Recentemente, relatamos sobre a implantação bem-sucedida da vela solar da missão de demonstração de tecnologia Advanced Composite Solar Sail System (ACS3). Essa grande conquista avança uma das tecnologias mais importantes disponíveis para CubeSats – uma forma diferente de propulsão. Mas chegar lá não foi fácil, e em maio, uma equipe de engenheiros do Langley Research Center da NASA que trabalhou no ACS3 publicou um artigo detalhando os testes e tribulações pelos quais passaram para preparar a missão para o horário nobre. Vamos dar uma olhada no que eles aprenderam.
ACS3 era apenas uma missão de demonstração de tecnologia — não tinha nenhuma carga útil científica para lidar. E isso também é bom, porque encaixar a vela solar no alojamento de um CubeSat foi um desafio, mesmo sem nenhum equipamento científico.
A tecnologia demonstrada foi o sistema de lança implantável que criou uma superfície de 81 metros quadrados de vela solar para capturar as partículas de fótons usadas para impulsionar a missão para a frente. Isso parece muito mais fácil do que era, como fica evidente nas descrições dos problemas que a equipe teve que superar.
Por fim, a missão foi lançada em uma configuração CubeSat 12U, pesando cerca de 16 kg (36 lbs) em massa total. No entanto, a missão foi inicialmente prototipada para caber em uma configuração 6U — cerca de metade do tamanho e peso do 12U. Com a quantidade de material implantável e os motores necessários para impulsionar sua implantação, os engenheiros não conseguiram encaixar outros componentes essenciais, como rodas de reação, para estabilizar a orientação do CubeSat.
No entanto, o design 12U “veio com vários desafios técnicos”, de acordo com o artigo. Um deles era se usariam quatro carretéis independentes de material, cada um amarrado a uma lança independente ou um carretel de cubo central com todas as quatro lanças enroladas em torno de um eixo central. Como era o caso de quase todos os projetos de engenharia, a decisão da equipe não foi baseada no que era tecnicamente melhor. Eles decidiram usar os quatro carretéis independentes, pois isso exigia a menor modificação do design 6U original.
Outra lição descrita no artigo foi o momento da coordenação do lançamento. Tanto o “dispensador” (ou seja, o sistema que envia os CubeSats para o espaço após um lançamento bem-sucedido) quanto o contrato de lançamento não foram enviados até que o ACS3 já estivesse em teste. Naquela época, modificações foram feitas no design, o que dificultou a integração em um dispensador existente, pois a equipe havia modificado as bordas do satélite para se encaixarem melhor nas velas. Mas fazer isso bagunçou um dos pontos de contato críticos para dispensadores CubeSat padrão.
Para piorar a situação, sem uma data de lançamento conhecida e inclinação, a equipe teve que superprojetar muitos dos sistemas CubeSat. Eles tiveram que atender a uma gama muito maior de temperaturas e ambientes de choque/vibração. Mas quando eles finalmente obtiveram sua data de lançamento de 23 de abril em um foguete Electron da Nova Zelândia, o sistema havia sido projetado para um ambiente muito mais severo do que aquele ao qual estava sujeito, causando aumento de custo e atrasos na entrega.
Para enfrentar esses desafios, a equipe adotou a abordagem de prototipagem rápida, incluindo o desenvolvimento de vários protótipos impressos em 3D antes de finalmente fazer o sistema completo de metal. Em um ponto, uma decisão de gerência foi tomada para não substituir nenhum fixador de inserção que nunca foi planejado para ser usado no voo final, mas acabou sendo incluído de qualquer maneira por causa do custo de substituí-los.
Novamente, esses tipos de decisões de gestão são comuns para qualquer um envolvido em um projeto de engenharia. No entanto, é bom ver que, neste caso, isso não afetou o sucesso geral do projeto. Apesar de algumas indicações de que ele pode estar caindo ou oscilando, o ACS3 sem dúvida atingiu seu objetivo principal de implantar sua vela solar. Então, depois de todo o esforço e compromissos que a equipe em Langley e em outros lugares da NASA colocaram nisso, agora você só precisa olhar para o céu noturno, e você pode ver os frutos do trabalho deles cruzando-o.
Saber mais:
Schneider e outros – Sistema avançado de vela solar composta (ACS3): mecanismos e lições aprendidas com um implantador de vela solar CubeSat
UT – A nova vela solar da NASA estende suas lanças e zarpa
UT – A próxima vela solar da NASA está prestes a ir para o espaço
UT – NASA está colocando sua vela solar à prova
Imagem principal:
Imagem CAD da nave espacial ACS3.
Crédito – Schneider et al
Fonte: InfoMoney
