Olá pessoal, este é meu primeiro tópico.

Eu pesquisei muito sobre satélites, e embora não saiba muito, queria compartilhar e discutir com vocês a praticidade.

 

Introdução

Antes de mais nada, considerem que o que estou propondo não é impossível.
Um satélite fica a cerca de 600 km de altitude.
Calculo que seja necessário cerca de R$ 2.000 para criação. [peço ajuda para estipular preço de lançamento]
Creio que o Brasil não tenha nenhum satélite amador no ar. Não seria legal sermos os primeiros?!

 

Objetivos 

Recolher informações sobre o espaço, Receber imagens exclusivas da terra/lua, Armazenar arquivos 'over the cloud'. Todo dia o satélite geraria uma série de números randômicos com infos vindas de seus sensores, inclusive contador geiger... vai que recebemos os números da megassena?!!?!

E PRINCIPALMENTE: mostrar à todos que nada é impossível, que dá para sonhar alto com os pés no chão e para ajudar a divulgar o projeto do laboratório de garagem. 

[porquê não!??!?!] 

 

O Formato

Consideremos o formato CubeSat, 100x100x100mm e limite de 1kg. Há cerca de 13 mil satélites em órbita, mas apenas uns 300 são CubeSat.

 

Comunicação

Creio que a melhor forma seria 2 frequências, uma de uplink e outra de downlink.
As frequências devem ser entre 130 e 450 MHz [calculado?], e devem ser registradas na Associação dos Radioamadores.

 Pelo satélite não ser geoestacionário, ele vai passar sobre o Brasil apenas algumas vezes ao dia [janela de 120 minutos talvez]. Por ele estar em uma órbita elíptica, seria necessário calcular as distorções do Efeito Doppler [aonde a frequência é maior na aproximação e menor no afastamento]

 

Energia 

Quatro faces com painéis solares de alta eficiência seria o bastante para alimentar o interior e carregar as baterias.
Creio que 4 baterias de lítio comuns [iguais às de celulares] seriam o suficiente.

Deve-se tomar cuidado com a radiação. A 600km, o campo magnético da Terra não vai proteger muito contra a radiação solar. Um limitador de corrente, alguns capacitores, chaves e talvez até uma Garrafa de Leiden  possa ajudar.

Seria interessante também tentar usar bobinas para gerar energia.

Em projetos que estudei, vi que as antenas consumiam 300mW.

 

Controle 

Claro que não teríamos o poder de controlar a direção e rotação do satélite, neste tópico vamos falar sobre o controle computacional.

Pensei em sistemas separados em ordem e hierarquia. BIOS, controle de energia, logging system, arduino, payload.

-BIOS: ela vai ser um microcontrolador ligado diretamente à antena, ele vai fazer a interpretação e decodificação do sinal, vai controlar o sistema de energia, baseado nos comandos recebidos pela antena, e vai repassar os pacotes para o arduino.

-Controle de energia: encarregado de gerenciar as baterias e painéis solares, também vai ter a função de dar um 'shutdown' caso a corrente ultrapasse limites pré-estipulados.

-Logging system: vai registrar tudo, todos os sistemas se reportam a ele, mas não são controlados por ele. Vai ser lido pela BIOS em caso de report. 

-Arduino: ele vai ser o verdadeiro 'brain' do CubeSat, ele q vai controlar todos os sensores do 'payload'. 

 

Payload

Esta vai ser 'a carga útil' do satélite. Vai ser controlado e vai se comunicar por meio do Arduino.
Tendo me mente as limitações de peso e tamanho, e considerando q só vai restar cerca de 300g disponíveis, eu estava pensando em colocar:

-Mini câmera de 4 mega pixels.
-GPS de pelo menos 5Hz [5 atualizações por segundo] e pelo menos uns 15 channels [capacidade de se localizar por pelo menos 15 satélites simultâneamente]
-Acelerômetro, seria necessário para saber quando ele vai estar apontando para a terra, e necessário para calibrar outros sensores.
-Barômetro
-Medidor de campo magnético
-Contador Geiger?!
-Série de sensores de luz como LDR e fototransistor de infra-vermelho. Possivelmente também seriam utilizados para medir temperatura da superfície terrestre.
-Termistor, sensor de temperatura. 

