Nanossatélites Educacionais

A AEB promove e apoia diversos projetos educacionais de desenvolvimento de satélites de pequeno porte (ou “nanossatélites”) com o objetivo de despertar o interesse e promover a formação de recursos humanos em engenharia e áreas afins.

Dentre as ações já realizadas que permitiram a capacitação de professores e estudantes no desenvolvimento de sistemas espaciais, cabe mencionar os nanossatélites NanoSatC-Br1, AESP-14, Serpens, Tancredo-1, ITASAT, FloripaSat-1, NanoSatC-Br2, Alfa Crux. Adicionalmente, a AEB investe na capacitação “mão na massa” de estudantes e profissionais brasileiros em projetos do Programa Espacial Brasileiro, a saber, o SGDC, CBERS, Amazonia 1 e SPORT.

Atualmente, a AEB apoia as seguintes ações educacionais de desenvolvimento de nanosatélites:

1 - Programa Serpens

Com a criação recente dos primeiros sete cursos brasileiros de engenharia espacial, o interesse pelo desenvolvimento de satélites e suas aplicações tem aumentado significativamente. Da mesma forma, vem crescendo a necessidade de projetos que possibilitem a formação prática e a vivência dos estudantes em uma missão espacial completa.  Nesse contexto, o programa Serpens (acrônimo para “Sistema Espacial para Realização de Pesquisa e Experimentos com Nanossatélites”) da Agência Espacial Brasileira (AEB) promove a formação técnica e científica de estudantes universitários brasileiros por meio de missões espaciais de baixo custo baseadas em nanossatélites, satélites de 1 a 10 kg. No programa, esses pequenos satélites são desenvolvidos em consórcios de universidades, com ênfase nos cursos de engenharia aeroespacial. Visando maior disseminação da experiência de gestão dos projetos, a coordenação da missão deve seguir um rodízio entre as universidades participantes do consórcio.

O desenvolvimento, lançamento e operação destes nanossatélites pela academia, com participação direta de estudantes de graduação, tem como objetivo principal a formação de recursos humanos e consolidação de atividades espaciais em universidades federais. Adicionalmente, essa iniciativa é capaz de desencadear objetivos secundários como o domínio de tecnologias, ampliação significativa de acesso ao espaço, avanços científicos na área espacial brasileira, dentre outros. Por causa disso, o programa Serpens é uma excelente oportunidade para alunos dessas instituições terem um contato com atividades espaciais e exercitarem capacidades como:

• A importância do planejamento e uso de gerenciamento de projetos;
• Conceito de criticidade da missão;
• Integração de diversas áreas de conhecimento (missão multidisciplinar);
• Avaliação de risco e seu impacto no projeto.

A primeira missão conduzida dentro do programa (Serpens I) foi executada pelo consórcio de universidades envolvidas, sob coordenação da Universidade de Brasília (UnB). O Serpens I foi lançado ao espaço em 17 de setembro de 2015, pela Estação Espacial Internacional (ISS na sigla em inglês) e se manteve em orbita até março de 2016. A sua operação foi considerada um sucesso, contribuído para a formação de diversos estudantes, e serviu de base para a realização de outras missões.

Atualmente, no Projeto Serpens, estão sendo desenvolvidos dois projetos.

a) Aldebaran I, Universidade Federal do Maranhão e AEB

O Projeto sob coordenação da Universidade Federal do Maranhão (UFMA) tem como objetivo o desenvolvimento, lançamento e operação de um nanossatélite no padrão CubeSat (1U), denominado Aldebaran I.  Esse nanossatélite é uma prova de conceito experimental para salvamento de pequenas embarcações artesanais perdidas ou em naufrágio na região costeira do Maranhão. Para esse propósito, o CubeSat Aldebaran I carregará duas cargas úteis (01 módulo EDC desenvolvido pelo INPE e 01 gateway LoRaWAN configurado pela equipe do Laboratório de Eletrônica e Sistemas Embarcados, LABESEE-UFMA em parceria com o SpaceLab-UFSC). O objetivo tecnológico é verificar a transmissão do sinal emitido a partir de um localizador em solo (especificamente colocado em alguma embarcação) para o CubeSat em órbita, que deve retransmitir esse sinal para uma estação de radioamador dentro do seu raio de cobertura. O sinal deve conter os parâmetros de posição, hora e nome do localizador que emitiu esses dados. Com essas informações será possível acionar um protocolo de busca e salvamento pelas autoridades competentes. Ademais, o projeto visa a capacitação de estudantes do curso de Engenharia Aeroespacial da UFMA por meio do desenvolvimento de missão, projeto, execução e operação do CubeSat. Esse projeto é um indutor de ensino segundo a pedagogia de aprendizado por resolução de problemas. Com o desenvolvimento desse projeto, cria-se diretamente uma oportunidade para a capacitação técnica contínua em sistemas espaciais para 20 (vinte) estudantes de tecnologia e engenharia aeroespacial por ano.

