Objectivo:

Este projecto visa a criação de um sistema de satélite de baixa altitude. Compreende o lançamento para a atmosfera de sistemas electrónicos, em tudo similares aos satélites de comunicações existentes no espaço, nos quais se podem incorporar outras finalidades científicas (construção de estações ambientais de televigilância - detecção/prevenção de incêndios florestais, auxílio às entidades oficiais em casos de intempéries e socorros a náufragos, etc.). Pretende-se com este projecto adquirir conhecimentos técnicos na realização de hardware e software específicos da área aeroespacial. Sendo um projecto de longo prazo este foi dividido por etapas distintas:

1. Estudo e implementação de sistemas electrónicos robustos que suportem amplitudes térmicas elevadas.
2. Implementação de uma sonda meteorológica capaz de enviar dados de temperatura, pressão,...
3. Estudo e implementação de um sistema de fonia, de TV amadora e indicação de posição automática (APRS).
4. Construção de um sistema que congregue todos os sistemas anteriores.

1ª e 2ª fases do projecto SimSAT:

A 1ª e 2ª fases do projecto SimSAT teve início em Outubro de 1999 e atingiu em Junho de 2000 o primeiro objectivo: construção de uma estação móvel (balão), de uma estação de solo (estação receptora e de tratamento dos dados) e lançamento para a atmosfera de um sistema electrónico capaz de monitorizar a temperatura exterior:

Este lançamento, sendo o primeiro, permitiu concluir sobre a variação da temperatura, o tempo de voo, a autonomia energética, a robustez do equipamento e sobre as estratégias tomadas na concepção de todo o sistema.

Equipa de trabalho:

Na ESTG-Leiria e dada a dimensão do projecto este foi desenvolvido simultaneamente por 7 alunos agrupados em quatro grupos distintos:

• Grupo de telemetria (Cidália Macedo e Miguel Vaz - orientador Engº Luís Nero, [email protected])
• Grupo de rádio-frequência (Nuno Cordeiro e Paulo Caçador - orientador Engº Luís Mendes, [email protected])
• Grupo da estação de solo (Miguel Azevedo e Susana Medeiros - orientador Eng. Telmo Fernandes, [email protected])
• Grupo de tratamento de dados (Álvaro Lamas - orientadora Engª Carla Lopes, [email protected]).

Os grupos de trabalho actuaram de acordo com o seguinte diagrama:

Organigrama da equipa da ESTG-Leiria

O grupo de telemetria procede à aquisição dos dados meteorológicos e adapta-os para posterior transmissão. Esta transmissão esteve a cargo do grupo rádio-frequência. Em terra o grupo da estação de solo adquire a onda modulada em FSK-FM, recupera os dados fornecendo-os ao grupo de telemetria, este procede novamente à sua adaptação por forma a que o grupo de tratamento de dados os possa processar para visualização no PC.

O grupo de telemetria equipou o dispositivo com um sensor de temperatura e foi o responsável pela aquisição e recuperação de dados atmosféricos.

Placas de condicionamento e recuperação do sinal

O grupo de rádio frequência projectou e construiu o transmissor entre o balão e a estação de solo para temperaturas que podem variar no interior da sonda desde -60ºC até os 40ºC. O transmissor de RF recebe os dados já digitalizados que modulam uma portadora em FSK que por sua vez modula uma portadora em FM nos 145.86MHz. A potência de transmissão é de cerca de 200mW (23dBm).

Sonda: etapas de construçãao

A estação de solo foi projectada pelo grupo da estação de solo sendo esta constituída por uma antena direccional, do tipo Yagi, provida de rotores que permitem a sua correcta orientação (antena recebe polarizações circulares e tem um ganho aproximado de 14 dB), pelo pré-amplificador de antena (factor de ruído inferior a 1,5 dB) e pelo desmodulador.

Desmoduladores de FM e de FSK, antena e pré-amplificador

O grupo de tratamento de dados foi responsável pelo desenvolvimento de software de aquisição e visualização de dados em tempo real e pelo seu tratamento.

Software de visualização dos dados em tempo real

Lançamento, voo e desempenho:

O SimSAT-6 foi largado na ESTG-Leiria pelas 15h40m, tendo o voo demorado cerca de 2h10m. Visto o SimSAT, nesta primeira edição, não possuir nenhum sistema de posicionamento não foi possível recuperá-lo. A estação de solo da ESTG-Leiria acompanhou todo o voo do balão tendo assim cumprido um dos objectivos para este primeiro lançamento. Além da estação de solo, o SimSAT foi seguido por vários rádio amadores da região centro (ex: de Cascais o CT2HAO, da Figueira da Foz o CT1AYH, de Coimbra o CT1BIP, de Monte Real o CT2GUU, entre outros).

O desempenho do sistema não foi o ideal. O transmissor teve uma variação de frequência de cerca de 1MHz (devido à grande amplitude térmica verificada: -60ºC até 40ºC) e a verificou-se perdas de sinal por parte da estação de solo. Assim, conclui-se que é imprescindível um sintetizador de frequência na sonda, e para fazer face à perda de sinal na estação de solo será vantajoso utilizar uma antena omnidireccional, enquanto não for desenvolvido o sistema de detecção de posição.

Os resultados desta experiência permitiram-nos registar a variação da temperatura durante o tempo de voo. Tal como previsto, este primeiro lançamento foi extremamente útil pois possibilitou a toda a equipa tirar conclusões acerca do funcionamento para que no futuro as próximas sondas sejam mais robustas.

Foto da família SimSAT:

Da esquerda para a direita: Carlos Moreira (REP), Mariano Gonçalves (REP, Liga do Mar), Telmo Fernandes, Luís Nero, Carla Alexandra Lopes, Luís Mendes, Susana Medeiros, Nuno Cordeiro, Álvaro Lamas, Cidália Macedo, Paulo Caçador, Miguel Azevedo, Miguel Vaz (ESTG Leiria).

Actualizado em: 15/07/00