 

Antena

No espaço, quanto menos partes móveis melhor, lembrando que teremos apenas uma chance que vai separar termos um satélite ou 1kg de lixo espacial. Mas, com as limitações pada o lançamento, é indispensável que a antena 'surja' de dentro do satélite. Vi em um projeto uma solução bem inteligente:

O grupo utilizou uma fita métrica metálica [que tende a ficar reta] dobrada ao redor do satélite, e presa por um fio de nylon fino. Quando ativado, o satélite aquece um fio de 'nicromo' ou algo do tipo que incandescente, corta o fio de nylon, assim, abrindo a antena.

 

 

 

E então, vamos levar esse projeto a diante... ?! 

Pessoal, isso foi o que eu consegui pesquisar, peço ajuda de todos, este projeto é possível, e teria orgulho de participar de um projeto que levaria tanto o logo do Lab de garagem, quanto o espírito e sonho brasileiro.

 

Espero muitas respostas.

Vamos que vamos =] 

Exibições: 23622

Responder esta

Respostas a este tópico

Olá André, muito boa sua ideia, mas temos que pensar na possibilidade de enviarmos todos os dados (foto, vídeo, informações) de lá de cima pois um ano e meio no ar, o próprio vento moverá-o para outras regiões e até mesmo a outros países vizinhos, impossibilitando o reaproveitamento do mesmo.

Gostei da ideia do satélite de balão, pois assim não temos tanta burocracia de violarmos o espaço, mas temos que ter um controle preciso de locomoção tanto para os lados quanto a altura, pois se ultrapassarmos a camada da atmosfera, podemos dizer: Já era.

Para o controle podemos usar motores de aeromodelo. O difícil é comunicar com um satélite a dezenas de quilômetros de altitude, deve ser utilizado um shield de rf  adaptado para arduino pois no momento não existe no mercado shield rf ultra potente.

Também devemos refletir na criação de um bom para-quedas pois o mesmo que nos dará o satélite de volta, sua qualidade influencia no estado  final das informações do satélite.

Também seria interessante (no meu caso) levarmos uma estação meteorológica para o espaço, com isso podemos saber a pressão atmosférica, temperatura do ar, velocidade do vento, entre outros. Um satélite sem informações meteorológicas não seria um satélite.

O satélite deve estar equipado com uma pedrosa câmera. Pense bem, há possibilidades de tirarmos foto numa altitude aproximada de 10km com uma camera compacta comum?

* Todos esses fatores devem ser refletidos antes de lançarmos um satélite...

Atenciosamente Murilo Lima Nogueira

Nossa, curti muito essa ideia, e adoraria poder participar

Legal a empresa do André se motivar com projeto, nao querendo atrapalha de forma alguma:

 

conheço o FINEP (www.finep.gov.br)

Finep é uma empresa tem como missao:

"Promover o desenvolvimento econômico e social do Brasil por meio do fomento público à Ciência, Tecnologia e Inovação em empresas, universidades, institutos tecnológicos e outras instituições públicas ou privadas."

 

Como o LdG eh uma empresa creio q isso seria muito facil conseguir incentivo financeiro.

 

abraços

 

 

 

O GPS talvez seja um problema pois há um acordo firmado entre países que limita o funcionamento de aparelhos GPS(no firmware) a uma velocidade maxima de 1900km/h(1000 nós) e a uma altura maxima de 18 km(60000 pés). O motivo é obvio porque senão "alguns" usariam GPS civis na telemetria de mísseis. Fonte aqui.

 

Informação MUITO importante essa  Fábio!

Alguma sugestão de solução?! Vamos então ter q conseguir uma licença de algum tipo?

O que eu sei é que em 11/09/2001, após os ataques ao World Trade Center, o governo dos Estados Unidos simplesmente ordenou que cortassem o GPS!
Só ficou funcionando para veículos militares, nem barcos nem aviões puderam usar GPS.

O que não sei é se isso foi uma mudança física ou apenas de software... faz muita diferença.

 

 

André, tem uma questão meio difícil. Um balão atmosférico, tem que ficar em uma faixa específica de altitude ou posição geográfica... não queremos uma notícia do tipo "Balão atmosférico amador derruba avião com 300 passageiros"...

Vejo duas questões a respeito disso: Ou fazemos um balão de altíssima altitude, aonde a atmosfera é tão fraca que os 'ventos' não atrapalhariam o funcionamento. Ou então um de baixa altitude.

No caso de um balão de baixa altitude, ou será período curto [pois os ventos levariam ele para longe] ou teríamos de contar com a ajuda de um geógrafo experiente. Há pontos de singularidade em todo mundo aonde em baixa altitude os ventos vão de leste para oeste, e de alta altitude que os ventos vão de oeste para leste. Neste caso seria possível ele ficar 'subindo e descendo' e no final ficar relativamente no mesmo lugar.

