O Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais, INPE e o Programa Espacial Brasileiro

Ijar M. da Fonseca Material adaptado do artigo de Aydano Barreto Carleial, Uma Breve Histria da Conquista Espacial, Parcerias Estratgicas nmero 7 Outubro/1999, e material da pgina da Internet do INPE (www.inpe.br).

Histria da Era Espacial e o Brasil na Conquista do Espao

Na imaginao humana, a conquista do espao exterior deve ter comeado na pr-

histria, com a contemplao do cu. Dezenas de milhares de anos mais tarde, j na Antigidade histrica, alguns povos civilizados aprenderam a descrever e prever com admirvel preciso o movimento aparente dos astros na abbada celeste. Entretanto, at a Idade Moderna o Universo permaneceu inteiramente misterioso. Os bandeirantes j tinham desbravado o interior do Brasil quando, finalmente, na Europa, foram descobertas leis fsicas capazes de explicar os movimentos dos corpos celestes (entre os quais a prpria Terra). Ficou demonstrado que os objetos materiais com que convivemos na superfcie da Terra esto sujeitos a essas mesmas leis.A partir dessa poca o conhecimento cientfico da Natureza vem se acumulando. O espao exterior deixou de ser inacessvel. Todavia a cada nova descoberta a humanidade constata que o mistrio do Universo maior e mais fascinante do que antes se imaginava.H trezentos anos, no fim do sculo XVII, um hipottico discpulo de Isaac Newton j teria conhecimentos de fsica suficientes para analisar a dinmica de vo de uma nave espacial. Poderia at fazer uma estimativa da propulso necessria ao lanamento. Seus clculos demonstrariam que construir uma tal nave e lan-la ao espao estava completamente fora do alcance da tecnologia ento disponvel. De fato, no nada fcil acelerar um objeto s enormes velocidades que possibilitam iniciar um vo espacial a partir da superfcie da Terra. A propsito, naquela poca s faria sentido explorar o espao com naves tripuladas, as quais pesariam toneladas e teriam de ser capazes de trazer os astronautas, vivos, de volta para casa. No havia outra forma de tirar proveito da experincia. As comunicaes pelo rdio s seriam inventadas duzentos anos mais tarde, no fim do sculo XIX, e equipamentos automticos capazes de substituir o ser humano na explorao do espao s se tornariam realidade em pleno sculo XX. Por tudo isso, at 1957 as viagens espaciais foram apenas um sonho, que se expressava na fico literria. Panorama e histria da pesquisa espacial

Entre os pioneiros de estudos e experimentos em astronutica merecem destaque Konstantin E. Tsiolkovsky, Robert H. Goddard e Hermann Oberth. Trabalhando independentemente, quase sempre com poucos recursos, eles resolveram problemas de engenharia e demonstraram que foguetes de propulso qumica poderiam um dia levar cargas teis ao espao. Em geral seus trabalhos foram mal compreendidos e receberam pouco apoio. A possibilidade concreta de uso militar dos foguetes que levou os governos da Alemanha, da URSS e dos EUA, a partir de um dado momento, a apreciar e aproveitar os resultados obtidos por esses pioneiros. Durante a Segunda Guerra Mundial a Alemanha investiu no desenvolvimento de foguetes de propelentes lquidos para transportar bombas voadoras. At o fim da guerra Oberth trabalhou com Wernher Von Braun e uma equipe de especialistas na base de Peenemnde. Depois da guerra, os EUA e a URSS aproveitaram a experincia dos

alemes em seus programas de armamentos, cujos foguetes oportunamente tambm se prestariam explorao do espao.

O lanamento do primeiro satlite artificial da Terra, o Sputnik 1, a 4 de outubro de 1957, marca o incio da Era Espacial. Era uma esfera de alumnio de 58 cm de dimetro e 84 kg de massa, com instrumentos rudimentares e um transmissor de rdio. Entrou em rbita elptica entre 230 e 942 km de altura. Um ms depois a URSS ps em rbita o segundo Sputnik, de meia tonelada, com uma cadela a bordo, usando um foguete com empuxo de centenas de toneladas. O primeiro satlite lanado pelos EUA com sucesso foi o pequeno Explorer 1, de 8 kg, em 31 de janeiro de 1958. A vida til desses primeiros satlites em geral no passava de poucas semanas.

A URSS atingiu a Lua com uma sonda de impacto (Luna 2) em setembro de 1959. No ms seguinte, com a Luna 3, obteve imagens da face da Lua que nunca vista da Terra. Em 1960 os EUA lanaram um satlite meteorolgico (Tiros 1), um satlite de navegao (Transit 1B) e um satlite passivo de comunicaes (Echo 1). Este ltimo era um enorme balo esfrico inflado no espao para refletir as ondas de rdio. Ao findar aquele ano j tinham entrado em rbita 44 satlites. Impulsionada pela Guerra Fria, a corrida espacial entre as duas superpotncias comeava a gerar resultados cientficos importantes, como a descoberta dos cintures de radiao que circundam nosso planeta. Por alguns anos a URSS e os EUA foram os nicos pases capazes de explorar o espao. Aos demais faltava a capacidade de lanamento.

O desenvolvimento de grandes foguetes guiados, custoso e incerto, estava ento intimamente ligado necessidade de produzir msseis balsticos de longo alcance. A URSS, por esforo prprio, inspirada na tradio de. Tsiolkovsky e aproveitando alguns tcnicos e materiais capturados da Alemanha em 1945, foi a primeira a produzir foguetes de grande empuxo, que lhe deram clara vantagem at meados da dcada de sessenta. Os EUA dispunham de amplos recursos econmicos e tecnolgicos, tinham experincia prpria graas ao trabalho de Goddard, e contavam com os melhores especialistas de Peenemnde. Entretanto, em boa parte devido a problemas organizacionais, ficaram a reboque da URSS no incio da corrida espacial. At o lanamento do Sputnik 1 a perspectiva da explorao do espao no empolgara a opinio pblica nos EUA, onde o assunto era visto em setores do governo como uma disputa entre grupos rivais do Exrcito, Marinha e Fora Area. O impacto causado pelo sucesso dos soviticos levou os EUA a uma reao rpida e exemplar: houve uma autocrtica implacvel, cresceu a demanda popular por resultados imediatos e o governo entendeu que precisava se reorganizar. O efeito Sputnik, alm de diligenciar a criao da NASA, agncia espacial constituda com base nos centros de pesquisa e equipes tcnicas j disponveis, desencadeou um processo de mudanas no sistema educacional. Em todo o pas houve um esforo para ampliar e melhorar o ensino de matemtica e cincias nas escolas. A corrida espacial marcou presena at nos jardins-de-infncia norte-americanos, onde muitas crianas aprenderam primeiro a contar na ordem regressiva, como nos lanamentos: 10, 9, 8, ...

