Eles participaram da primeira edição da disciplina optativa oferecida a alunos do 6º semestre em diante e, ao final do ciclo, desenvolveram protótipos promissores

 

Tiago Cordeiro

 

Os nanossatélites estão em alta. São equipamentos que pesam no máximo 10 quilos — frequentemente menos, até um quilo — e geralmente cabem em uma caixa de sapatos. Apesar do tamanho reduzido, reúnem em um único compartimento diferentes componentes encontrados nos modelos tradicionais, como antenas, sistemas de controle de energia, computador de bordo e sistemas de posicionamento e de propulsão.

São desenvolvidos seguindo as mesmas etapas de um satélite tradicional, ainda que o rigor científico e os recursos envolvidos sejam menores. Mas com uma vantagem: são mais baratos e rápidos para produzir. E colocá-los em órbita é mais fácil. Esses dispositivos são úteis para disponibilizar, por exemplo, serviços de internet de alta qualidade e estabilidade, com aplicações concretas em internet das coisas (IoT). Também são utilizados em sistemas de monitoramento, por exemplo, de queimadas e desmatamento. No Brasil, o Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais (Inpe) utiliza nanossatélites para projetos estratégicos, como a iniciativa Conasat.

A relevância desses equipamentos atraiu a atenção do Insper, que lançou, no segundo semestre de 2023, a disciplina eletiva “Controle de nanossatélites”, voltada para alunos que estejam no mínimo no 6º semestre das graduações em Engenharia. Os nove alunos que participaram da primeira turma desenvolveram suas próprias versões simplificadas de um simulador de controle de atitude de nanossatélites.

 

Modelagem aplicada

Um dos estudantes veio da Engenharia de Computação e os demais, de Mecatrônica. “Esse é um tema de meu interesse, meu mestrado foi nessa área”, explica o professor que ministrou a disciplina, Cauê Garcia Menegaldo, que tem mestrado em Engenharia Elétrica na Escola Politécnica da Universidade de São Paulo e, no Insper, atua nos cursos de Engenharia e com projetos de pesquisa na área de modelagem matemática aeroespacial e controle de sistemas dinâmicos.

“O objetivo do curso, que será oferecido novamente no segundo semestre de 2024, era atuar com modelagem, colocando em equações matemáticas os fenômenos físicos que ocorrem em qualquer problema”, explica o docente.

O desafio envolvia três etapas. A primeira, simular a orientação de um nanossatélite viável no espaço, utilizando o software Simulink, disponível como parte do pacote de softwares de engenharia MATLAB, muito utilizado também nas indústrias automotiva e de aviação.

Outro estágio, até mais importante, era controlar essa orientação do satélite, isto é, orientar para onde e como ele deve apontar. Por fim, os alunos precisavam simular um cenário completo, desde o lançamento do nanossatélite até o apontamento para estações de solo.

 

Bom para ambiente universitário

Nanossatélites têm um perfil de desenvolvimento especialmente adequado para o ambiente universitário. “Em dois a quatro anos eles ficam prontos, enquanto satélites de grande porte demoram décadas para serem finalizados”, afirma o professor Menegaldo. “O CubeSat, um tipo de nanossatélite, surgiu no ambiente universitário e foi o responsáveis pelo grande aumento de lançamentos de nanossatélites. Posteriormente essa estrutura se tornou interessante também para fins comerciais e defesa pela praticidade e tempo de desenvolvimento.”

De acordo com a plataforma de dados Statista, 39 nanossatélites foram lançados em 2011, 338 em 2017 e 2.304 em 2022. Eles costumam atuar em órbitas baixas, de 500 quilômetros a 1.000 quilômetros da superfície.

Segundo outra base de informações, a Nanosats, existem nos Estados Unidos 82 empresas especializadas nesses equipamentos, 19 na China, 16 no Reino Unido, 10 na Índia, oito na França, sete no Japão, cinco na Rússia e na Argentina e três no Brasil, entre outros países.

 

Modelos viáveis

O curso no Insper foi organizado com quatro horas de aulas semanais, mais uma hora e meia de atendimento. E os alunos foram desafiados a desenvolver modelos realistas de simuladores funcionais.

“Atuamos em design baseado em modelos, simplificando as complexidades de um simulador real. Alguns alunos atuaram em grupos de até três pessoas, outros individualmente. Todos produziram vídeos de seus modelos”, explica Menegaldo.

“Os resultados surpreenderam positivamente. Os projetos ficaram diferentes entre si. O engajamento foi elevado, com poucas faltas e grande interesse no desenvolvimento”, finaliza o professor.