Um triste final para o CBERS-3



CBERS-3

Um projecto manchado com inúmeros problemas, o satélite CBERS-3 enfrentou o seu destino reentrando na atmosfera terrestre poucos minutos após se separar do último estágio do foguetão lançador.

Segundo os dados avançados por uma fonte anónima no blogue Brazilian Space, o satélite terá aberto o seu painel solar e comunicado com a Terra durante 15 minutos, seguindo-se um triste silêncio. O destino do CBERS-3 estava traçado num problema com o seu foguetão lançador que o colocou numa órbita demasiado baixa.

O lançamento do CBERS-3 teve lugar às 0326:00UTC do dia 9 de Dezembro de 2013 a partir do Complexo de Lançamento LC9 do Centro de Lançamento de Satélites de Taiyuan e foi levado a cabo utilizando o foguetão CZ-4B Chang Zheng-4B (Y12). O satélite separou-se do lançador às 0338UTC.

O CBERS-3 iria operar numa órbita a uma altitude de 778 km com uma inclinação orbital de 98,5º e um período orbital de 100,3 minutos. Esta órbita iria permitir um ciclo repetitivo de 26 dias. No lançamento a sua massa era de 2.100 kg (tendo uma massa de 1.980 kg sem propolente).

Este foi o 200º lançamento orbital da China, sendo o 13º lançamento orbital mal sucedido por parte da China, o 49º lançamento orbital desde Taiyuan, o 14º lançamento orbital da China em 2013 e o 4º lançamento orbital mal sucedido desde Taiyuan.

O programa CBERS (China-Brazil Earth Resources Satellite) é um esforço colaborativo entre a China e o Brasil. Em Novembro de 2002 os governos de ambos os países decidiram expandir o acordo inicial ao incluir dois satélites do mesmo tipo, o CBERS-3 e o CBERS-4, como veículos de segunda geração. O programa de cooperação entre o CAST e o INPE emprega versões avançadas dos satélites e dos seus instrumentos. A especificação do projecto foi decidida, acordada e fechada em Julho de 2004.

Na China o projecto é denominado ‘ZY-1 Ziyuan-1’ (‘Recursos-1’). O acordo para o desenvolvimento da primeira geração de satélite foi assinado em Julho de 1988 para estabelecer um sistema de detecção remota completo (segmento espacial e de solo) para fornecer ambos os países com imagens multiespectrais de detecção remota. O objectivo geral era a observação e monitorização dos recursos da Terra e do ambiente com uma carga de vários sensores fornecendo diferentes resoluções espaciais.

O satélite CBERS-1 ‘Ziyuan-1A’ (25940 1999-057A) foi lançado às 0316UTC do dia 14 de Outubro de 1999 pelo foguetão CZ-4B Chang Zheng-4B (Y1) desde o Complexo de Lançamento LC7 do Centro de Lançamento de Satélites de Taiyuan. O CBERS-1 operou até Agosto de 2003. O satélite CBERS-2 ‘Ziyuan-1B’ (28057 2003-049A) foi lançado ás 0316UTC do dia 21 de Outubro de 2003 pelo foguetão CZ-4B Chang Zheng-4B (Y4) também desde Taiyuan. Este satélite foi retirado de serviço em finais de 2007 quando as imagens do CBERS-2B começaram a ficar disponíveis. O CBERS-2B ‘Ziyuan-1B2’ foi lançado às 0326UTC do dia 19 de Setembro de 2007 pelo foguetão CZ-4B Chang Zheng-4B (Y17) também desde Taiyuan. Este satélite foi retirado de serviço a 10 de Maio de 2010 devido a uma falha no abastecimento de energia.

A partir de 2004, o Brasil alterou a sua política no que diz respeito ao acesso e distribuição dos dados e imagens dos satélites CBERS. Com o CBERS-2, o Brasil optou por uma política de distribuição aberta, garantindo o acesso livre e gratuito através da Internet ao seu catálogo e às imagens em alta-resolução. Qualquer utilizador pode navegar através das imagens, seleccionar as imagens que quiser e fazer a sua descarga para utilização imediata, sem qualquer custo, burocracia e trabalhando num sistema de catálogo simples e de fácil acesso. A mesma política foi adoptada para o CBERS-2B e será adoptada para o CBERS-3. Esta política foi também alargada aos países vizinhos observados pelos satélites e que estejam no catalogo do INPE.

