ATPS Fisica

O Projeto SARA

O projeto compreende o desenvolvimento de uma plataforma espacial para experimentos em ambiente de micro gravidade, denominada Satélite de Reentrada Atmosférica (SARA), destinada a operar em órbita baixa, circular, a 300 km de altitude, por um período máximo de 10 dias. O projeto SARA se encontra em uma fase em que os seus subsistemas serão verificados em um voo sub-orbital. Esta fase de desenvolvimento de subsistemas, denominada Sara Sub-orbital, deverá testar em voo o subsistema de recuperação, o subsistema de redes elétricas e o módulo de experimentação. O Sara Sub-orbital consiste em um veículo sub-orbital de 350 kg, a ser lançado através de um veículo de sondagem VS-40 modificado, a partir do Centro de Lançamento de Alcântara (MA), com a finalidade de realizar experimentos de micro gravidade de curta duração (cerca de 8 min).

O Subsistema Estrutural é responsável pela resistência tanto às cargas em voo e de impacto com a água, quanto pela proteção térmica nas fases mais críticas da missão. Uma destas fases críticas é a da reentrada atmosférica, pois o veículo deixa a atmosfera mais densa (que termina em cerca de 100 km de altitude) e retorna a ela após trafegar no vácuo. Muito embora o veícu-lo não possua uma velocidade tão alta quanto à de um veículo retornando da órbita terrestre, ainda assim, o aquecimento cinético é significativo, demandando um cuidado especial para que a estrutura não seja submetida a temperaturas muito altas.

O Subsistema de Recuperação é constituído de um conjunto de três tipos de paraquedas: uma aba piloto, para a extração dos demais paraquedas, um paraquedas de arrasto, para a re-dução principal de velocidade, e um conjunto de paraquedas principais, para levar a platafor-ma até a velocidade de descida especificada para o impacto com a água.

O Subsistema de Redes Elétricas engloba toda a eletrônica embarcada no veículo. O Sara Sub-orbital se estrutura segundo uma arquitetura eletrônica descentralizada. Ele possui uma Rede de Serviço, destinada ao suprimento de energia e ao sequenciamento de eventos em voo, uma Rede de Telemedidas, destinada à transmissão dos dados de voo para a estação de solo, uma Rede de Controle, onde estão localizados os sensores inerciais e o computador de bordo, incluindo os atuadores de gás frio (destinados a zerar as velocidades angulares da plataforma) e uma Rede de Segurança, responsável por comandar a teledestruição do veículo VS-40 caso este assuma uma trajetória anômala. Neste particular, o Sara Sub-orbital apresenta uma pro-posta inovadora, pois toda a eletrônica do veículo VS-40 se encontra dentro da plataforma SARA Sub-orbital. Assim sendo, esta eletrônica pode ser recuperada após o voo.

O Módulo de Experimentação é o subsistema que abriga os experimentos, fornecendo a e-les energia elétrica, controlando sua temperatura, adquirindo os dados gerados para envio pela Rede de Telemedidas e, ao mesmo tempo, guardando-os na memória para posterior utilização, caso ocorra algum problema com a transmissão dos dados para a estação de solo.

Os experimentos embarcados no Sara Sub-orbital poderão ser de cunho científico ou tec-nológico e serão acionados após a separação da plataforma do veículo lançador VS-40 e em seguida à estabilização em zero de suas velocidades angulares nos três eixos (pitch, roll e yaw). O voo do Sara Sub-orbital deverá atingir um apogeu de 350 km e um alcance de 300 km, com amerissagem na água a 100 km da cidade de Parnaíba (PI), de onde será coordenada a operação de resgate. Esta operação contará com um avião patrulha para a localização da plataforma no mar. Após a localização, serão acionados dois helicópteros que levarão a equipe de resgate até o ponto de impacto e organizarão o transporte da plataforma até Parnaíba. De lá, após a retirada dos experimentos, a plataforma será transportada de volta para Alcântara.

Todos estes subsistemas serão testados para voo em São José dos Campos, transportados para Alcântara e integrados no Centro de Lançamento antes de seu acoplamento final no veí-culo VS-40.

Etapa 01

– Passo 01

Realize a conversão da altura máxima 300 km (apogeu) baseado nas informações acima para a unidade pés.

300 km = 300.000 / 0,3048 = 984.252 pés.

– Passo 02

Considerando as informações do projeto amerissagem na água (pouso). Será de 100 km da cidade de Parnaíba. Realize a conversão da distância para milhas náuticas.

100 km = 100.000 x 0,539957 = 53,9957 milhas.

– Passo 03

Realizar uma leitura do texto “ O Projeto SARA e os hipersônicos”, no site :

http:// www.defesabr.com/Tecno_SARA.htm

– Passo 04

Considerando que a operação de resgate seja coordenada a partir da cidade de Parnaíba, a 100 km do local da amerissagem. Supondo que o avião decole do aeroporto de Parnaíba, realizando a viagem em duas tapas, sendo a metade 50 km a uma velocidade de 300 km/h e a segunda metade a 400 km/h. Determinar a velocidade média em todo o trecho.

Distância = 100 km

V1 = 50000 km / 83.33 m/s

V2 = 50000 km / 111.11 m/s

VM1 = ∆s / ∆t VM2 = ∆s / ∆t

83.33 = 50000 / ∆t 111.11 = 50000 / ∆t

∆t.83.33 = 50000 / ∆t ∆t . 50000 /111.11

∆t = 50000 / 83.33 ∆t = 450 s

∆t1 = 600 s

VM = ∆s / (∆x)

VM = (100000) / (600 + 450)

VM