Invenção estabiliza e movimenta satélites sem gastar combustível

Redação do Site Inovação Tecnológica - 16/03/2020

Vedant agora quer construir uma versão do seu dispositivo pronta para ir ao espaço.
[Imagem: Universidade de Illinois/Faculdade de Engenharia]

Cancelamento ativo de vibração

Se você treme ao bater uma foto, a imagem não irá sair tão boa quanto poderia. E, se você já usou uma lente telescópica, ou mesmo o zoom do seu celular, sabe que a necessidade de estabilidade aumenta rapidamente quanto mais longe você tenta focar.

O mesmo acontece nos satélites artificiais, que usam zooms enormes para fotografar a superfície da Terra e de outros planetas.

James Vedant, da Universidade de Illinois, nos EUA, estava trabalhando justamente no desenvolvimento de uma tecnologia para minimizar a vibração dos satélites artificiais - para melhorar a qualidade das imagens coletadas - quando teve uma surpresa inusitada: Seu aparato de estabilização também pode ser usado para movimentar o satélite.

Mover e girar o satélite é essencial para fazê-lo apontar para seu alvo - lembre-se que os telescópios espaciais são satélites artificiais também. Hoje isso exige foguetes e combustível, o que significa maior peso, menor vida útil da nave e várias interrupções na coleta de imagens para que o satélite volte a se estabilizar após cada movimento.

O que Vedant inventou foi uma nova forma de fazer o satélite girar sem precisar usar combustível.

"Nós desenvolvemos, juntamente com o Laboratório de Propulsão a Jato da NASA, uma maneira de cancelar as vibrações de um satélite fazendo os painéis solares vibrarem na direção oposta - um cancelamento de ruído ativo," contou Vedant.

Movimento por vibração

Os grandes "braços" dos satélites - seus painéis solares - representam uma das principais fontes de vibração porque representam a maior área de contato do dispositivo com o ambiente espacial que, por mais rarefeito que seja, impõe um arrasto - basta se lembrar que a Estação Espacial Internacional precisa rotineiramente ligar seus motores para compensar a queda de velocidade induzida por esse arrasto.

Como não dá para prever esse "ruído" induzido pelo ambiente sobre o satélite, o pesquisador construiu um modelo que gerava entradas aleatórias, que ele procurava então compensar com seu dispositivo. Foi aí que veio a surpresa.

"Ele parou de tremer, mas, em vez de voltar à sua posição original, mudou-se para um lugar diferente e parou. Eu pensei que era um erro matemático. Então eu fui mais fundo e acabou que era uma nova maneira de mover o painel [solar]," contou ele.

Assim, o que era um mecanismo para anular a vibração, transformou-se em um mecanismo simples e eficiente de movimentar e reposicionar o satélite.

"Depois de desenvolver um modelo matemático e usar entradas aleatórias, percebi que podia afastar o satélite do ponto de repouso original, o que foi inesperado. Em uma análise mais aprofundada, descobri que havia uma nova capacidade no sistema - além do isolamento da vibração, ele pode realmente girar o satélite no espaço arbitrariamente," detalhou Vedant.

Várias empresas do ramo aeroespacial já se interessaram pela inovação. "Meu próximo esforço será fazer algo que seja mais realista e possa voar ao espaço. Também procuraremos maneiras de integrar a eletrônica nos painéis solares, para economizar volume e peso," disse Vedant.

Bibliografia:

Artigo: Multifunctional Structures for Attitude Control
Autores: James T. Allison Vedant
Revista: Proceedings of the SMASIS Conference
DOI: 10.1115/SMASIS2019-5565