Quais outros pases tinham condies de tornar-se exploradores do espao a partir de 1960? A Alemanha e o Japo estavam na situao peculiar de potncias derrotadas na Segunda Guerra Mundial, com restries externas ou auto-impostas a tudo que pudesse se relacionar com armamentos. Por isso o desenvolvimento da indstria espacial nesses pases foi mais tardio em determinados setores o que no impediu que ambos chegassem vanguarda, onde seguramente se encontram hoje. A Gr-Bretanha tinha recursos tcnicos e outras condies favorveis, mas adotou uma linha discreta em seus projetos espaciais, apoiando-se mais na Aliana Atlntica, como fez tambm na rea nuclear. Ps em rbita um pequeno satlite em 1971. A Frana, ao contrrio, alm de participar dos planos e programas internacionais europeus, desde cedo se mostrou determinada a desenvolver capacidade

prpria. Em 1962 estabeleceu sua agncia espacial, o Centre National dtudes Spatiales (CNES), assegurando investimentos para pesquisas, desenvolvimento e industrializao. De 1965 a 1971 a Frana lanou ao espao nove pequenos satlites tecnolgicos e cientficos, dois com foguete da NASA e sete com lanador prprio. Em 1968 ps em operao uma base de lanamentos na Guiana Francesa. A Itlia e os outros pases da Europa Ocidental s deram impulso significativo indstria espacial quando se consolidou a Comunidade Europia e formou-se a Agncia Espacial Europia (ESA). O Canad tambm desenvolveu a indstria de satlites, contando com outros pases para fazer os lanamentos. Na sia, alm do Japo, primeiro a China e mais tarde a ndia, apesar do atraso econmico e do isolamento, empreenderam programas espaciais autnomos. A China desenvolveu uma famlia de foguetes e ps em rbita seu primeiro artefato em 1970. Desde ento lanou com sucesso dezenas de satlites, muitos dos quais recuperveis aps manobra de reentrada na atmosfera. A ndia produziu satlites para aplicaes cientficas, tecnolgicas e utilitrias, que foram lanados a partir de 1975 por foguetes estrangeiros e indianos.

Nos ltimos vinte anos diversos outros pases comearam a participar da explorao do espao (entre eles o Brasil, do qual falaremos mais adiante). A competio entre pases cedeu lugar cooperao internacional (exceto nas tecnologias com aplicao militar) e competio entre grupos industriais. O uso de sistemas de satlites para aplicaes rentveis (das quais as principais so as telecomunicaes) teve enorme expanso, com investimentos de bilhes de dlares. Em abril de 1961, meros trs anos e meio depois do Sputnik 1, a URSS noticiou o vo orbital de Yuri A. Gagarin a bordo da Vostok 1, abrindo uma nova fase da conquista espacial, fascinante e dispendiosa, que culminaria com o pouso de astronautas na Lua. No incio astronautas solitrios deram umas poucas voltas em torno da Terra a bordo das naves Vostok e Mercury. Depois voaram em grupos de dois ou trs, cumprindo misses cada vez mais longas. Em 1961 o presidente dos EUA anunciou a meta nacional de explorar a Lua com astronautas antes do final da dcada. Em poucos anos todas as etapas necessrias a esse feito extraordinrio foram planejadas e levadas a cabo com pleno sucesso. No Natal de 1968 trs astronautas navegaram em torno da Lua a bordo da Apollo 8. Finalmente, a 20 de julho de 1969, Neil A. Armstrong e Edwin E. Aldrin Jr., da Apollo 11, pousaram no Mare Tranquillitatis. O programa terminou com a misso da Apollo 17, em 1972, e desde ento at hoje ningum mais se afastou das cercanias da Terra! Os soviticos nunca puseram em prtica seus planos de enviar naves tripuladas Lua, mas coletaram amostras de rochas lunares com o mdulo de regresso da nave automtica Luna 16 (1970).

A histria das andanas do ser humano no espao exterior mereceria um relato a parte. A contribuio dos astronautas pesquisa cientfica do espao modesta (em comparao com a das naves automticas) e sua presena nos satlites comerciais inteiramente dispensvel. No obstante, na viso do cidado comum, sem eles a explorao espacial perderia grande parte de sua razo de ser. Talvez por isso, mais do que por alguma viso estratgica de colonizao do espao exterior no curto prazo, os investimentos dos EUA e da URSS com naves e estaes tripuladas tornaram-se desproporcionalmente vultosos durante a Guerra Fria. Conseqncias dessa poltica persistem at hoje. O Space Shuttle e a futura estao espacial internacional resistem a todas as crticas e continuam com a parte do leo nos oramentos da NASA. Enquanto isso, ao longo de mais de trs dcadas prosseguiu a explorao da Lua, dos planetas e do espao interplanetrio por sondas automticas cada vez mais sofisticadas, e a Terra foi circundada por uma multido de satlites artificiais.

