Simulador salva satélite artificial e economiza US$60 milhões

Redação do Site Inovação Tecnológica - 12/09/2007

Os simuladores são programas especiais de computador capazes de analisar e simular o comportamento de um sistema físico - desde o vôo de um avião, até o comportamento de uma peça no interior de uma máquina ou de uma molécula no meio de uma reação química (veja mais sobre Simuladores).

Salvando satélites

E não é à toa que eles se transformaram em uma das áreas mais "quentes" da informática - um simulador desenvolvido por um grupo de pesquisadores da Universidade Purdue, Estados Unidos, acaba de salvar dois satélites de comunicações e render um lucro de US$60 milhões. E este foi apenas seu primeiro uso, que promete beneficiar muitos outros satélites.

O programa consegue simular o comportamento do combustível no interior dos vários tanques do satélite e equalizar seu volume em cada um dos compartimentos, evitando que o satélite seja retirado de serviço cedo demais.

Satélites geoestacionários

Controlar a quantidade de combustível no interior do tanque de um automóvel é tão simples quanto colocar uma bóia no interior do tanque e ler sua posição. No espaço as coisas são bem mais complicadas, porque não é só a bóia que vai flutuar. Na verdade, na ausência da gravidade tudo flutua, inclusive o combustível.

Os satélites de comunicação são chamados de geoestacionários, porque sua altitude de 36.000 km garante que eles fiquem sempre sobre o mesmo ponto da superfície da Terra. Mas, mesmo nessa altitude, existe um arrasto que freia o satélite e faz com que sua órbita diminua lentamente. Os ajustes na órbita são feitos por meio de pequenos motores-foguete, alimentados geralmente por quatro tanques de combustível.

Não é incomum que o conteúdo de um dos tanques acaba antes dos outros, forçando os engenheiros a aposentarem o satélite e desperdiçaram o combustível que resta nos demais tanques. Além disso, os operadores não podem permitir que o combustível acabe totalmente, porque é necessário guardar uma reserva para que o satélite seja colocado fora da órbita quando seu substituto chegar.

Sistema de propulsão dos satélites

O sistema de propulsão dos satélites utiliza hélio comprimido para empurrar o combustível para fora do tanque. Quando a válvula de saída é aberta, o combustível sai em direção aos foguetes impulsionadores, que são acionados periodicamente para reposicionar o satélite.

Se um dos tanques fica sem combustível, na próxima vez que a válvula desse tanque for aberta o hélio desse tanque se mistura com o combustível vindo dos outros tanques, impedindo a ignição e desativando o sistema de propulsão.

Bombeamento termal

O novo simulador teve que ser desenvolvido para determinar com precisão a distribuição tridimensional do combustível em cada tanque. Então, os engenheiros analisaram os dados do satélite que mostram como cada tanque responde quando são aquecidos pelos aquecedores internos. Esses aquecedores são usado rotineiramente para evitar que o combustível congele quando o satélite fica na sombra da Terra, longe do calor do Sol.

Com os dados mostrando a quantidade de combustível em cada tanque, os pesquisadores implementaram um sistema de equalização do combustível em todos os tanques chamado "bombeamento termal." Para isso eles tiveram que reprogramar os aquecedores, fazendo-os operar de forma independente. Quando um dos tanques apresenta um nível de combustível abaixo dos outros, os engenheiros aquecem os demais tanques, fazendo com que o combustível flua para o tanque vazio. Segundo os pesquisadores, a definição exata do nível de aquecimento exigido foi uma das tarefas mais difíceis no desenvolvimento do simulador.

Na primeira utilização, o programa conseguiu estender a vida útil de dois satélites de comunicação por mais seis meses, rendendo uma receita adicional de US$60 milhões para seus controladores.

O fato de utilizar dados gerados por equipamentos que já estão no satélite, sem a necessidade de hardware adicional, significa que o simulador poderá ser utilizado em virtualmente qualquer satélite comercial em operação.

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