Imagine uma plataforma espacial para realizar experiências em um ambiente de gravidade reduzida (microgravidade). Trata-se de uma carga especial lançada por um foguete e que permanece no espaço por um certo tempo, decisiva para a realização de pesquisas estratégicas para o país. Agora, saiba que o projeto é de um satélite brasileiro, feito pela indústria nacional e com mão-de-obra própria, treinada e qualificada no Brasil, exatamente em uma área do conhecimento em que o país que domina a técnica não ensina ninguém, mas vende a tecnologia. É um tesouro a ser conquistado.

O nome do projeto é SARA, sigla para Satélite de Reentrada Atmosférica, em desenvolvimento pelo Instituto de Aeronáutica e Espaço (IAE), um dos centros de pesquisa do Departamento de Ciência e Tecnologia Aeroespacial (DCTA), do Comando da Aeronáutica, em São José dos Campos (SP).

O SARA propõe o desenvolvimento de uma plataforma orbital para a realização de experimentos em ambiente de microgravidade, destinada a operar em órbita baixa, a 300 km de altitude, por um período máximo de dez dias. No futuro, o equipamento abrirá novas possibilidades na realização de projetos de pesquisa e desenvolvimento nas mais diversas áreas e especialidades, tais como biologia, biotecnologia, medicina, materiais, combustão e fármacos, entre outros.

Outro objetivo do projeto SARA é o desenvolvimento de estruturas que possam suportar o severo ambiente de reentrada na atmosfera terrestre. Para este fim, os quatro veículos que compõem o programa, dois suborbitais e dois orbitais, deverão alcançar gradativamente o conhecimento necessário. A sequência é semelhante ao do programa alemão Shefex (Sharp Edge Experiment), destinado à pesquisa de formas aerodinâmicas para a reentrada de veículos espaciais em regime hipersônico. Tanto o Sara como o Shefex visam o desenvolvimento de tecnologias para a criação de aeronaves e veículos hipersônicos através da análise da reentrada de veículos espaciais na atmosfera terrestre.

No primeiro veículo do programa, o SARA Suborbital, serão desenvolvidas as tecnologias de eletrônica embarcada, do módulo para a realização de experimentos e do sistema de recuperação através de pára-quedas. Segundo o gerente do projeto, Luís Loures, pesquisador da Divisão de Sistemas Espaciais do IAE, as maiores dificuldades até agora envolvem exatamente o desenvolvimento do sistema de recuperação.

Dados revelados pelos europeus dão conta de que as taxas de falha neste sistema podem chegar a 20%. A maneira que o projeto encontrou de reverter esta expectativa foi a de investir em ensaios funcionais. Todos os eventos, componentes e equipamentos deste sistema estão sendo sistematicamente investigados e seus desempenhos avaliados. “Nós não temos receio em repetir ensaios caso achemos que valha a pena”, afirma o pesquisador.

O cronograma do SARA Suborbital prevê o término do projeto detalhado para o final deste ano e a qualificação em 2010, quando a plataforma deverá estar pronta para lançamento.

Os demais veículos do programa são o SARA Suborbital 2, destinado a implementar o controle de atitude em voo e o motor de indução de reentrada, o SARA Orbital, para verificar a capacidade de controle e o ambiente tanto em órbita como na reentrada e, por fim, o SARA Orbital 2, que qualificará o sistema de proteção térmica reutilizável. Essas etapas são necessárias para desenvolver e aprimorar cada tecnologia desse importante projeto, que cresce nas mãos dos cientistas brasileiros como um filho, que primeiro aprende a engatinhar, depois a andar e por fim a correr.

Nacionalização - A entrada na sala do projeto SARA não envolve grandes surpresas: nas paredes, os usuais gráficos de cronograma, desenhos técnicos e um quadro repleto de croquis e cálculos em vermelho. Ao fundo, Artur Cristiano Arantes, estudante da Universidade do Vale do Paraíba (UNIVAP), verifica as últimas alterações de projeto do Módulo de Experimentação. Resultados da análise estrutural mostraram uma frequência baixa no prato que abriga os experimentos. Uma consulta aos projetistas da empresa CENIC e logo surge uma solução: o aumento da espessura da colméia que o bolsista já implementou e que agora observa os resultados. O diálogo próximo entre fabricante e projetista é uma das características do Sara: só se propõe algo que possa ser produzido pela indústria nacional.

A CENIC é a empresa responsável pela industrialização da plataforma, situação definida em contrato com a Financiadora de Estudos e Projetos (FINEP) e o IAE. Para tanto, a empresa mantém um profissional constantemente à disposição do projeto. No fundo da sala, Tiago Gonçalves Faria, outro estudante da Univap, observa a versão do artigo a ser apresentado na conferência sobre veículos espaciais na Alemanha. Ambos os estudantes embarcaram no mês de junho para a Europa para representar o grupo.

Loures ressalta a política de desenvolver a capacitação da mão de obra por meio da atribuição gradativa de responsabilidades. Os trabalhos correm com supervisão de engenheiros experientes do IAE: os cálculos de Artur, por exemplo, são avaliados pelo pesquisador Guido Damilano, do Grupo de Estruturas.

