O Instituto Tecnológico de Aeronáutica (ITA) e o Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais (Inpe), com o apoio da Agência Espacial Brasileira (AEB), lançarão, no quarto trimestre de 2015, o ITASAT-1, um satélite universitário de órbita baixa (Low Earth orbit, LEO, da sigla em inglês), com o objetivo de capacitar recursos humanos para projetos de aplicação espacial. A AEB já contratou o serviço de lançamento com a norte-americana Space X que, por meio do sistema Falcon-9, colocará o ITASAT-1 em órbita polar, com inclinação de 980 e altitude entre 400 e 700 km.
O ITASAT-1 segue o padrão definido para cubesats: tem formato de um bloco retangular formado por 6 cubos com 10 cm de aresta cada um (configuração esta abreviada com a sigla 6U) com dimensões externas totais de 10 cm x 22,6 cm x 34 cm e cerca de 8 kg de massa. Será utilizado em experimentos estratégicos como imageamento de pontos específicos do planeta, monitoramento climático e ambiental, ou ainda operar como plataforma de teste de novas tecnologias, a baixo custo e sem riscos. Ao mesmo tempo, qualificará especialistas no desenvolvimento de hardwares, softwares, redes elétricas, entre outros componentes de satélites. O ITASAT-1 tem 10 alunos do ITA e de universidades parceiras envolvidos no projeto.
“Os subsistemas do ITASAT-1 são formados, em sua maioria, por componentes comerciais disponíveis para aplicação espacial e, portanto, o projeto é de baixo custo”, afirma o major Eloi Fonseca, gerente do projeto ITASAT-1. “O foco está em integrar soluções que atendam requisitos e que permitam também levar cargas úteis como um transponder de coleta de dados, e receber dados de telemetria de experimentos, assim como do status do satélite”, diz. O ITASAT-1 terá custo aproximado de R$ 3 milhões, incluindo o custo de lançamento.
Três módulos de 1U (1 cubo de 10 cm de aresta) do ITASAT-1 serão ocupados com módulos de serviços como placas OBDH (On Board Data Handling), AOCS (Attitude Orbit Control System), Transceptores VHF e UHF, compatíveis com equipamentos radioamadores, sistemas de geração e armazenamento e distribuição de energia. Outros três módulos, também de 1U, levarão cargas úteis como sensores e equipamentos a serem testados em órbita.
Uma dessas cargas úteis é o transponder de coleta de dados ambientais (Data Collection System, DCS, da sigla em inglês) desenvolvido pelo INPE em parceria com o Centro Regional do Nordeste (CRN), em Natal, no Rio Grande do Norte. O ITASAT-1 testará a qualificação do equipamento que o INPE utilizará em futuros satélites do Sistema Brasileiro de Coleta de Dados Ambientais (SBCDA). Atualmente, o SBCDAcaptura dados de mais de 900 estações terrestres por meio dos satélites SCD-1 e SCD-2, lançados na década de 1990.
Também está embarcado no ITASAT-1 o GPS Orion, criado e desenvolvido no laboratório de Engenharia da Computação e Automação da Universidade Federal do Rio Grande do Norte (UFRN), em parceria com o IAE, e as placas de sensores para medidas de caracterização do campo magnético terrestre, desenvolvidas pela Universidade de Santa Maria, no Rio Grande do Sul.
“O ITASAT-1 carrega, ainda, uma câmera fotográfica para capacitar equipes para missão de captura e transmissão de imagens terrestres”, diz o gerente do projeto. Os cubesats, ele lembra, têm sido utilizados pela NASA, agência espacial norte-americana, em missões de testes de componentes que não exigem telescópio, mas microcâmeras. “O próprio Google Earth utiliza satélites como esse”, exemplifica. A câmera do ITASAT-1 tem capacidade para capturar objetos com resolução de cinco metros, a uma altitude média de 600 km, e com uma cobertura de 160 km x 160 km.
Essa altitude atende a código de conduta para mitigação de detritos espaciais: o satélite deve ter vida útil de um ano e retornar à atmosfera terrestre até 25 anos depois, desintegrando-se, ou deslocar-se para uma órbita distante. O ITASAT-1 orbitará pela Terra a cada 90 minutos e cruzará o território brasileiro quatro vezes por dia, duas pela manhã e duas pela noite, quando será possível coletar imagens na estação de controle instalada no ITA.
Um fator crítico do projeto é estabelecer as janelas de contato com a estação no solo. “A quantidade de dados de telemetria que serão recebidos no solo é fator importante para a alocação adequada de memória em cada um dos equipamentos do satélite e de suas cargas úteis”, explica Fonseca.
Com essa configuração, o ITASAT-1 será uma plataforma flexível para possibilitar a realização de suas várias missões. “Buscamos uma arquitetura modular que permita a troca de componentes e de cargas úteis”, sublinha Fonseca. As interfaces de integração entre os diversos sistemas – térmico, de supervisão de bordo, de controle de atitude, de geração e distribuição de energia e de telecomando e telemetria – estão sendo desenvolvidas pelo ITA em parceria com a Universidade do Vale do Rio Sinos (Unisinos), no Rio Grande do Sul.
O ITA lançou o primeiro cubesat 1U, o AESP-14, em janeiro de 2015, em parceria com o INPE. O ITASAT-1, com plataforma 6U, será a base para o desenvolvimento de outras missões, como laboratórios experimentais de avaliação de componentes COTS (Commercial off-the-shelf) em ambiente espacial, experimentos de enlaces de telecomunicações com constelações de satélites de órbita baixa e aquisição de medidas de radiação e campo eletromagnético a serem processadas pelo programa Estudo e Monitoramento Brasileiro de Clima Espacial (Embrace).