O lançamento do CBERS-3 estava originalmente previsto para ter lugar em Novembro de 2012, com os testes de compatibilidade do satélite a terem lugar entre 9 de Fevereiro e 7 de Março de 2012, na China. A 30 de Março, a empresa brasileira ‘Opto Eletrônica’ enviou para a China a câmara MUX que seria utilizada no CBERS-3. Em Junho de 2012, especialistas do Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais e da Academia Chinesa de Tecnologia Espacial verificaram a auto-compatibilidade do satélite bem como a sua compatibilidade electromagnética com o foguetão lançador. Estes testes arem necessários para garantir que o equipamento a bordo do satélite não viesse a interferir com o equipamento do lançador. A simulação em Terra de todas as condições que o satélite iria enfrentar em órbita, desde o seu lançamento até ao final da sua vida no espaço, é algo indispensável devido à incapacidade de o veículo ser reparado no espaço.

Antes de partir para a China, o CBERS-3 viu todos os seus equipamento e subsistemas a serem testados no Laboratório de Integração e Testes do INPE, em São José dos Campos – São Paulo. No Brasil, o satélite foi submetido a variados testes de interferência electromagnética e compatibilidade, vibração, testes vibracusticos, e testes de vácuo térmicos, para além das medições das suas propriedades físicas.

CBERS-3 na China

Em Finais de Julho de 2012 o lançamento estava previsto para ter lugar entre 20 de Novembro e 10 de Dezembro de 2012. Nesta altura, os testes de balanceamento do CBERS-3 haviam sido concluídos e foram seguidos pelos testes de vibração acústica.

No entanto, princípios de Setembro toda a missão ficou em perigo. Algumas falhas haviam sido identificadas durante testes levados a cabo na China antes do satélite ser enviado para o local de lançamento. As falhas foram detectadas em alguns conversores DC/DC no sistema de fornecimento de energia do CBERS-3. Entre 18 e 24 de Agosto, cinco engenheiros do INPE, incluindo o coordenador do Segmento Espacial do Programa CBERS, foram enviados para os Estados Unidos para várias reuniões para eliminar as não-conformidades e as falhas dos conversores DC/DC fabricados pela norte-americana MDI – Modular Devices Incorporated, e que seriam utilizados nos satélites CBERS-3 e CBERS-4. Estes componentes haviam sido comprados em 2007 e 2008 e não se encontravam afectados pelas restrições ITAR.

O satélite CBERS-2 sofreu do mesmo problema nos conversores DC/DC antes do seu lançamento o que levou a um atraso na missão de vários meses.

Apesar dos problemas, os especialistas chineses e brasileiros tentavam lançar o satélite em 2012 e em meados de Outubro haviam sido finalizados os testes eléctricos e o satélite foi colocado nos testes ambientais. Um elevado esforço estava  ser levado a cabo para colocar o CBERS-3 em órbita em 2012 com o INPE a enviar mais especialistas para a China para ajudar nos preparativos (o que resultou em atrasos no desenvolvimento de outros satélites brasileiros).

A 20 de Novembro de 2012 o lançamento era adiado para Janeiro de 2013, com fortes pressões políticas para que o satélite fosse colocado em órbita o mais cedo possível. Nesta altura algumas fontes apontavam para o facto de o lançamento poder ser adiado por dois anos devido aos problemas encontrados com os conversores DC/DC.

CBERS-3

A 6 de Dezembro, o INPE contratava duas empresas para trabalhar nos problemas relacionados com os conversores DC/DC. O objectivo da Companhia Mectron era o de re-projectar e de substituir o circuito IN-RUSH e o de alterar os conversores DC/DC nos repetidores MV1, MV2 e MV3 do subsistema TTCS nos satélites CBERS-3 e CBERS-4. Por seu lado, a Equatorial Sistemas iria rearranjar o circuito IN-RUSH dos modelos FM1, FM2 e FM3, e alterar os conversores DC/DC dos modelos FM1 e FM2 do SPE do subsistema WFI nos satélites CBERS-3 e CBERS-4.

 Mas era óbvio que estas alterações teriam um elevado custo para o programa. Ao contrário do que havia sido referido anteriormente, o CBERS-3 ainda utiliza os conversores DC/DC fabricados pela MDI. Alguns dos conversores não passaram em novos testes realizados na China e 20 dispositivos foram enviados para os Estados Unidos para ali serem testados, com 12 desses dispositivos a falharem nos testes. A MDI concluiu que nem todos os dispositivos tinham problemas e somente os dispositivos problemáticos foram substituídos. Por outro lado, caso se decidisse utilizar conversores brasileiros no CBERS-3, então o lançamento teria de ser adiado cerca de dois anos devido a haver a necessidade de se proceder ao rearranjo e ao teste do sistema eléctrico do satélite para operar com os novos dispositivos.

