Cubesats e oportunidades para o setor espacial brasileiro

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Cubesats e oportunidades para o setor espacial brasileiro

Apresentação adaptada do artigo:

Villela, T; Brandão, A.; Leonardi, R. Parcerias Estratégicas, v. 21, n. 42, p. 91, 2016

Rodrigo Leonardi Outubro 2016

SERFA 2016, São José dos Campos

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CONTEÚDO

 Uma breve revisão do panorama mundial de cubesats (e.g.

estatística de objetos lançados, países envolvidos, produção técnico-científica).

 Algumas reflexões sobre oportunidades para o atendimento de

necessidades de interesse do setor espacial brasileiro.

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Nanossatélites desenvolvidos de acordo com especificação técnica de domínio público descrita no documento CubeSat Design Specification

 Interface de lançamento (P-POD)

 Requisitos mecânicos

 Requisitos elétricos

 Requisitos operacionais

 Requisitos de testes e qualificação

 Possibilidade de modularização

CUBESATS

R. Leonardi, SERFA2016, outubro 2016, São José dos Campos

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MUDANÇA DE PARADIGMA

Tradicional

• Metodologias estabelecidas (e.g. ECSS)

• Aversão ao risco

• Requisitos rigorosos de confiabilidade

• Uso de equipamentos qualificados para a atividade espacial & série extensa de testes

• Maiores custos & prazos & equipes Lean

• Metodologias não tradicionais

• Tolerância ao risco

• Requisitos flexíveis de confiabilidade

• Uso extensivo de COTS &

otimização de testes

• Menores custos & prazos &

equipes

Cubesats → possibilitam novas estratégias & modelos de negócios

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CUBESATS: LINHA DO TEMPO

Dados atualizados até junho de 2016 cf. Swartwout, M., JoSS, 2, 2, 2013

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CUBESATS: LINHA DO TEMPO

Xi-IV, 2003

Universidade de Tókio, Japão

Perseus, 2005

Laboratório Nacional de Los Alamos, EUA Lemur, 2014 Spire, EUA

Dados atualizados até junho de 2016

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CUBESATS: PAÍSES ENVOLVIDOS

R. Leonardi, SERFA2016, outubro 2016, São José dos Campos cf. Swartwout, M., JoSS, 2, 2, 2013

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CUBESATS: PAÍSES ENVOLVIDOS

Atualização: dados no primeiro semestre de 2016 +41 (EUA)

+2 (Rússia) +2 (Índia)

+1 (Alemanha) +1 (Bélgica) +1 (Dinamarca) +1 (Itália)

cf. Swartwout, M., JoSS, 2, 2, 2013

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AESP-14 (ITA)

Fev 2015, Falcon 9/EEI Órbita: 350km

Tecnológico (educacional)

 Teste de subsistemas Obs.: Não operou devido a falha na abertura de uma antena

NanosatC-Br1 (INPE) Jun 2014, Dnper Órbita: 600km

Científico (tecnológico)

 Estudar AMAS

 Testar CIs projetados no Brasil

Serpens (AEB)

Set 2015, H-2B/EEI Órbita: 400km

Tecnológico (educacional)

 Testar transponder digital para coleta de dados

CUBESATS BRASILEIROS

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PANORAMA NA AMÉRICA DO SUL

Argentina

CubeBug-1, civ, 2U, 2013 CubeBug-2, civ, 2U, 2013 Peru

PUCP-SAT 1, uni, 1U, 2013 UAPSat, uni, 1U, 2014 Chasqui 1, uni, 1U, 2014

Brasil

NanosatC-BR1, civ, 1U, 2014 AESP-14, uni, 1U, 2015

Serpens, civ, 3U, 2015

Uruguai

ANTELSAT, uni, 2U, 2014 Equador

NEE 01, civ, 1U, 2013 NEE 02, civ, 1U, 2013

Colômbia

Libertad 1, uni, 1U,2007

13 cubesats lançados até 2015

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CUBESATS: VEÍCULOS LANÇADORES

Outros:

EUA: SPARK, Delta, Shuttle, Falcon-1 Japão:, H-2A, H-2B China: Long March Itália: Vega Rússia: Rokot-KM, Soyuz, Kosmos-3M Em 2015, a NASA anunciou U$17 milhões em contratos para o desenvolvimento de veículos lançadores e estratégias de lançamento de cubesats (e.g.

LauncherOne, Virgin Galactic).

