Propulsão de satélites
Engenheiros do IPT (Instituto de Pesquisas Tecnológicas), em São Paulo, estão ajudando a desenvolver os primeiros protótipos de tanque de combustível daquele que poderá se tornar o primeiro sistema de propulsão de satélites totalmente fabricado no Brasil.
O projeto, financiado pela FINEP, é fruto de uma proposta da Agência Espacial Brasileira (AEB) e está sendo realizado pelo IPT e pela startup Fibraforte, uma empresa emergente do setor aeroespacial sediada na cidade de São José dos Campos (SP).
A Finep e a AEB selecionaram, em 2015, cinco empresas brasileiras em diferentes áreas de conhecimento para transferência de tecnologia pela empresa vencedora da concorrência internacional para fornecer o Satélite Geoestacionário de Defesa e Comunicações Estratégicas (SGDC), a Thales Alenia Space. A Fibraforte foi uma delas, dentro de um contrato na área de propulsão para satélites.
Um satélite é composto tipicamente de um corpo básico (também conhecido como bus), no qual se encontram as baterias, os painéis solares, os circuitos de telemetria e a parte de propulsão, e a carga útil, composta pelos equipamentos que compõem a missão, como câmeras, sensores e experimentos científicos. O projeto da Fibraforte se concentra no bus.
Tanque de titânio
O subsistema de propulsão de um satélite é composto de uma série de elementos, como motores, válvulas, sensores, transdutores de pressão e o tanque de propelente líquido - esta é a seção que está sendo aprimorada agora.
O tanque é o reservatório de armazenamento embarcado no satélite, projetado para uma capacidade volumétrica de acordo com a missão programada. É um dos componentes mais sensíveis do sistema porque ele deve ser o mais leve possível e aguentar a maior pressão para uma determinada carga.
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A equipe já conseguiu chegar a um tanque que usa apenas 3,3 quilogramas (kg) de titânio, abaixo dos 4 kg previstos no projeto - o titânio foi selecionado por ser o material mais usado pela indústria internacional.
"O tanque proposto deve armazenar 30 quilogramas de combustível com um volume total de 40 litros: o objetivo é construir um modelo que suporte altas pressões, mas tenha paredes muito finas e pouco peso," explicou André Ferrara Carunchio, pesquisador do IPT.
Conformação superplástica
Os dois hemisférios do tanque esférico estão sendo construídos pelo método de conformação superplástica. E o IPT já possui os equipamentos para isso. "Antes do início da produção dos modelos no Núcleo de Estruturas Leves, estávamos empregando uma técnica desenvolvida na própria empresa, mas que demandava muito tempo para finalização das peças: cada casca demorava uma semana para ser fabricada," contou Luis Felipe Pini, da Fibraforte.
Agora, até quatro modelos estão sendo construídos por dia.
"Após a chapa ser inserida na máquina, aplica-se o gás argônio sob pressão na sua face inferior, o que a força ao encontro de uma matriz fêmea, conformando a peça," explicou André. A pressão deve ser controlada para garantir uma taxa de deformação constante, fazendo com que o processo ocorra em regime superplástico - isso torna possível atingir grandes deformações sem a ruptura do material.