A explorao sistemtica do Sistema Solar por naves no-tripuladas sem dvida uma das realizaes cientficas mais notveis da humanidade. Os primeiros astros visitados foram a Lua e os dois planetas vizinhos, Vnus e Marte. Aps as misses pioneiras da URSS Lua, j citadas, os EUA obtiveram dados e imagens da superfcie lunar com as sondas da srie Ranger. A URSS conseguiu pousar a Luna 9 na superfcie no incio de 1966, e logo em

seguida ps outra sonda em rbita da Lua. Meses depois, os EUA tambm conseguiam pousar com sucesso na Lua a primeira nave da srie Surveyor, e imagearam toda a superfcie com os satlites Lunar Orbiter. As primeiras misses interplanetrias foram dirigidas a Vnus, pelos soviticos, que em 1965 fizeram a nave Venera 3 colidir com o planeta. Em 1967 a Venera 5 transmitiu dados enquanto mergulhava nas altssimas temperaturas e presses da atmosfera venusiana. O primeiro pouso com sucesso s foi conseguido em 1970 (Venera 7). Os EUA deram mais prioridade a Marte. Em 1965 a sonda Mariner 4 passou perto do planeta vermelho e transmitiu imagens de algumas reas. Seis anos depois o orbitador marciano Mariner 9 obteve dados cientficos muito valiosos e fez imagens de toda a superfcie, que se revelou variada e interessantssima. A URSS tambm aproveitou a mesma poca favorvel e fez chegar a Marte no final de 1971 duas sondas orbitais de grande porte, das quais se separaram mdulos que pousaram com sucesso na superfcie. A explorao desses planetas vizinhos prosseguiu com misses mais complexas. As naves Viking (1976) procuraram e no encontraram processos bioqumicos no solo marciano. Bem mais recentemente a nave Magalhes, em rbita de Vnus, mapeou por radar toda a superfcie do planeta. Tambm houve grandes fracassos, como a perda de um par de naves soviticas enviadas a Marte (pelo menos uma delas vtima de falha humana no envio de telecomandos) e a mais recente e ainda misteriosa perda do Mars Orbiter, dos EUA, que custara centenas de milhes de dlares. Atualmente o Mars Global Surveyor, um novo observador orbital, transmite imagens de alta resoluo da superfcie marciana, onde pousou com sucesso o pequeno veculo Pathfinder. O planeta Mercrio s foi visitado em duas passagens da sonda imageadora Mariner 10, lanada em 1973. Os planetas gigantes, Jpiter, Saturno, Urano e Netuno, bem como os satlites desses planetas, receberam bastante ateno desde o final da dcada de setenta, da parte de naves norte-americanas das sries Pioneer e Voyager, que fizeram muitas descobertas cientficas e transmitiram imagens impressionantes. A nave Galileo partiu com grande atraso (em 1989) para uma nova fase da explorao de Jpiter e foi prejudicada pela falha de sua antena principal. No obstante, a longa misso teve sucesso. Em 1995 transmitiu dados captados por um mdulo que se separou do corpo principal da nave e mergulhou na atmosfera do planeta. A nave Cassini-Huygens, lanada em 1997, empreendimento conjunto NASA/ESA, dever chegar a Saturno e ao seu satlite Tit em 2004.

O prprio espao interplanetrio, povoado de partculas, radiao e campos magnticos, tem sido esquadrinhado por sondas espaciais. Telescpios e sensores foram lanados ao espao para observar sinais provenientes de todo o Universo, especialmente nas faixas de radiao s quais a atmosfera terrestre no permevel. A nave Ulysses foi posta em rbita em torno do Sol em um plano que lhe permite olhar para as regies polares da nossa estrela. Outras misses j foram realizadas ou esto planejadas para explorar cometas e asterides. Algumas delas foram empreendidas pelos europeus (caso da sonda Giotto, que se aproximou do cometa de Halley em 1986) e pelos japoneses. Panorama e histria da pesquisa espacial no Brasil

O Brasil oficializou seu interesse pela explorao do espao em 1961, com a criao da CNAE, precursora do Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais (INPE). Desde o incio esse rgo pblico federal cooperou com agncias espaciais estrangeiras e instalou estaes para receber e processar dados de satlites cientficos e meteorolgicos. Com o tempo, o Brasil tornou-se um dos maiores usurios de imagens da Terra transmitidas por satlites, e desenvolveu tcnicas prprias para sua utilizao. Atravs da Embratel, o pas tambm foi um dos primeiros pases a usar comunicaes por satlites.

Entrada Principal INPE So Jos dos Campos, So Paulo

Em 1965 o Ministrio da Aeronutica instalou uma base de lanamentos no Rio

Grande do Norte, e comeou a desenvolver foguetes de sondagem e msseis no Centro Tcnico de Aeronutica (CTA). A partir dessa poca cresceu a indstria aeroespacial e de armamentos sediada em So Jos dos Campos.

Em 1980, com base em estudos de viabilidade feitos por engenheiros do CTA e do INPE no ano anterior, o governo decidiu empreender um grande projeto de capacitao tecnolgica, que recebeu o nome de Misso Espacial Completa Brasileira (MECB). Ficou estabelecida a meta de desenvolver no pas um veculo lanador (foguete de propelente slido) e quatro satlites com aplicaes ambientais (dois para coleta de dados e dois para sensoriamento remoto da Terra). Os satlites deveriam ser colocados sucessivamente em rbita pelo foguete nacional, lanado do territrio brasileiro, no trinio 1986-1988. No ano seguinte (1981) a programao da MECB foi refeita: o primeiro lanamento ficou marcado para 1989. Todavia mesmo este prazo mais realista no pde ser cumprido, principalmente porque no se conseguiu levar a cabo o desenvolvimento do foguete da maneira prevista.

O projeto MECB como um todo foi prejudicado, desde a origem, por problemas organizacionais, gerenciais e oramentrios que no foram submetidos a avaliaes e correes oportunas. A partir de 1987 aumentaram as restries do exterior importao pelo CTA de certos materiais e componentes necessrios ao desenvolvimento do veculo lanador de satlites (VLS), dificultando ainda mais sua realizao, j ento bastante atrasada. A dependncia de fornecimentos externos e tecnologia estrangeira no plano de desenvolvimento do VLS, antes dissimulada, teve de ser reconhecida de pblico.