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CUBESATS: INICIADORES

e.g. Mil: Aerospace Corporation, Los Alamos National Laboratory, Air

Force Institute of Technology, Naval Postgraduate School

e.g. Civ: NASA Ames, NASA JPL

e.g. Uni: California Polytechnic State University

e.g. Com: Planet Labs, Boeing

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CUBESATS: DESEMPENHO

R. Leonardi, SERFA2016, outubro 2016, São José dos Campos cf. Swartwout, M., JoSS, 2, 2, 2013

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CUBESATS: SENSORIAMENTO REMOTO

 Até junho 2016, foram lançados 191 cubesats para uso em sensoriamento remoto (40% do total)

 Todos esses cubesats foram iniciados nos EUA

 190 foram destinados a fins comerciais. Empresas:

175 cubesats da Planet Labs (CA); 13 cubesats da Spire (CA), 2 outros

 Exemplos de aplicações: agricultura, defesa,

monitoramento de infraestrutura, meio ambiente,

meteorologia, desastres naturais

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CUBESATS: POTENCIAL PARA SENSORIAMENTO REMOTO

Satélite CBERS4 (INPE) Dove (Planet)

Instrumento MUX Telescópio + câmera CCD

Bandas “RGB” (nm) 630-690 520-590 450-520

630-714 515-610 424-478

Órbita (km) 778 620

Resolução no solo (m) 20 (6) 4

Swath (km) 120 25

Massa (kg) 2080 5,2

Dimensões 1,8 x 2,0 x 2,2 m

³

10 x 10 x 30 cm

³

Volume 7200U 3U

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INTELIGÊNCIA TECNOLÓGICA:

FERRAMENTAS DO CGEE

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CUBESATS: CONTRIBUIÇÕES TÉCNICO- CIENTÍFICAS

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CUBESATS: DISTRIBUIÇÃO GEOGRÁFICA

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CUBESATS: ÁREAS DO CONHECIMENTO

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CUBESATS: PATENTES

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CUBESATS: PESQUISA & DESENVOLVIMENTO

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CUBESATS: REDES DE CONHECIMENTO

66 doutores 27 mestres 4 especialistas

31 graduados 29 estudantes de

graduação

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CUBESATS: ALGUNS FATOS & NÚMEROS

 Os dados aqui apresentados (número de objetos, produção técnico-científica, patentes, países envolvidos) mostram que o interesse nesse tipo de artefato tem aumentado de forma significativa nos últimos anos.

 Os cubesats deixaram de ser desenvolvidos para fins meramente educacionais. Em 2005, 100% dos cubesats foram desenvolvidos por universidades. Em 2015, 62% dos cubesats foram desenvolvidos por empresas para fins comerciais.

 Em 2015, os cubesats foram responsáveis por dobrar a participação da indústria dos EUA na construção dos satélites lançados, que saltou de 32% para 64%, embora tal fato não tenha se traduzido em aumento significativo de receita (o aumento foi menor que 1%) (cf. SIA 2016).

 Recentemente, o setor vem sendo impulsionado por aplicações comerciais em sensoriamento remoto.

 Existe um potencial inovador disruptivo que permite acesso ao espaço a novas instituições e países e que exige novas estratégias e modelos de negócio.

 Tal tendência cria oportunidades no uso de aplicações espaciais para atender a diferentes demandas, assim como oportunidades de negócios para empresas privadas.

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CUBESATS: O CENÁRIO BRASILEIRO

 No decorrer dos últimos anos, diversas iniciativas têm acontecido no Brasil (e.g., AEB, INPE, ITA, UFRGS, UFSM, UnB, UNIFESP, Instituto Mauá de Tecnologia, ...).

 Atualmente, o Brasil segue os passos que os EUA deram no início da era desses pequenos satélites com ênfase em projetos de desenvolvimento tecnológico e educacionais.

 Ainda não há patentes brasileiras sendo depositadas.

 Não há empresas brasileiras dedicadas ao desenvolvimento de cubesats.

 Os cubesats possuem grande potencial para atender demandas nacionais

por aplicações espaciais e oferecem oportunidades para a inserção de

empresas brasileiras nesse mercado.

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CUBESATS: OPORTUNIDADES

 Há uma sinergia com o projeto VLM – motivação para o desenvolvimento do VLM

 Nicho de mercado para o VLM

 Grande potencial para uma “nova MECB”

 Treinamento constante de recursos humanos

 Domínio de tecnologias críticas para o PEB (proporciona testes de hardware e software em voo)

 Atendimento rápido de algumas demandas do PEB

 Cadência de contratos para as empresas & incentivo à inovação em várias áreas ligadas ao setor espacial (eletrônica, sensores, atuadores, etc.)

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CUBESATS: PESE

 Facilitador de cooperações internacionais (e.g. I International Cubesat Symposium of Brasilia, junho 2016, FAB)

 Vigilância do espaço no óptico (potencialmente, infravermelho)

 Capacitação de recursos humanos em operações LEO para futuros projetos (e.g. Frotas Carponis, Lessônia, Attícora)

 Uso de cubesats possui potencial de auxiliar ações de

segurança nas fronteiras terrestres (SISFRON), aéreas

(SISDABRA) e marítimas (SisGAAz)

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OBRIGADO PELA ATENÇÃO

Rodrigo Leonardi, Assessor Técnico, CGEE [email protected]