Atps Fisica 1 2º Serie

DESAFIO BASEADO:

Satélite de Reentrada Atmosférica

SARA - Satélite de Reentrada Atmosférica é um projeto de satélite Brasileiro, com o objetivo de efetuar experimentos em ambiente de microgravidade e retorná-los a Terra.

O planejamento de voos inclui um primeiro voo de teste sub-orbital (SARA Suborbital 1) em 2012 usando um foguete VS-40 lançado do Centro de Lançamento de Alcântara. O apogeu previsto é de 350 km com um alcance de 300 km. O tempo disponível em ambiente de microgravidade vai ser por volta de 8 minutos, após o que o satélite vai reentrar na atmosfera e será recuperado no mar, a 100 km da costa de Parnaíba.

Um segundo voo sub-orbital está planejado (SARA Suborbital 2), para testar os sistemas de controle de atitude em voo e o motor de saída de órbita.

A plataforma "Sara sub-orbital" pesa 350 kg e é dividida em quatro subsistemas:

• Estrutural

• Elétrico - inclue atuadores a gás frio, desenhados para anular a velocidade angular do satelite depois do lançamento

• Recuperação - 3 paraquedas: piloto, freio e principal

• Módulo de Experimento (MEXP)

SARA Orbital

A versão orbital do satelite vai operar numa órbita circular baixa de 300 km, durante um máximo de 10 dias.

Projeto SARA

O projeto compreende o desenvolvimento de uma plataforma espacial para experimentos em ambiente de microgravidade, 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 vôo suborbital. Esta fase de desenvolvimento de subsistemas, denominada Sara Suborbital, deverá testar em vôo o subsistema de recuperação, o subsistema de redes elétricas e o módulo de experimentação. O Sara Suborbital consiste em um veículo suborbital 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 microgravidade de curta duração (cerca de 8 min).

O Subsistema Estrutural é responsável pela resistência tanto às cargas em vôo 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 veículo 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 pára-quedas: uma aba piloto, para a extração dos demais pára-quedas, um pára-quedas de arrasto, para a redução principal de velocidade, e um conjunto de pára-quedas principais, para levar a plataforma 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 Suborbital se estrutura segundo uma arquitetura eletrônica descentralizada. Ele possui uma Rede de Serviço, destinada ao suprimento de energia e ao sequenciamento de eventos em vôo, uma Rede de Telemedidas, destinada à transmissão dos dados de vôo 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 Suborbital apresenta uma proposta inovadora, pois toda a eletrônica do veículo VS-40 se encontra dentro da plataforma SARA Suborbital. Assim sendo, esta eletrônica pode ser recuperada após o vôo.

O Módulo de Experimentação é o subsistema que abriga os experimentos, fornecendo a eles 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 Suborbital poderão ser de cunho científico ou tecnológico 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 vôo do Sara Suborbital 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 vôo em São José dos Campos, transportados para Alcântara e integrados no Centro de Lançamento antes de seu acoplamento final no veículo VS-40.

O Foguete de sondagem VS-40

1º ETAPA

Passo 01

Realize a conversão da altura máxima 300 km (apogeu) baseado nas informações acima para a unidade pés (consulte uma tabela para fazer essa conversão).

300 km e o mesmo que -> 300.000m

Resolvendo temos: 300.000m x 3,281 = 984300 pés.

Passo 02

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

100 km = 100.000m x 0,5396 = 53,690 milhas.

Passo