Em 1988 j estava patente que, alm de rever a estratgia e as tticas para obter sucesso com o foguete lanador no mdio prazo, era necessrio providenciar algum outro meio de lanamento, no exterior, pelo menos para o primeiro satlite, cujo desenvolvimento no encontrara obstculo. A despeito de gestes feitas nesse sentido, dado que o pessoal tcnico e gerencial do CTA e do INPE dispunha de elementos suficientes para formular e propor a indispensvel atualizao do projeto MECB, as autoridades militares persistiram em mant-lo engessado na sua concepo original. O impasse poltico s foi superado em 1991.

O primeiro satlite nacional, o SCD1, com a misso de coleta de dados ambientais, foi finalmente lanado a 9 de fevereiro de 1993 por um foguete Pegasus, que partiu de um avio da NASA enquanto este sobrevoava o Oceano Atlntico a sudeste da Flrida. O lanamento foi contratado pelo governo brasileiro de uma empresa dos EUA. Desde ento o SCD1, de 110 kg, funciona em sua rbita, a 760 km de altitude, recebendo e retransmitindo dados captados no solo por pequenas estaes automticas conhecidas como PCDs (plataformas

coletoras de dados). O desempenho do SCD1 excedeu todas as expectativas plausveis para um prottipo pioneiro desenhado e construdo para funcionar por um ano com 80% de confiabilidade. O Satlite SCD1 um satlite de Coleta de Dados e possui as seguintes caractersticas tcnicas: Forma: prisma de base octogonal Dimenses: 1m de dimetro, 1,45m altura Massa Total: 115 kg Potncia Eltrica: 110W Estrutura: Painis colmias de alumnio Satlite de coleta de dados SCD1 Estabilizao de atitude: rotao Controle Trmico Passivo Transponder de coleta de dados na faixa UHF/S TT&C (Telemetria e telecomando) na banda S Experimento de clulas solares rbita circular de 750 km de altitude, 25 graus de

inclinao

O controle de atitude feito por rotao, imposta pelo veculo lanador (aproximadamente 120 rpm no incio, sem controle de velocidade). Um amortecedor de nutao corrige os eventuais desvios na separao. A correo da direo do eixo de rotao pode ser feita com a utilizao de uma bobina magntica, telecomandada de terra. A determinao de atitude feita a partir de sensores solares (dispositivos para localizar o sol em relao ao satlite) e de um magnetmetro (dispositivo para medir a direo e a magnitude local do campo magntico da Terra).

rbita do SCD1

A gerao de potncia feita a partir de oito painis laterais retangulares e um octogonal superior composto por clulas de silcio (veja figura ao lado a superfcie do satlite coberta por clulas solares). Uma PCU (Unidade de Condicionamento de Potncia) condiciona e direciona a energia gerada para todo o satlite. Uma bateria de nquel-cdmio (com capacidade de 8 AH) acumula energia para operao do SCD1 durante eclipse. O excesso de gerao dissipado em dois dissipadores (Shunts) localizados no painel inferior. Um conversor DC/DC e uma unidade de distribuio de potncia (PDU) terminam a composio do subsistema.

Integrao do SCD1

O sistema de superviso de bordo, com programao carregvel a partir do solo, constitudo por dois computadores, a UPC (unidade de processamento central) e a UPD/C (unidade de processamento distribudo). O sistema permite a utilizao de comandos temporizados e o armazenamento de todas as telemetrias de bordo para transmisso durante a visibilidade das estaes terrenas.O subsistema de TT&C (telemetria, tracking e comando) compreende um decodificador de telecomandos (Decoder), dois Transponders redundantes operando em banda S e um codificador de telemetrias (Codir). Duas antenas quadrifilares de mesma polarizao, localizadas nos painis superior e inferior do satlite possibilitam o acesso ao mesmo a partir das estaes de rastreio e vice-versa.

A estrutura composta por um cilindro central calandrado em alumnio, ao qual so presos trs painis octogonais porta equipamentos. A rigidez garantida por quatro barras inclinadas que prendem as abas do painel central juno do cilindro com o painel inferior.

Oito painis laterais de fechamento definem a forma da satlite. A ligao com o lanador realizada atravs de um flange de adaptao, usinado em alumnio.

O controle trmico totalmente passivo foi viabilizado com a utilizao de fitas trmicas e revestimentos (pintura) com propriedades termo-ticas convenientes. Alguns equipamentos foram aterrados termicamente (muito dissipativos) e outros foram isolados do ambiente para minimizar sua faixa de temperatura de operao em rbita.

A carga til do satlite consiste basicamente em um transponder de coleta de dados (Transponder PCD), o qual recebe os sinais emitidos pelas plataformas automticas em terra atravs de antenas em UHF (monopolos no painel inferior e quadripolo no painel superior) e os retransmite em tempo real (sem armazenamento a bordo) em banda S (quadripolos nos painis inferior e superior) para as estaes de rastreio.

SCD1 e as PCDs

Como desenvolvimento, voa a bordo um experimento de clulas solares, o qual foi inteiramente desenvolvido no Brasil visando dominar a tecnologia de fabricao de clulas de silcio no pas.

O satlite SCD1 foi lanado pelo Pegasus, em 9 de fevereiro 1993 e continua em operao superando de longe sua vida til operacional projetada para 1 ano.

O SCD2, lanado na noite de 22 de outubro de 1998, novamente por um foguete Pegasus, tambm teve pleno sucesso. Este segundo satlite quase idntico ao primeiro, exceto por alguns aperfeioamentos incorporados ao projeto em 1988. Mais significativo o fato de que, enquanto a maioria dos equipamentos de bordo do SCD1 foi construda no prprio INPE, o fornecimento pela indstria privada nacional j predominou no SCD2. Os satlites SCDs fazem parte da Misso de Coleta de Dados, que visa fornecer ao pas um sistema de coleta de dados ambientais baseado na utilizao de satlites e plataformas de coleta de dados (PCDs) distribudas pelo territrio nacional, como mostrado na figura ao lado. As PCDs so pequenas estaes automticas instaladas geralmente em locais remotos. Os dados adquiridos pelas PCDs so enviados aos satlites que os retransmitem para as estaes receptoras do INPE, em Cuiab e Alcntara. A partir da os dados so enviados para o Centro de Misso, em Cachoeira Paulista, onde feito o seu tratamento, para distribuio imediata aos usurios do sistema. Os usurios cadastrados recebem os arquivos com os dados j processados utilizando a Internet.

