Ensaio dinâmico avalia estrutura do satélite científico Sara Suborbital

Redação do Site Inovação Tecnológica - 08/04/2010

O Sara Suborbital será um satélite de reentrada atmosférica destinado a operar em órbita baixa para a realização de experimentos em microgravidade.
[Imagem: AEB]

Sara Suborbital

O Instituto de Aeronáutica e Espaço (IAE), ligado a Agência Espacial Brasileira (AEB), realizou o ensaio dinâmico do Módulo de Experimentação (MEXP) e da Estrutura Interna do Sara Suborbital, um satélite de reentrada atmosférica destinado a operar em órbita baixa para a realização de experimentos em microgravidade.

O MEXP é composto por estruturas em colmeia, fabricadas em alumínio e fibra de carbono, de elevada resistência mecânica em relação ao peso - uma espécie de estrutura sanduíche cuja superfície comporta os experimentos e cujo interior aloca os componentes elétricos.

Vibrador eletrodinâmico

No teste foram utilizados modelos de engenharia do MEXP, fabricado em parceria com a empresa Cenic Engenharia, e massas dummies, peças que emulam fisicamente os componentes reais do satélite. Esses equipamentos permitem salvaguardar a estrutura real do satélite dos impactos submetidos durante os experimentos.

Durante o ensaio dinâmico, o MEXP foi instalado em um vibrador eletrodinâmico, responsável por simular níveis de excitação provocados por forças aerodinâmicas e vibrações resultantes do voo, além de operações dos motores foguetes.

Nos esforços dinâmicos aplicados à estrutura do Sara Suborbital, níveis de amplitude e de frequência pré-estabelecidos permitiram a verificação do comportamento estrutural de modo a evitar o abalo em suas partes eletrônicas e nos experimentos durante o voo.

Aceleração

Durante os ensaios de vibração, a rigidez da estrutura foi testada através de uma varredura de várias frequências, amplificada até o limite máximo suportado.

Os esforços de aceleração foram aplicados à parte eletrônica, destinada ao controle do satélite em órbita e à aquisição de dados durante os experimentos.

Dependendo das condições de ensaio e das posições de voo, a aceleração pode ultrapassar o limite estabelecido de 15 m/s ou 15 G, causando desgastes também nos componentes eletrônicos. As acelerações resultantes do ensaio foram obtidas de sensores (acelerômetros) instalados nas massas dummies.

Resistência estrutural

Segundo o coordenador do ensaio de vibração do Sara Suborbital, Leandro Ribeiro de Camargo, os sinais foram processados para cada ponto de frequência e aceleração correspondentes, resultando em uma análise numérica das simulações virtuais.

Os esforços aplicados aos subsistemas do Sara Suborbital demonstraram a elevada capacidade de resistência estrutural e, mesmo a níveis de excitação elevados, não provocaram falhas ou danos estruturais no modelo.

Após a análise dos resultados, os engenheiros do IAE poderão verificar a necessidade de alterações no projeto e a construção de um protótipo para que o ensaio em sua estrutura real seja realizado. Os testes serão os mesmos, mas em uma estrutura mais próxima da que será utilizada para o lançamento.