 

 

Quanto ao protocolo de comunicação, eu andei estudando, e... por falta de documentação dos protocolos existentes, axo que vale criarmos nosso próprio. Em breve posto mais informações a respeito do protocolo que estou pensando.

 

a questao do GPS E facil.. com ajuda de um programa fazer o GPS funcionar apenas quando estiver descendo de PARAQUEDAS e a uma certa altitute assim tambem economizamos energia.. pois ele nao ficaria o tempo todo ligado... 

Então:

Surgiu uma outra idéia pra objetos voadores de alta altitude. Se baseia em princípios da física muito simples =P
Você acelera o objeto, ele sobe... vc retarda ele, ele desce. tudo relacionado com a velocidade de escape de órbita.

 

Sobre o protocolo de comunicação, eu esperava fazer algo bem semelhante ao protocolo NEC de infra-vermelho.

Aonde vai tudo se basear no tamanho do 'duty cycle' baseado em PWM. 560 micro segundos ON, seguido por 560 OFF seria um logic 0.

560us ON + 2x560us OFF seria um logic 1.

Seriam enviados 8 bits, depois os 8 bits invertidos. O  que é 0 vira 1 e vicie-versa. Seria bom para efeito de validação dos pacotes.

Neste caso, não importando quais sejam os bits, cada grupo de 8 bits demoraria 22880 microsegundos para ser transmitido.

Calculando tudo, teremos que seria possível transmitir cerca de 42 bytes por segundo, ou seja, cerca de 336 bits por segundo.

 

MAAAS.... isso é para o infra-vermelho, cuja frequência é de 38 kHz.

Aos 38 kHz, dentro de uma pulsação de 560us cabe cerca de 21 ciclos. Mas, quando se fala de cerca de 450 mHz, pode-se com cerca de 22 ciclos por pulsação, reduziu muuuito o tempo de cada ciclo...

Fazendo os cálculos, podemos chegar a conclusão que com ciclos de 22 pulsações, a 450 mhz, podemos ter uma comunicação de cerca de 4 mbps! Pois é... dá pra tirar uma linda foto de 14 megapixels e transferir demoraria apenas 1 segundo... tornaria possível até mesmo um streaming!

 

Bom, esses foram meus cálculos por cima... precisaríamos de um físico pra calcula direitinho + a distorção causada pelo efeito doppler [eu calculei como sendo mínima] e mais um pouco da radiação de fundo do universo;

 

Comments?

 

Bacana. Gostei desse projeto. As dificuldade e desafios técnicos dele me animam bastante.

Quanto ao protocolo, acho melhor utilizar um já existente e comprovadamente funcional. Protocolos exigem fase de teste muito longa, em diversos tipos de cenários, o que pode tornar-se oneroso para um projeto ainda de pequeno porte.

Achei engraçado. Se desse para criar um stream também era porreiro.

 

A maior pergunta que tenho é como vai meter o satélite em orbita.

brasil tem acordos com outros paises e se vc "ajudar, fornecer,colaborar, ultilizar tecnogias brasileiras". o proprio INPE pode ajudar a colocar em orbita, claro daew vc tem contas a prestar ao inpe com resultados.. etc.. achu que nao e tao dificil colocar.. vai das ideias e equipamentos que vc vai usar e teste que deseja fazer... 

Galera estou dento do projeto conte comigo, mas proponho um desafio ainda maior para resolver o problema de lançamento do satélite que seria o de além do satélie projetar o veículo lançador!! o que vcs acham, sou entusiasta nessa área a bastante tempo e estou me colocando a inteira disposição, poderiamos nos dividir em duas equipes principais uma pro satélite e outra para o veículo. o que vocês acham?

Sergio, a sua idéia não está fora de questão, nos contr mais sobre a viabilidade de fazer o foguete lançador.

Qual foi a maior altitude que um foguete seu conseguiu chegar?

 

Abrass

Seria viável com a equipe e principalmente organização correta não vejo nada que impossibilite, quanto a altitude varia com o projeto como nunca fiz um projeto dessa magnitude e por questão de restrições de espaço aereo lançei a um máximo de 10km, mas como falei foi o escopo dos projetos que não pediram mais que isso, com os tramites legais para o lançamento do projeto seria totalmente viável ao meu ver, qual a altitude que vcs calculam?

RSS

© 2024   Criado por Marcelo Rodrigues.   Ativado por

Badges  |  Relatar um incidente  |  Termos de serviço