arduino, eletrônica, robotica...
Construir um Satélite - Dados importantes.
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 =]
Respostas a este tópico
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Permalink Responder até Flavio Henrique em
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Permalink Responder até André Tabarra em
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@Felipe, Luan:
Muito interessante esse projeto, não tem como não sentir aquele orgulho de ser brasileiro!
@Samuel:
Então cara, andei fuçando documentos internos de pesquisa da NASA e vi um particularmente interessante, sobre principais comparações técnicas entre satélites de órbita baixa e os geoestacionários.
Em um parágrafo, vi a consideração de que toda capa metálica externa do satélite deve ser ligada ao polo negativo das baterias.
Nessas férias, eu irei fazer alguns testes com tubos de raios catódicos, raios-x e possivelmente com uma rebarba de plutônio que um amigo meu tem.
@Diego:
Nossa, super incrível! Você sabe nos informar se o INPE consegue nos ajudar de alguma forma? Principalmente na parte de conhecimento.
Há limites no que conseguimos encontrar no google. Mesmo fuçando muito em documentos da NASA, ainda não consegui ter alguns dados básicos como a variação térmica q um satélite LEO deveria suportar.
E quem sabe até o INPE nos ajude um pouco mais?!
@Willams,
Será um CUBESAT, sem propulção, a empresa responsável pelo lançamento nos colocaria já na órbita correta.
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Permalink Responder até Samuel Ramirez em
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André,
O fato de ligar o negativo da bateria ao capa metálica é com o objetivo de criar uma 'terra virtual' ou massa de referencia com potencial elêtrico equivalente a zero porem, não podemos esperar que a capa metálica bloqueie as particulas carregadas vindo do espaço, ate mesmo porque as mesmas conseguem penetrar cavernas ao nivel da altura do mar, imagine a energia delas antes de entrar na atmosfera. Como referencia as particulas cósmicas tem uma energia sulperior 1E14 veces comparada com nossas formas tradicionas de gerar energia
Veja no seguinte link um documento da NASA descrevendo e definindo um ponto de referencia para a analise de efeitos nos dipositivos semiconductores baseados no silicio, galio, arseniuro de galio, quando 'atacadas' por particulas carregadas vindo do espaço:
http://trs-new.jpl.nasa.gov/dspace/bitstream/2014/32206/1/95-1556.pdf
Existe muita informação dispoinivel, faça uma pesquisa por 'soft errors' (não se refere a nenhum tipo de erro de programação, de firmware ou de software). e sugiro leia o seguinte documento:
http://www.tezzaron.com/about/papers/soft_errors_1_1_secure.pdf
Neste documento você ira encotrar tambem um pouco do conceito 'Implementing Error Checking and Correction (ECC)' para eliminação dos erros produzidos, que eu ja tinha comentado na mensgem anterior.
De qualquer forma, tome muito cuidado com qualquer ensaio no qual você utilize alta tensão ou uso de materiais radiativos, não esqueça das regras de segurança para cada caso.
Boa sorte,
Samuel
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Permalink Responder até Edilson Maia Favero em
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Entra na Deepweb que tem todos os esquemas completos dos satélites brasileiros feitos em conjunto com a china.
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Permalink Responder até Willams Pereira Barbosa em
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Gente encontrei um vídeo que eu não sei se é montagem. De uma câmera lançada por foguete. Se for verdade. Quem lançou o dito cujo, entende de blindagem contra interferência eletromagnética. Pois a câmera esta em órbita (porem desordenada)mas o vídeo, tem qualidade e sem interferência. No vídeo nota-se que tem som ambiente. Então alcançou um altitude elevada porem com ar rarefeito. Pensei que seria mai sua imagem lançada de balão. Mas nota-se que o veiculo lançador da coisa, quando se desprende, ainda continua com aceleração de subida e curca em sentido contrario ai giro da câmera. Caso se trata-se de um balão, a trajetória seria, seria totalmente o oposto.
http://www.youtube.com/watch?v=HWp4suB60fg&feature=related
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Jah criaram um grupo aki no lab pro satelite... se jah me mandam o link.. vlw
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Permalink Responder até Aureliano Guedes em
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Sei que o post é antigo mas farei algumas conciderações:
Frio- o sistema entra em colapso na temperatura do espaço, abaixo de -55C, podemos contornar com isopor, pasta termica e aquecedores.
Lançamento - tem que ser muito bem monitorado para sabermos o angulo de inclinação para calcular a posição do satelite.
alem disso, o lançamento pode ser relativamente facil. Podemos montar um foguete caseiro abastecido por NO2, O2 e gasolina de avião (110 octanos) na proporção de 1:4:1 somando um total de 10L de combustivel comprimido so que deve ser muito bem controlado para não explodir no lançamento, 10L dessa mistura ja pode fazer um estrago, Determinariamos o tempo que levaria para alcançar e colocariamos explosivos ativado por microcontroladores para liberar o satelite ao atingir um tempo de lançamento, soltando do foguete e mantendo-se constante pela inercia porem preso em rota eliptica em função da gravidade.
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Permalink Responder até Murilo Lima Nogueira em
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Gelera, criei um grupo, destinado para discussão sobre a elaboração de um satélite simples e barato, porém muito lucrativo na área de estudos espaciais.
Participem, e discutam lá:
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Permalink Responder até Andre da Silva Vanzolin em
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Alguém sabe se fizeram? Eu quero fazer um Cubesat com as seguintes configurações e precisaria de alguém que entendesse de arduíno.
Ter um GPS, acelerômetro, sensor de pressão, sensor de CO, sensor de H, altitude, ser alimentada por placa solar(mas acho que por enquanto seriam baterias) e transmitir isso para a terra por meio de rádio e uma câmera.- Feito isso depois eu gostaria de colocar mais algum experimento diferente pois quase todos enviam as mesmas coisas para serem analisadas. Além disso, nos próximos eu iria incluir giroscópio para fazer ele girar ou movimentar-se(do tipo manter sempre o mesmo lado para a terra ou apontar a antena para outro lado).Tudo isso teria de ter uma saída/entrada USB pois no futuro eu pensaria em recuperar esses cubeSat.Como fazer isso com arduíno? Pois no futuro eu quero criar algo Open source para ser enviado.
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Permalink Responder até Edilson Maia Favero em
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Um satélite normalmente usa banda KU e não sinal simples de rádio.
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Deem uma olhada:
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Permalink Responder até Edilson Maia Favero em
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Quero participar, tenho servidores ilimitados para hospedarem material, sites, wikis dados etc, contem comigo.
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