Nanossatélite projetado por empresa nacional ajudará a monitorar desastres

Com lançamento previsto para o primeiro semestre de 2020, o primeiro satélite integralmente projetado por uma empresa brasileira poderá ajudar a aprimorar o trabalho do Centro Nacional de Monitoramento e Alertas de Desastres Naturais (Cemaden), de São José dos Campos (SP).

Batizado de VCUB1, o nanossatélite – como são chamados os satélites com até cerca de 10 kg – está sendo construído pela empresa Visiona Tecnologia Espacial, uma joint venture entre a Embraer (51%) e a Telebras (49%).

O satélite, que pesará cerca de 11 kg, terá as dimensões aproximadas de uma caixa de sapatos, com 10 cm x 20 cm x 30 cm. O custo do desenvolvimento foi de aproximadamente R$ 14 milhões, e a maior parte do investimento foi feito pela Visiona, com uma contribuição do Serviço Nacional de Aprendizagem Industrial de Santa Catarina (Senai/SC) e da Empresa Brasileira de Pesquisa e Inovação Industrial (Embrapii).

O Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais (Inpe), também de São José dos Campos, assinou um protocolo de intenções com a Visiona para uma cooperação técnica no desenvolvimento do VCUB1 (ver nota).

SEIS MIL SENSORES EM TERRA

Equipado com uma câmera de alta resolução, também desenvolvida no Brasil, o nanossatélite deverá melhorar o desempenho do conjunto de sensores utilizados pelo Cemaden para monitorar e emitir alertas de riscos de desastres, como inundações e deslizamentos, segundo Osvaldo Moraes, diretor do Cemaden. O órgão é uma unidade de pesquisa do Ministério da Ciência, Tecnologia, Inovações e Comunicações (MCTIC).

Moraes explica que o VCUB1 poderá resolver um problema de transmissão de dados que limita o uso das informações obtidas pelos sensores que fazem o monitoramento. Segundo ele, o Cemaden possui hoje, em todo o território nacional, cerca de 6 mil sensores que fazem medidas de chuvas, níveis de rios, movimentos de massas de ar, deslocamentos de encostas e outros eventos que podem levar a um desastre natural.

“Como não há um satélite à disposição, a imensa quantidade de dados fornecida pelos sensores é atualmente transmitida pelo sistema de telefonia celular, que apresenta alguns problemas para quem faz a transmissão dos dados”, disse Moraes a Direto da Ciência.

Um desses problemas é que os sensores estão distribuídos em todo o território nacional e, em cada ponto onde há um deles instalado, é preciso utilizar os serviços da operadora que tem o sinal mais forte naquela localidade. “Cada lote de chips corresponde a uma determinada conta de telefone celular. Isso faz com que tenhamos que administrar um número muito grande de celulares, limitando as operações”, explicou.

CONSTELAÇÃO NANO

Além do problema operacional, em várias localidades a qualidade do sinal de celular não permite a transmissão de grande quantidade de dados, segundo Moraes. “Há um outro problema ainda mais grave: no sistema de telefonia celular, no momento em que há um desastre, a transmissão de dados fica em segundo plano, para que sejam priorizadas as chamadas telefônicas.”

Os problemas poderiam ser resolvidos com um satélite geoestacionário – cuja órbita acompanha a rotação da Terra, permitindo que ele se mantenha sempre sobre o mesmo ponto do planeta –, mas desenvolvê-lo custaria de R$ 300 milhões a R$ 400 milhões.

“Os nanossatélites não são geoestacionários, e será preciso colocar em órbita uma constelação com oito ou dez desses dispositivos, que varreriam o território nacional continuamente. O custo de cada um deles é da ordem de R$ 1 milhão. Com um sistema assim, teríamos a possibilidade de transmitir um volume de dados muito maior, via satélite”, disse Moraes.

O Cemaden já assinou um protocolo de intenções com a Visiona para desenvolver tecnologias para monitoramento e emissão de alertas de risco de desastres, mas o equipamento poderá ter muitas outras aplicações.

DIVERSOS MERCADOS

Para o presidente da Visiona, João Paulo Campos, o VCUB1, assim como os nanossatélites em geral, tem diversos mercados, sendo os mais importantes a agricultura de precisão – para identificar mudanças de produtividade em diferentes áreas das fazendas, por exemplo e – e o monitoramento ambiental para funções como o combate ao desmatamento.