Em finais da primeira semana de 2013 a agência espacial brasileira referia que uma das sua principais prioridades para 2013 era o lançamento do CBERS-3. Em Maio de 2013 o lançamento estava previsto para Outubro, mas em finais de Agosto o lançamento era adiado para Novembro e depois para Dezembro. O satélite passou a revisão de pré-entrega a 12 de Outubro e foi transportado via caminho-de-ferro para Taiyuan a 18 de Outubro. A viagem para o local de lançamento demorou 15 horas.

CBERS-3 integrado

O CBERS-3 tinha a forma de um hexaedro e a sua estrutura estava dividida no módulo de serviço e no módulo de carga. Na sua configuração orbital, o eixo Z estaria apontado para o nadir (superfície da Terra). As câmaras e as antenas estavam colocadas no painel lateral +Z. O painel solar estava colocado no lado -Y e rodaria em torno do eixo Y. As antenas, propulsores e sensores de atitude, tais como sensores solares e sensores terrestres de infravermelhos, estavam colocados nos outros painéis.

O satélite era estabilizado nos seus três eixos espaciais para manter o sistema de observação voltado para o nadir. O Subsistema de Atitude e de Controlo Orbital incluía sensores estelares, sensores solares, sensores terrestres de infravermelhos, giroscópios, receptor GPS, computador de controlo, rodas de momento e um sistema de propulsão de hidrazina. O controlo térmico seria conseguido principalmente por meios passivos utilizando coberturas térmicas e cobertores isoladores de multi-camadas. Tubos de calor e aquecedores seriam o também utilizados. O Subsistema de Energia Eléctrica utilizava células solares de tripla-junção de GaAs, um regulador shunt, controlo de carga de bateria, um regulador de descarga de bateria, conversores DC/DC e baterias de NiCd. Este subsistema poderia fornecer 2,30 kW de energia.

A capacidade nominal de carga da plataforma é de 1.000 kg e na sua configuração de lançamento as suas dimensões eram de 3,25 metros de altura e 3,35 metros de diâmetro.

O Subsistema de Tratamento de Dados a Bordo era composto pelo computador principal e 7 unidades de terminais remotos para fornecer tratamento de dados a bordo e funções de monitorização e controlo do satélite. A banda-S seria utilizada para funções TT&C fornecendo comunicações nos dois sentidos com o solo. A antena de banda-S proporcionaria uma cobertura quase omni-direccional. Os dados de imagem seriam enviados em banda-X por dois transmissores TWTA. Um deles tinha três transportadores modulados em QPSK (Quadra-Phase Shift Keying). O gravador de bordo tinha uma capacidade de 274 Gbit e é capaz de gravar dados de todas as câmaras.

O CBERS-3 transportava quatro câmaras no módulo de carga com uma performance melhorada ao nível de geometria e de radiometria: MUXCam, PanMUX, IRS e WFI.

CBERS-3 02

A MUXCam era um instrumento do INPE desenhado e desenvolvido na Opto Eletrônica S. A., de São Carlos – São Paulo. O objectivo era o fornecimento de imagens para aplicações cartográficas. A MUXCam era uma câmara multiespectral com quatro bandas espectrais cobrindo os comprimentos de onda desde o azul e o infravermelho próximo (450 nm a 890 nm) com uma resolução no solo de 20 metros e uma largura de observação de 120 km. A câmara era composta por três instrumentos: RBNA, RBNB e RBNC. O RBNA fornecia a aquisição de imagem e era composta pelo sistema óptico (espelho de entrada e sistema de lentes), alojamento óptico e conjunto do plano focal. O RBNB era composto pelos sistemas electrónicos responsáveis pelo controlo térmico, pelo ajustamento de foco e calibração interna do sistema de controlo. O RBNC era responsável pelas leituras CCD, processamento dos outputs de CCD analógico para sinal digital, e codificação de dados para o fluxo de dados em série. Estes dados seriam transmitidos ao satélite.

O detector CCD era um conjunto de 4 linhas e cada linha tem 6.000 pixel de tamanho 13 µm x 13 µm. Filmes finos espectrais, depositados sobre uma janela que cobriam os elementos fotossensíveis do CCD, seriam responsáveis pela separação das quatro bandas espectrais.