b) PdQSat​, Universidade Federal de Minas Gerais e AEB

O Projeto sob coordenação da Universidade Federal de Minas Gerais (UFMG) tem como objetivo o desenvolvimento, fabricação e testes de um nanossatélite no padrão CubeSat (3U), denominado  PdQSat, com o propósito de criar e consolidar competências em engenharia e ciências espaciais na UFMG com a participação da indústria local. A missão do nanossatélite é realizar um teste tecnológico para caracterização de baterias de LI-S em ambiente hostil. Utilizando conceitos de “Aprendizado Baseado em Projetos”, ou PBL (Problem-Based Learning), o projeto contribui muito para o desenvolvimento de tecnologias na universidade, assim como para o aprendizado de alunos de diversas Engenharias. Assim, é uma oportunidade de capacitar mão de obra especializada no Estado de Minas Gerais que já possui uma indústria aeronáutica desenvolvida, considerando que esse setor, em muitos países, já tem tradição de desenvolvimento conjunto com a área espacial. O desenvolvimento de um CubeSat na Escola de Engenharia da UFMG apresenta uma possibilidade de um aprendizado “hands-on” para os alunos, ao mesmo tempo em que integra alunos de diferentes cursos, possibilitando a aprendizagem intensa de trabalho em grupo.

2 - Olimpíada Brasileira de Satélites MCTI (OBSAT)

A Olimpíada Brasileira de Satélites MCTI (OBSAT) é uma Olimpíada Científica de abrangência nacional, concebida pelo Ministério da Ciência, Tecnologia e Inovações (MCTI) e organizada pela Universidade Federal de São Carlos (UFSCar) com apoio e da parceria AEB, do Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais (INPE) e da Escola de Engenharia de São Carlos (EESC) e da Universidade de São Paulo (USP). A OBSAT tem por objetivo promover experiências teóricas e práticas em projetos de modelos de engenharia de satélites de pequeno porte, difundindo a cultura aeroespacial para estudantes e professores de instituições do Ensino Fundamental II, Ensino de Médio, Ensino Técnico profissionalizante e universitários. Como objeto de trabalho, e ao mesmo tempo ferramenta de aprendizado, utilizam-se modelos de engenharia de pequenos satélites, chamados de CanSats, TubeSats, PocketSats ou CubeSats.

Primeira Edição da OBSAT

A 1ª Edição da OBSAT foi lançada em 2021 e contou com mais de 300 equipes inscritas, com o total de 1504 participantes representando 23 estados brasileiros. A olimpíada é organizada em 4 fases, sendo que os participantes estão concluindo a segunda fase da olimpíada.

Na 1ª Fase, kits de CubeSat e CanSat foram encaminhadas para as equipes selecionadas (64 do Ensino Fundamenta II, 152 do Ensino Médio e Técnico e 130 para o Ensino Superior). Além disso, as equipes participaram de duas capacitações, uma sobre a montagem dos kits conduzidas pela startup PION e uma sobre os principais conceitos envolvidos na missão espacial de pequenos satélites, o “Workshop Sobre Pequenos Satélites Educacionais”. Esse último foi coordenado pela AEB e conduzido via a plataforma AEB Escola Virtual. O Workshop Sobre Pequenos Satélites Educacionais contou com a participação de professores e pesquisadores de diversas instituições.

A 2ª Fase tem como objetivo o desenvolvimento de um sistema para o modelo de engenharia de um CanSat ou um CubeSat 1U que tenha a capacidade de executar uma missão escolhida pelas próprias equipes. Nessa fase, os estudantes desenvolveram os principais subsistemas de um nanosatélite como a estrutura física, a carga útil, o desenvolvimento do software (programação) e comunicação do satélite. Ao desenvolver seus modelos de engenharia, os estudantes têm a oportunidade de familiarizar com a metodologia científica no contexto de engenharia aeroespacial. Após a fase de desenvolvimento, os projetos serão avaliados e os que tiveram melhores avaliações irão para a Fase 3.

Na Fase 3, os modelos de engenharias serão testados por especialistas quanto a estrutura e funcionamento. Os melhores colocados nos testes terão seus modelos de engenharia lançados em balões meteorológicos que podem atingir uma altitude de 35 km!  A Fase 3 ocorrerá regionalmente, ou seja, cada região do país, terá ao menos 3 satélites lançados pela organização da OBSAT.

A Fase 4 consiste em um evento nacional, com as melhores equipes da fase 3, onde também está previsto um lançamento adicional das melhores equipes da 1a OBSAT.

Concomitante as Fases 3 e 4, serão selecionados, durante a avaliação de projetos da Fase 2, projetos e equipes excepcionais que demonstrem organização, competência, capacidade técnica, integração e trabalho em equipe para participar de um lançamento orbital da OBSAT MCTI.

As equipes selecionadas serão convidadas a integrar uma equipe ampliada: “OBSAT MCTI Super Time”, que trabalhará no desenvolvimento, testes, integração e preparação de um nanosatélite para um lançamento orbital oficial da OBSAT MCTI. Esta atividade irá contemplar o desenvolvimento de um novo nanosatélite baseado em um dos projetos que foi desenvolvido ao longo da olimpíada. Esse novo projeto seguirá diretrizes desse Super Time!

A OBSAT incentiva a participação feminina na competição. Equipes formadas exclusivamente por mulheres receberão um certificado especial de participação na olimpíada. O público feminino que se inscreveu na Olimpíada representou 33,48% dos participantes. Entre os participantes das equipes que participaram da 1ª Fase e foram habilitadas para o recebimento de Kits de Satélites Educacionais, 40% foram mulheres. Para saber mais sobre a 1ª Edição da OBSAT acesse https://www.obsat.org.br/