O satlite SCD2 bastante similar ao SCD1. apresenta as seguintes caractersticas: Forma: Prisma de base Octogonal Dimenses: 1m de dimetro e 70 cm de altura Massa Total: 115 kg Potncia Eltrica: 120W Estrutura: Painis colmia de alumnio Estabilizao de atitude: rotao (34rpm) Controle Trmico Passivo Transponder de coleta de dados na faixa UHF/S TT&C na banda S Experimento de clulas solares Experimento de roda de reao

rbita circular de 750 km de altura, 25 graus de inclinao

O satlite SCD2, da mesma forma que o SCD1, tem como carga til principal um transponder de coleta de dados, cuja funo retransmitir os dados recebidos pelas PCDs. Dada a nova atitude em rbita, no so mais necessrias antenas de recepo no painel inferior do satlite, havendo apenas quatro monopolos em UHF no painel superior. A transmisso dos dados para as estaes feita com maior eficincia, uma vez que so adotadas polarizaes inversas para as antenas quadrifilares em banda S localizadas nos painis superior e inferior.

No SCD2 o controle de atitude tambm feito por rotao. Dada a utilizao de duas novas bobinas magnticas, a velocidade pode ser controlada entre 32 e 36 rpm. Os demais equipamentos so similares ao SCD1.

A gerao de potncia, utilizando painis solares de silcio fabricados j por empresa brasileira, feita somente a partir dos painis laterais, dada a atitude do satlite em rbita. A concepo geral deste subsistema essencialmente a mesma do SCD1. A concepo da superviso de bordo foi otimizada, realizando as mesmas funes com o utilizao de apenas um computador, o OBC (On-board computer computador de bordo). O subsistema de TT&C composto por um conjunto de equipamentos equivalentes aos do SCD1, sendo que um transponder de banda S foi provido por empresa brasileira e o decodificador de telecomandos fabricado no INPE.

Os subsistemas de estrutura e controle trmico so tambm muito semelhantes aos do SCD1. H pequenas diferenas decorrentes apenas do diferente arranjo fsico de equipamentos entre os dois satlites. Como desenvolvimento, voam a bordo do SCD2 um experimento de clulas solares mais sofisticado e um prottipo de uma roda de reao (ERR). O experimento ERR, desenvolvido pelo INPE, objetiva atingir a qualificao nacional em sistemas espaciais com partes mveis lubrificadas acopladas a um motor. Em termos de ndice de nacionalizao, para um valor de 73% para o SCD1, chegou-se a 85% para o SCD2. Adicionalmente, a participao de empresas brasileiras passou de 9% no SCD1 para 20% no SCD2, consagrando a diretriz do INPE de transferncia de tecnologia para a indstria nacional. Lanado no dia 22 de outubro de1998 novamente utilizando um Pegasus, o SCD2 desde o incio de sua vida em rbita j vem desempenhando sua misso de coleta de dados, continuando e ampliando o servio prestado pelo SCD1. Apesar de se especificar uma vida til de dois anos, acredita-se que este perodo tambm venha a ser em muito excedido, conforme vem ocorrendo com o SCD1.

Tambm fez parte prevista do sistema de coleta de dados o satlite SCD2-A, equivalente em configurao ao SCD2. O SCD2-A deveria ser lanado ao espao a partir do Centro de Lanamento de Alcntara, no Maranho, utilizando o VLS (Veculo lanador de Satlites), provido pelo IAE/Maer. Desta forma, estaria se cumprindo a premissa da MECB de lanar satlites brasileiros com veculos lanadores nacionais a partir de uma base em territrio do Brasil. Entretanto o lanamento do SCD2-A no se concretizou porque houve falha no lanamento. No ocorreu a ignio de um dos 4 motores laterais do VLS. Foi necessrio explodir o foguete (em trajetria errada) por razes de segurana perdendo-se assim o satlite SCD2-A.

Os dados coletados pelos satlites SCD1 e SCD2 esto sendo usados para aplicaes como alimentar os modelos de previso de tempo do CPTEC, estudos sobre correntes ocenicas, mars, qumica da atmosfera, planejamento agrcola, entre outras. Uma aplicao importante dos satlites o monitoramento das bacias hidrogrficas atravs das plataformas da ANEEL, que adquirem dados fluviomtricos e pluviomtricos.

Atualmente h cerca de quinhentas PCDs em operao no territrio brasileiro e algumas em territrio de pases vizinhos. Este nmero, que s cresceu recentemente, ainda

muito pequeno em relao capacidade dos satlites. Uma PCD tpica mostrada na figura ao lado.

Satlite CBERs

Projeto conjunto Brasil-China para desenvolvimento de satlites de recursos terrestres

Paralelamente ao programa de foguetes e satlites nacionais da MECB, em 1.988 o Brasil comeou um outro projeto, em cooperao com a China, cujo objetivo desenvolver, lanar e operar satlites de mdio porte (uma tonelada e meia) para sensoriamento remoto de recursos naturais. O Programa CBERS (China-Brazil Earth Resource Satellite Satlite de Recursos Naturais China-Brasil ou Satlite Sino-Brasileiro de Recursos Naturais) nasceu de uma parceria indita entre Brasil e China no setor tcnico-cientfico espacial. Com isto, o Brasil ingressou no seleto grupo de Paises detentores da tecnologia de sensoriamento remoto. Desta forma, obteve uma poderosa ferramenta para monitorar seu imenso territrio com satlites prprios de sensoriamento remoto, buscando consolidar uma importante autonomia neste segmento.

Imagem do plano piloto de Braslia, feita pelo CBERS

Os satlites sero lanados por foguetes chineses. O acordo binacional previu 30% de participao financeira do Brasil nos satlites e nos lanamentos. A unio entre os dois pases

um esforo bilateral para derrubar as barreiras que impedem o desenvolvimento e a transferncia de tecnologias sensveis impostas pelos pases desenvolvidos. A parceria conjunta rompeu os padres que restringiam os acordos internacionais transferncia de tecnologia e o intercmbio entre pesquisadores de nacionalidades diferentes.