“As tecnologias que desenvolvemos incluem o rádio definido por software reconfigurável no espaço, que permite modificar as aplicações do satélite enviando um código ao espaço, por rádio. Isso também nos permite em pensar em inúmeras aplicações para a Internet das Coisas”, disse Campos. O satélite também poderia ser utilizado em uma centena de atividades de gestão urbana, incluindo informações sobre meteorologia, rastreamento de gado, caminhões e contêineres.

A empresa já concluiu o desenvolvimento do sistema de controle de órbita e atitude de satélites (Aocs, na sigla em inglês), segundo Campos, que permite operar as funções de navegação, apontamento e controle do satélite.

“Não havia ainda no país um sistema maduro desse tipo. Os satélites que o Brasil lançou utilizaram sistemas de controle de órbita desenvolvidos na China e o próximo terá um sistema argentino. A Visiona resolveu desenvolver esse sistema, que foi concluído em setembro.”

“Investimos nos últimos quatro anos em algumas tecnologias que o Brasil ainda não dominava. Nesse contexto, definimos a arquitetura do VCUB1, que, apesar de ser um nanossatélite, tem complexidade e desempenho semelhantes aos dos satélites de 200 a 300 quilos”, disse Campos.

CÂMERA EM ALTO DESEMPENHO

A ideia inicial, segundo Campos, era que o VCUB1 fosse utilizado para demonstrar e validar as tecnologias espaciais desenvolvidas pela empresa. “Mas o projeto evoluiu, resolvemos desenvolver uma câmera de alto desempenho, o sistema de coleta de dados e o projeto de desenvolvimento tecnológico acabou virando um produto”, declarou.

A Visiona foi fundada em 2012 com a missão de ser tornar “a Embraer dos satélites”, segundo Campos. “O objetivo final é projetar satélites nacionais e desenvolver tecnologias e missões, tornando-se uma paralela da Embraer nesse setor específico”, disse.

A empresa foi responsável pela integração do Satélite Geoestacionário de Defesa e Comunicações (SGDC), do Governo Federal, está credenciada como Empresa Estratégica de Defesa e possui seis produtos estratégicos de defesa relacionados ao fornecimento de soluções espaciais.

No mercado de sensoriamento remoto, a empresa é distribuidora oficial de algumas das principais operadoras de satélites do mundo e, por isso, tem acesso a uma constelação de 30 sensores de observação da Terra.

MERCADO EM EXPANSÃO

O mercado de nanossatélites está em franca expansão, segundo o coordenador de Engenharia e Tecnologia Espacial do Inpe, Marco Antonio Chamon. Segundo ele, o Inpe, que tem extensa experiência em satélites de grande porte, tem feito diversas parcerias com grupos que projetam nanossatélites.

“A ideia de desenvolver satélites dessa classe é bastante interessante no sentido de uma inovação disruptiva nesse tipo de mercado. Os nanossatélites evidentemente têm limitações, mas permitem certas aplicações com resposta muito rápida e baixos custos, o que dá a eles um nicho bastante importante no mercado”, disse Chamon.

Segundo Chamon, os nanossatélites foram concebidos inicialmente para testes, treinamento e ensino, mas logo começaram a ter aplicações importantes em pesquisas relacionadas à física espacial e astronomia.

“Depois eles avançaram para aplicações em áreas que antes eram quase exclusivamente restritas a grandes satélites comerciais. Hoje há companhias inteiras que estão extremamente saudáveis do ponto de vista financeiro e que comercializam imagens obtidas por pequenos satélites – algo impensável no passado”, afirmou.

A partir do acordo assinado com a Visiona, o Inpe pode participar de várias formas do desenvolvimento do VCUB1, segundo Chamon. Ele afirma que as capacitações e experiências do instituto na área espacial poderão acelerar muito os avanços desenvolvidos pela empresa.

“Também podemos ajudar em relação à infraestrutura. O Inpe possui um laboratório especializado na integração e testes de grandes satélites de 3 a 4 toneladas. Essa infraestrutura pode ser utilizada também para satélites menores e não faria sentido duplicá-la em cada empresa que vá desenvolver um novo equipamento”, explicou.

A empresa também poderá aproveitar as competências do Inpe, por exemplo, na área de controle térmico, isto é, nas análises que são feitas para avaliar se o desempenho do satélite será alterado por temperaturas frias ou quentes demais.

“Por outro lado, há várias coisas desenvolvidas pela indústria que também interessam ao Inpe. Em primeiro lugar, empresas como a Visiona podem vir a ser nossas fornecedoras. Mas elas também podem se capacitar para desenvolver certas tecnologias que gostaríamos de obter, mas que não temos fôlego para produzir.

FÁBIO DE CASTRO
Direto da Ciência, com foto do Cemaden