A ocorrência de revisões de projeto, como nos EUA e na Europa, é comum e realizada por uma banca composta de especialistas do IAE, do INPE e da Embraer, que avalia o estágio de desenvolvimento do projeto. O engenheiro Tertuliano, bolsista AEB/CNPq, coordenador dos trabalhos entre o IAE e a Mectron, responsável pelas Redes Elétricas do Sara, organizava no momento a documentação para uma revisão de projeto a ser realizada nesta semana na sede da empresa.

Parte da tecnologia a ser empregada nos próximos veículos SARA já está em desenvolvimento: a plataforma para controle de atitude será a desenvolvida pelo projeto SIA (Sensores Inerciais Aeroespaciais), os materiais para alta temperatura estão sendo testados pela Divisão de Materiais do IAE e deverão voar como experimentos na plataforma Shefex 2, enquanto a capacidade de modelar o ambiente aerotermodinâmico e sua averiguação em túnel (Mach 7 a 25) correm em conjunto com o projeto do veículo hipersônico 14-X do Instituto de Estudos Avançados (IEAv), outro núcleo de pesquisa do DCTA. Criar as sinergias necessárias para o desenvolvimento é uma estratégia clara do projeto, afinal, “nossos recursos financeiros e humanos são limitados”, explica Loures.

No futuro, o SARA pretende ser uma plataforma industrial orbital para a qualificação de componentes e equipamentos espaciais a um baixo custo, o que abre interessantes chances de negócios no Brasil e no exterior, além de realizar pesquisas científicas em microgravidade. Ao mesmo tempo, os desenvolvimentos em curso de materiais especiais, como o carbono/carbeto de silício, e da capacidade de modelar os fenômenos físicos, permitirão que o país se mantenha conectado com uma nova geração de veículos de reentrada.

Outras aplicações estão relacionadas com as pesquisas para a 2ª geração de veículos lançadores reutilizáveis (a 1ª foi o Space Shuttle, da NASA, e o russo Buran) e com a tecnologia a ser empregada em aeronaves hipersônicas, capazes de realizar um voo de Los Angeles a Sidney em poucas horas.

Na prática, o SARA vem aperfeiçoando a forma do IAE conduzir projetos, com novas técnicas de gestão e uma nova aproximação da industrial nacional. “É um projeto pequeno, porém muito complexo. Nós não temos todas as respostas, mas não temos receio de procurá-las, pois contamos com fatores que superam obstáculos: o entusiasmo e a determinação da nossa equipe”, afirma o gerente do projeto.

Fonte: IAE

Comentários: uma das mais importantes tecnologias que precisam ser desenvolvidas para um artefato de reentrada atmosférica é o escudo de proteção térmica, normalmente fabricado com materiais cerâmicos. Esse tipo de material tem sua comercialização restrita no mundo, uma vez que também pode ser utilizado em ogivas de mísseis intercontinentais. A DLR, agência espacial da Alemanha coopera com o IAE/TA nesta área. Para mais informações sobre o Projeto SARA, clique aqui.
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IAE/CTA celebra contratos

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A edição de hoje (1) do Diário Oficial da União (DOU) traz algumas informações sobre contratos celebrados pelo Instituto de Aeronáutica e Espaço (IAE), ligado ao Comando-Geral de Tecnologia Aeroespacial (CTA), sobre projetos espaciais.

Há um extrato de inexigibilidade de licitação em favor da companhia russa "Konstruktorskoe Buro Khimavtomatiky" - OSC KBKha, tendo como objeto a elaboração de concepção de complexo de testes e banco de testes para motores-foguete a propelente líquido, aquisição no valor de € 850 mil. É uma medida concreta em relação à já anunciada parceria Brasil – Rússia na área de foguetes com propulsão líquida.

Outro contrato interessante, assinado em 20 de novembro, mas divulgado no DOU apenas hoje foi celebrado com a Mectron, de São José dos Campos (SP). Seu objeto é a prestação do serviço de elaboração do projeto, documentação, fabricação e testes das redes elétricas para o veiculo SARA Suborbital a ser aplicado no foguete de sondagem VS-40, negócio de pouco mais de R$ 1,2 milhão.

O projeto SARA, acrônimo de SAtélite de Reentrada Atmosférica tem como objetivo desenvolver uma plataforma espacial para a realização de experimentos em ambiente de microgravidade em órbita circular baixa (300 km), por um período máximo de 10 dias.

Uma das etapas de desenvolvimento do sistema será a realização de um vôo suborbital a bordo de um VS-40 modificado, a ser lançado do Centro de Lançamento de Alcântara (CLA) em 2009 ou 2010. Neste vôo, vários dos subsistemas da plataforma serão verificados. O contrato com a Mectron se refere justamente a esta etapa.

Agradecimentos a Raul Pereira Micena, leitor do blog pelo envio de informações sobre a publicação no DOU.
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