Programa NanoSatC-BR, Desenvolvimento de CubeSats

A Equipe do Programa NanosatC-BR, desenvolvimento de CubeSats é essencialmente composta por alunos de graduação, bolsistas e professores da UFSM que atuam em cooperação e parceria com pesquisadores, tecnologistas e alunos dos cursos de pós-graduação em Geofísica Espacial, e Engenharia e Tecnologias Espaciais do MCTI/INPE, tanto lotados na Coordenação Espacial do Sul - MCTI/INPE-COESU, em Santa Maria, RS, como na sede do MCTI/INPE, em São José dos Campos, SP.

O Programa, que é pioneiro no Brasil no lançamento de CubeSats, é caracterizado pelo desenvolvimento de missões de cunho científico, tecnológico e educacional, com o uso de nanossatélites da classe padronizada conhecida como CubeSat. Atualmente o Programa conta com o NanoSatC-BR1, que se encontra no espaço, em operação desde 2014; o NanoSatC-BR2 que se encontra no Cosmódromo de Baikonour, Cazaquistão, integrado no veículo lançador Soyuz 2.1ª/Fregat-M pronto para ser lançado dia 20 de Março de 2021; e o NanoSatC-BR3, que se encontra em fase inicial de concepção.

No segmento solo, a partir do qual os satélites são operados, enviando e recebendo dados, o Programa conta com uma rede de duas estações terrenas de rastreio, monitoramento e controle de nanossatélites, instaladas nos Centros Espaciais do INPE no Sul e Nordeste:

• a ET (INPE-COESU), em Santa Maria, RS, adquirida pelo programa via projeto NanosatC-BR1, que está localizada na cobertura do prédio sede da Coordenação Espacial do Sul do MCTI/INPE, que se localiza no campus da UFSM;
• a Estação MultiMissão de Natal - EMMN (INPE-COENE) desenvolvida por tecnologistas do INPE em cooperação com a UFRN (Universidade Federal do Rio Grande do Norte) e IFRN (Instituto Federal do Rio Grande do Norte) localizada na Coordenação Espacial do Nordeste do MCTI, em Natal, RN.

  Toda a pesquisa e operação do nanossatélite por meio do ET (INPE-COESU) é feita por alunos de graduação dos cursos de Engenharia Aeroespacial e outras Engenharias da UFSM que desenvolveram grande habilidade e capacidade nestas atividades, sob a supervisão de professores da UFSM e de pesquisadores e tecnologistas do MCTI/INPE. Atualmente, a ET-COESU também presta apoio à outras instituições, realizando a operação de vários nanossatélites Brasileiros e estrangeiros.

  As atividades de integração das cargas úteis, nos modelos de engenharia e de voo do NanosatC-BR2 foram executadas no INPE/SJC por alunos do curso de pós-graduação em Engenharia de Sistemas Espaciais, sob a supervisão da tecnologista e docente do INPE, Dra Fátima Mattiello Francisco, responsável pelo gerenciamento técnico da missão. Os testes ambientais especificados pela UFSM-INPE foram realizados pela equipe do laboratório de Integração e Testes (LIT-INPE).

  
  
  
  

  NanosatC-BR2:

  O NanosatC-BR2 é um satélite miniaturizado do tipo CubeSat 2U, com 1,72 Kg de massa que será lançado em órbita baixa (LEO), pelo lançador Russo Soyuz-2, operado pela Roscosmos. O satélite tem o objetivo de monitorar no geoespaço a intensidade do campo geomagnético e a precipitação de partículas energéticas ionizantes; e qualificar no espaço suas cargas úteis tecnológicas. Além disso, devido ao envolvimento de vários alunos de graduação e pós-graduação, a missão também tem viés educacional.

  NanosatC-BR2 é o segundo nanossatélite desenvolvido no âmbito da Parceria e Convênio MCTI/INPE - UFSM. Para o Governo Brasileiro, Programa Nacional de Atividades Espaciais (PNAE) da Agência Espacial Brasileira (AEB), para o MCTI/INPE, e para a UFSM é muito importante que o ciclo de desenvolvimento, lançamento e a operação do NanosatC-BR2 em órbita sejam realizados. Essas atividades permitirão ampliar e consolidar ainda mais as cooperações interinstitucionais no Brasil e no exterior, vinculadas com os temas de desenvolvimento e lançamentos de nanossatélites - CubeSats e propiciarão melhor orientação científica e tecnológica futura aos alunos, tanto da UFSM, em iniciação científica, tecnológica e inovação no MCTI/INPE - COESU, quanto da pós-graduação em Geofísica Espacial e Engenharia e Tecnologia Espacial do MCTI/INPE entre outras instituições, fato importante para a carreira profissional dos jovens.