O primeiro satlite desenvolvido, o CBERS-1, foi lanado com grande sucesso pelo foguete chins Longa Marcha 4B, do Centro de Lanamento de Taiyuan em 14 de outubro de 1999. O lanamento ocorreu 1h15 (horrio de Braslia). O satlite composto por dois mdulos. Um a carga til, onde so acomodadas as 3 cmeras (CCD Cmera Imageadora de Alta Resoluo, IRMSS Imageador por Varredura de Mdia Resoluo e WFI Cmera Imageadora de Amplo Campo de Visada) e o Repetidor para o Sistema Brasileiro de Coleta de Dados Ambientais. O outro o servio, que contm os equipamentos que asseguram o suprimento de energia, os controles, as telecomunicaes e demais funes necessrias operao do satlite. Sua rbita hlio-sncrona a uma altitude de 778 km, e faz cerca de 14 revolues por dia, e consegue obter a cobertura completa da Terra em 26 dias.

O CBERS-2 tecnicamente idntico ao CBERS-1. O segundo satlite desenvolvido em conjunto com a China, O CBERS-2 foi lanado com sucesso no dia 21 de outubro de 2003, partindo do Centro de Lanamento de Taiyuan, na China. O horrio do lanamento foi s 11:16h (horrio de Pequim), o que corresponde a 1:16h em Braslia. O CBERS-2 foi integrado e testado no Laboratrio de Integrao e Testes do INPE.

A figura anterior mostra um foto feita pelo CBERS da regio de Braslia, evidenciando o plano piloto. O Programa Brasileiro de Pequenos Satlites

Aps o sucesso do SCD1 outros projetos de pequenos satlites cientficos e de aplicaes de engenharia conseguiram apoio no Brasil e esto em fases de estudo ou desenvolvimento, na maioria dos casos com parceiros estrangeiros. Um fato importante no projeto Brasil-China foi que o lanamento do CBERS1 levou tambm ao espao, de carona, o primeiro satlite cientfico brasileiro, o SACI-1 (figura ao lado) de apenas 60 kg, construdo pelo INPE em cooperao com outras instituies de pesquisa nacionais. Infelizmente devido a uma possvel falha no sistema de comunicao ou outro subsistema associado, a misso SACI-1 falhou, embora o satlite tenha sido colocado na rbita prevista pelo foguete chins Longa Marcha 4. Nunca se conseguiu estabelecer comunicao entre o satlite cientifico e a Terra. A serie SACI foi interrompida com a perda do SACI-2, devida a falha no veculo lanador brasileiro, o VLS. Durante o lanamento houve falha na ignio do segundo estgio do VLS e perdeu-se o satlite.

Satlite SACI-1

Atualmente o programa de pequenos satlites est desenvolvendo uma plataforma multimisso, PMM e o satlite EQUARS. (Equatorial Atmosphere Research Satellite Satlite de Pesquisa da Atmosfera Equatorial).

A Plataforma Multimisso (PMM) se baseia no principio de satlites, tais que qualquer que seja sua carga til, possam realizar funes tais como:

suporte estrutural para montagem de equipamentos suprimento de potncia eltrica carga til controle de rbita e propulso comunicaes de servio (telemetria/telecomandos/localizao) gesto de dados a bordo controle trmico

A Plataforma Multimisso (PMM) do INPE um conceito moderno em termos de arquitetura de satlites. Consiste em reunir em uma plataforma todos os equipamentos que desempenham funes necessrias sobrevivncia de um satlite independente do tipo de rbita ou de apontamento. A idia de se separar o satlite em uma plataforma que prov servios bsicos, e em uma carga til "cliente" destes servios tem sido explorada atualmente atravs do conceito de plataformas multimisso, isto independente da misso especfica ela facilmente adaptvel a cada aplicao, como o caso da PMM da MECB ou do projeto PROTEUS do CNES. Esta plataforma serve de base, por exemplo, para o desenvolvimento do satlite EQUARS. Configuraes do EQUARS rbita: Equatorial, Altitude 750 km (LEO),

inclinao 20 Massa total: 130 kg Volume: 60 x 70 x 80 (em cm) Consumo de energia: 145 W Posicionamento do satlite: geocntrico, com

preciso de 1 Controle de atitude: ativo, 3 eixos Data storage: 1800 Mbits/ 24 h Satlite de Pesquisa da Atmosfera

Equatorial EQUARS

A figura ao lado indica, nas bandeiras, as participaes internacionais do Canad, Japo e Estados Unidos.

A misso cientfica do EQUARS refere-se ao monitoramento global da atmosfera na regio equatorial, enfatizando processos dinmicos, fotoqumicos, e mecanismos de transporte de energia entre a baixa, mdia e alta atmosfera e ionosfera. Tpicos a serem investigados: Monitoramento da atmosfera equatorial Troposfera :Vapor dgua e conveco de nuvens Estratosfera: Variao da temperatura Mesosfera: Propagao de ondas e temperatura Ionosfera: Gerao e propagao de bolhas de plasma

O satlite EQUARS vai fornecer dados que sero teis nos estudos do clima espacial, atmosfrico e nos estudos climticos. Trata-se de um projeto de colaborao do INPE com vrias instituies brasileiras e estrangeiras e o cronograma prev seu lanamento em meados de 2006. O projeto do satlite cientfico EQUARS do INPE - Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais contar com a participao de pesquisadores canadenses da rea de ondas de gravidade. Para definir aspectos da participao do grupo canadense GWIN-Gravity Wave Imager, da Universidade Western Ontario, estiveram no Canad os pesquisadores do INPE Hisao Takahashi e Himilcon Carvalho. Na ocasio, eles apresentaram o projeto e mostraram a

importncia da participao dos canadenses, ficando definida a colaborao bilateral com o grupo e que ter o apoio da agncia espacial daquele pas. A misso cientfica, diviso de tarefas e o esquema de colaborao na rea de radares de superfcie foram acertados durante a visita aos canadense.