Fornecida pela China, a PanMUX (Panchromatic and Multispectral Camera) era uma câmara de varredura por CCD que forneceria imagens pancromáticas com uma GSD (Ground Sample Distance) de 5 metros e imagens de três bandas espectrais com 10 metros GSD. A câmara tinha uma largura de observação de 60 km e uma capacidade de visualização lateral de ±32º. A PamMUX tinha capacidades de ajustamento de plano focal e calibração em órbita.

Também fornecida pela China e desenvolvida tendo por base a herança do Infrared Multispectral Scanner utilizado em missões anteriores, o IRS (Infrared System) ou IRMSS-2 (Infrared Multispectral Scanner-2) era um sistema de observação com 4 bandas espectrais. A resolução espacial era metade em relação à IRMSS.

A WFI (Wide-Field Imager) (também designada WFI-2) era uma versão avançada do instrumento do INPE utilizado no CBERS-1 e no CBERS-2, tendo 4 bandas espectrais com uma resolução no solo de 64 metros no nadir e uma largura de observação de 866 km. O instrumento WFI no CBERS-3 também forneceria uma resolução espacial melhorada em comparação com anteriores sensores WFI a bordo do CBERS-1 e do CBERS-2 (260 metros em anteriores missões), mantendo, porém, a sua alta resolução temporal de 5 dias.

Esta câmara seria utilizada para detecção remota da Terra e tinha por objectivo trabalhar a uma altitude de 778 km. O sistema óptico era projectado para quatro bandas espectrais cobrindo o leque de comprimentos de onda entre o azul até ao infravermelho próximo e o seu FOV (Field of View) é de ±28.63º, que cobre 866 km, com uma resolução no solo de 64 metros no nadir. A WFI foi desenvolvida através de um consórcio formado pela Opto Electrônica S. A. e pela Equatorial Sistemas. O desenvolvimento do sistema óptico e a análise de performance (incluindo o sistema óptico MTF, distorção, sensibilidade de polarização e luz dispersa) foi executada utilizando software ZEMAX®.

Para além das câmaras, o CBERS-3 transportava o DCS (Data Collection System) e o SEM (Space Environment Monitor). O DCS foi fornecido pelo INPE e o SEM foi fornecido pelo CAST.

O CBERS-3 deveria operar por 3 anos em órbita terrestre.

Estatísticas:

– Lançamento orbital: 5330

– Lançamento orbital sem sucesso: 247

– Lançamento orbital China: 200

– Lançamento orbital China sem sucesso: 13

– Lançamento orbital desde Taiyuan: 49

– Lançamento orbital desde Taiyuan sem sucesso: 4

Para 2013 estão agora previstos 84 lançamentos orbitais. A seguinte tabela mostra os totais de lançamentos executados este ano em relação aos previstos para cada polígono (entre parêntesis estão os lançamentos fracassados se for o caso):

Baikonur – 22 (1) / 23

Plesetsk – 5 / 7

Dombarovskiy – 2 / 2

Cabo Canaveral AFS – 10 / 11

Wallops Island MARS – 4 / 4

Vandenberg AFB – 5 / 5

Jiuquan – 7 / 7

Xichang – 1 / 3

Taiyuan – 5 (1) / 6

Tanegashima – 2 / 2

Kagoshima – 1 / 1

Kourou – 6 / 7

Satish Dawan, SHAR – 3 / 4

Naro – 1 / 1

Odyssey – 1 (1) / 1

* Valores incertos

Dos lançamentos bem sucedidos levados a cabo 39,4% foram realizados pela Rússia; 23,9% pelos Estados Unidos (incluindo ULA, SpaceX e Orbital SC); 18,3% pela China; 8,5% pela Arianespace; 4,2% pelo Japão; 4,2 % pela Índia e 1,4% pela Coreia do Sul.

Os próximos cinco lançamentos orbitais previstos são:

18 Dezembro (0307:00) – Antares-120 – Wallops Island MARS, LP-0A – Cygnus Orb-1 (CRS-1) e CubeSats

19 Dezembro (0912:18) – 372РН21Б Soyuz-STB/Fregat-MT (004/1040/VS06) – CSG Kourou (Sinnamary), ZLS – Gaia

20 Dezembro (1702:00) – CZ-3B/E Chang Zheng-3B/E – Xichang, LC2 – Túpac Katari ‘TKSat-1′

23 Dezembro (????:??) – Soyuz-2-1/Volga (001/001) – GIK-1 Plesetsk, LC43/4 – SKRL-756 (I), SKRL-756 (II), AIST

25 Dezembro (????:??) – Rokot-M/Briz-KM (4923931130/72520) – GIK-1 Plesetsk, LC133/3 – Rodnik-S (x3)

Deixe um comentário