  Cargas Úteis:

  Abaixo segue as cargas úteis do NCBR2 (3 físicas e 2 implementadas por software)

  • SDATF – Sistema de Determinação de Atitude Tolerante à Falha: Feito em cooperação pelo MCTI/INPE (Dr. HelioKuga), UFMG.(Dep. Engª Eletrônica - Dr. Ricardo Duarte) e UFABC (Dep. Engª Aeroespacial - Dr. Luiz Siqueira Fº);
  • Sonda de Langmuir – Desenvolvido pelo INPE: Dr. Polinaya Muralikrishna;
  • Experimento de comunicação de pacotes (storeforward) para rede de Radioamadores – AMSAT-Br e LABRE; Eng. Responsável: Edson Pereira;
  • MIPS - Placa com 3 experimentos:
    • FPGA - UFRGS - Profa. Fernanda Kastensmidt;
    • Magnetômetro – Dr. Nelson Jorge Schuch; Dr. Odim Mendes
    • Circuito Integrado – SMDH/UFSM – Prof. João Baptista Martins.

  

  Participação de Empresas Brasileiras do setor espacial:

  A startup Brasileira EMSISTI Sistemas Aeroespaciais & Tecnologia voltou a ser contratada (desta vez via FATEC, fundação ligada a UFSM) para assim conjuntamente com a LSITEC, realizar melhorias e a customização das ferramentas anteriormente desenvolvidas para o NCBR1. Em parceria com a Empresa ATLAS Software, forneceu o software de gestão de bordo, em inglês On board Data Handling (OBDH).

  Projeto de lançamento:

  O projeto “Apoio ao lançamento e operação do NanosatC-BR2 (NCBR2)” foi financiado pela Agencia Espacial Brasileira (AEB) e é Coordenado pelo Engenheiro Eletricista, Professor Dr. Andrei Piccinini Legg, Diretor do Laboratório de Ciências Espaciais de Santa Maria – LACESM, localizado no prédio sede da Coordenação Espacial do Sul - INPE – UFSM. O projeto tem como objetivo realizar o lançamento do NanosatC-BR2 e a realização de atividades de operação, monitoramento e pesquisa do NanosatC-BR1 e NanosatC-BR2.

  Andamento do projeto:

  Devido ao atual cenário mundial de pandemia de Covid-19, a Equipe que acompanhará o lançamento foi reduzida de seis para apenas dois integrantes do projeto. Após o lançamento programado para o dia 20-03-2021, inicia-se a etapa de verificação da saúde dos subsistemas do nanossatélite em órbita e comissionamento das cargas úteis, passando-se então para a fase de operação nominal do NanosatC-BR2 para monitorar e obter dados das cargas úteis científicas e tecnológicas.

  O principal retorno do projeto NanosatC-BR2 é o direto envolvimento de jovens lideranças, estudantes da UFSM e INPE que estejam vinculados ao INPE/MCTI, em projetos de P&D no setor espacial, participando de todas as fases do ciclo de vida. Portanto, o projeto NanosatC-BR2 é focado principalmente na originalidade da missão, que se trata de um programa integrado de formação de recursos humanos através do desenvolvimento de sistemas e subsistemas de CubeSats e da coleta de seus dados. Um dos importantes dados do CubeSat serão medidas da intensidade do campo geomagnético terrestre, que serão estudadas e comparadas com dados já obtidos pelo NanosatC-BR1 (CubeSat-1U) e por outros satélites internacionais, disponibilizados via cooperação internacional. O mapeamento geomagnético com dados de satélites Brasileiros coloca o Brasil em posição avançada principalmente em relação aos estudos sobre a Anomalia Magnética do Atlântico Sul, que provoca efeitos indesejáveis em vários satélites e outros sistemas de vários Países, incluindo o Brasil. O projeto contribuirá também para o fortalecimento da capacidade tecnológica do Brasil, uma vez que com a validação no espaço das tecnologias Brasileiras embarcadas no satélite, as mesmas poderão ser utilizadas em outras missões, inclusive de satélites de maior porte. O desenvolvimento de novas pesquisas na área espacial e de desenvolvimento de Engenharias e Tecnologias Espaciais de nanossatélites, posicionará o Brasil à frente na discussão sobre importantes questões das pesquisas relacionadas ao Geo espaço, Aeronomia, Geofísica Espacial e de Engenharias e Tecnologias Espaciais.