H grandes oportunidades para um papel cada vez mais significativo do Brasil na explorao do espao nos prximos anos. J temos experincia, infra-estrutura e empresas que podero gradualmente constituir uma indstria espacial nacional competitiva, capaz de. trabalhar em p de igualdade com as empresas estrangeiras. Temos uma forte demanda por novos servios de satlites, que pode ser atendida por sistemas concebidos por nossos cientistas e engenheiros e realizados com participao efetiva da indstria nacional. A capacidade de lanamento nacional de pequenos satlites tambm poder ser conseguida. A Participao Brasileira no Projeto da Estao Espacial Internacional (EEI)

A participao brasileira no programa da Estao Espacial Internacional (EEI) ir possibilitar que universidades e centros de pesquisa brasileiros realizem experimentos cientficos avanados beneficiando-se do ambiente de micro-gravidade. A Agncia Espacial Brasileira (AEB) e a Academia Brasileira de Cincias (ABC), coordenaro a seleo dos experimentos brasileiros a serem embarcados na EEI.

Em troca dos equipamentos e servios que fornecer para a EEI, o Brasil ter direito usar suas instalaes durante toda sua vida til. Os direitos de utilizao para o Brasil foram estabelecidos pelo Ajuste Complementar assinado entre a AEB e a NASA em outubro de 1997. Como resultado da participao brasileira no projeto, o Brasil tem um astronauta sendo treinado pela NASA para participar dos trabalhos na EEI em rbita. Panorama e histria da pesquisa novos rumos dos programas espaciais no mundo

Para concluir esta breve histria, cabe um comentrio sobre os novos rumos dos programas espaciais em todo o mundo. No retrospecto, parece que a explorao espacial, como aventura herica da espcie humana, atingiu o pice na saga da Apollo 13 (abril de 1970) e depois perdeu muito do seu mpeto. Em certa medida isto seria conseqncia natural e inevitvel do amadurecimento. Do lado positivo, inegvel que de 1970 at hoje houve enorme evoluo tecnolgica e desenvolvimento industrial na rea, ao lado de grande progresso cientfico. Sem a tecnologia espacial e os sistemas de satlites o mundo de hoje no funcionaria. Como j ficou dito, a cooperao internacional aos poucos foi se sobrepondo competio, e os empreendimentos comerciais ganharam vulto. Todavia ainda predominante em todo o mundo a participao governamental nos investimentos espaciais, no apenas nas aplicaes de interesse militar (cuja importncia no diminuiu, pois so vitais para vigilncia, navegao e comunicaes) mas tambm nas civis. A explorao cientfica do espao, a meteorologia por satlites, aplicaes da rea ambiental, a localizao para busca e salvamento e outros servios semelhantes, de benefcio difuso ou de carter estratgico,

tradicionalmente tm sido campo de atuao dos Estados, embora a iniciativa de organizaes no-governamentais e empresas privadas venha se expandindo em alguns desses setores. Os servios comerciais de lanamento por meio de foguetes j esto essencialmente privatizados, acompanhando as telecomunicaes por satlites e a prpria indstria produtora de equipamentos e sistemas espaciais.

O Brasil deve ficar atento a essas tendncias, buscando pela integrao competitiva capacitar e fortalecer sua indstria. Deve tambm manter no mbito estatal no apenas a capacidade de formular polticas e programas de interesse nacional para o setor, mas tambm uma base cientfica, tecnolgica e gerencial, com pesquisadores, engenheiros e tcnicos de alto nvel (que no precisam ser estatutrios do servio pblico) reunidos em centros de excelncia, a exemplo do que tm feito os pases mais desenvolvidos. Como Funcionam os Satlites

Satlites artificiais giram ao redor da Terra. A trajetria do satlite em torno da Terra define a sua rbita. O movimento orbital do satlite pode ser entendido como o movimento de um ponto de massa ao redor da Terra. Este ponto representa toda a massa do satlite. As rbitas podem ser baixas ou altas. Por exemplo uma altitude de 700 km define uma rbita baixa, enquanto que, uma rbita de 36.000 km define uma rbita alta. O satlite se mantm em rbita devido ao equilbrio entre as foras centrifuga e gravitacional. Quando estas foras se igualam o veiculo se comporta como se estivesse preso em sua rbita. Nesta configurao o ambiente de micro gravidade, ou seja, a gravidade muito baixa e os corpos e objetos flutuam no espao. Mas as rbitas sofrem alteraes ao longo do tempo pois outras foras atuam sobre o satlite. Dentre elas temos a atrao do sol e da lua, alm dos efeitos da presso de radiao solar e do arrasto atmosfrico. So efeitos pequenos mas que somados ao longo do tempo causam alteraes no movimento orbital. Por isto os satlites precisam ser equipados com dispositivos para corrigir sua rbita. Dentre estes dispositivos podemos citar os jatos de gs , por exemplo. So necessrios pequenos motores para corrigir a rbita dos veculos espaciais. A altitude baixa ou alta definida em funo da misso do satlite. Por exemplo, um satlite de comunicao tipo os que so utilizados para transmisso de TV precisam estar muito altos. Note que quando mais alto maior a trajetria do satlite em torno da Terra. Quanto maior for a altitude maior ser o tempo para dar uma volta ao redor da Terra. Existe uma altitude na qual o satlite demora exatamente 24 horas para dar uma volta ao redor da Terra. Esta rbita est aproximadamente 36 mil Km de altitude e chamada geoestacionria. Como nesta altitude as velocidades orbital e de rotao da Terra so as mesmas, o satlite estar sempre na mesma posio em relao a Terra. Estas rbitas so apropriadas para satlites de comunicao pois podemos manter uma cmera sempre apontada para uma mesma regio da Terra sem maiores problemas. rbitas mais baixas so apropriadas para satlites de explorao cientfica, de engenharia e de espionagem. As rbitas podem ainda ser equatoriais, inclinadas entre o equador e os plos, ou polares. Na verdade as rbitas polares so rbitas inclinadas, de aproximadamente 90 graus em relao ao equador. O tipo de rbita, no apenas em altitude mas tambm em inclinao, depende da misso do satlite.

Existe um outro de tipo de movimento do satlite que se refere ao seu movimento em torno do seu centro de massa. Imagine a Terra girando no espao. O movimento de translao em torno do sol o seu movimento orbital. O movimento de rotao da Terra se refere ao seu movimento em torno do seu centro de massa. O movimento do satlite em torno do seu centro de massa define seu movimento de atitude, ou seja, como o satlite se comporta no espao em relao ao seu centro de massa. O movimento de atitude precisa ser controlado para que se tenha o satlite comportando de forma a satisfazer os requisitos da misso para a qual ele foi

projetado. Por exemplo, se a misso requer uma antena apontada para a Terra durante toda a vida do satlite, ento temos que controlar sua atitude de tal forma que a antena fique apontada para a Terra. Se uma face do satlite tem que ficar apontada para o Sol para, por exemplo, captar energia solar, ento temos que controlar o movimento de atitude do satlite de tal forma que aquele requisito seja satisfeito. A necessidade de controle da atitude do satlite deu origem a uma rea de estudo chamada Dinmica e Controle de Atitude de Satlites. Existem vrios procedimentos para se fazer o controle de atitude dos satlites. Por exemplo podemos estabilizar o satlite por rotao de tal forma a manter uma face do satlite em uma certa direo. Uma das formas de fazer isto rotacionar o satlite. Ocorre algo semelhante ao que ocorre quando brincamos com o pio. Em alta rotao, mesmo na superfcie da Terra, o pio dorme estvel, em torno do seu eixo de rotao. O pio perde a estabilidade por causa do atrito com o ar e o atrito na ponta, que o suporte para seu movimento rotacional. No espao o atrito do ar muito mas muito pequeno. Por outro lado o satlite no espao no precisa apoiar-se em uma superfcie. Por isto ele gira em torno do seu centro de massa da mesma forma que a Terra gira em torno de si mesma, suspensa no espao. Os satlites brasileiros SCD1 e SCD2 foram colocados em rbita girando como um pio. O SCD1 foi estabilizado por rotao a 120 rpm. Est no espao a mais de 10 anos e sua rotao s caiu para aproximadamente 50 rpm durante este tempo. O SCD2 foi estabilizado a 30 rpm. Muitas misses requerem controle em trs eixos ou seja, existem duas ou trs direes que precisam ser controladas. Um exemplo disto seria o satlite apontar uma face para a Terra enquanto mantm a outra apontada na direo da velocidade. Nestes casos o sistema para controlar o satlite pode requerer pequenos motores ou jatos de gs para gerar empuxo, bobinas magnticas para torque (temos algo semelhantes no motor de arranque de nossos carros), e rodas de reao, que usam o principio da lei de ao e reao de Newton. As bobinas magnticas combinam propriedades magnticas com propriedades eltricas (Neste caso o satlite precisa de bateria eltrica, como nosso carro) para gerar torques e girar o satlite para as posies desejadas. Rodas de reao tambm so usadas para isto. Existe um aspecto associado a Dinmica de Satlites que difere das situaes em terra. As foras e torques aplicados ao corpo do satlite ocorrem em ambiente de gravidade zero. No existe suporte para o corpo no espao. Por isto se dois corpos esto conectados o esforo sobre um corpo se transfere para o outro. Este fato ocorre por exemplo com as rodas de reao, que giram quando o satlite sofre um torque externo, absorvendo assim o efeito indesejado do torque externo. Por outro lado, estas rodas podem ser intencionalmente aceleradas para fazer o satlite girar no sentido contrrio. Projeto Brasileiro AEB Escola A Participao do INPE

Pases com grande avano na conquista do espao como os Estados Unidos desenvolvem programas educacionais visando preparar os futuros cidados para compreenderem melhor as razes para se investir na conquista do espao e ao mesmo tempo para despertar e estimular nos jovens o interesse cientfico pela conquista do espao. A NASA desenvolveu um programa no apenas para educar crianas e adolescentes para o espao mas tambm para educar e preparar educadores para atuarem junto aos estudantes na rea espacial. Por exemplo, a NASA tem uma pgina na Internet voltada para educadores (professores) na rea espacial (http://www.nasa.gov/audience/foreducators/).

O Brasil comea formalmente este processo educativo com o programa AEB Escola. O projeto envolve professores e estudantes do ensino fundamental e de segundo grau.

Este projeto adquire maior importncia quando consideramos que a Terra o nosso lar comum. A casa de todos os humanos. O desenvolvimento tecnolgico trouxe um progresso

fabuloso representado na gerao de hoje pelos avanos em todas as reas da cincia e na industria em geral. Chegou a era da Inteligncia Artificial e da robtica, da informtica e automao em geral. Por outro lado este progresso vem sendo acompanhado de preocupaes cada vez maiores com a ecologia, com a preservao das condies de vida na Terra, o nosso nico lar. A preservao do verde, da qualidade do ar que respiramos; a preservao da incrvel variedade de vidas na superfcie, interior e sob guas na Terra hoje uma preocupao mundial. Somente a educao poder trabalhar de forma eficiente no sentido de conscientizar que a explorao do solo, das guas, da vegetao em cada pas dever ser feita de modo a preservar a Terra, nosso nico lar comum. A educao para o espao tem um papel muito importante neste sentido. A conquista do espao nos mostra o quo distante e solitrios estamos no universo. No temos vizinhos como se tm cidades e pases prximos um do outro. Nosso planeta ainda azul e cheio de vida. Ainda temos rios, mares e solo vivos. Neste sentido o ncleo de satlites contribui com informaes sobre o projeto espacial brasileiro e sua importncia fundamental para que o Brasil compreenda seu meio ambiente, sua natureza e suas cidades e conduza o progresso de forma a preservar nosso nico lar: a Terra.

O Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais, INPE e o Programa Espacial BrasileiroIjar M. da FonsecaMaterial adaptado do artigo de Aydano Barreto CarHistria da Era Espacial e o Brasil na ConquistaConfiguraes do EQUARSA Participao Brasileira no Projeto da EstaPanorama e histria da pesquisa novos rumos do