No último final de semana, com o embarque da carga e de todos os integrantes de suas equipes,
o Instituto de Aeronáutica e Espaço (IAE) deu início a sua participação na Operação Rio Verde, no Centro de Lançamento em Alcântara, no Maranhão.
A Operação Rio Verde visa cumprir a etapa final da 2a Chamada do 4o Anúncio de Oportunidades (AO) do Programa Microgravidade da Agência Espacial Brasileira (AEB), que financiou o desenvolvimento de cinco experimentos desenvolvidos pelo Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais (INPE), Universidade Federal do Rio Grande do Norte (UFRN), Universidade Estadual de Londrina (UEL) e Universidade Federal de Santa Catarina (UFSC). O sexto experimento foi desenvolvido com a colaboração do IAE, enquanto os dois últimos foram integralmente desenvolvidos pelo IAE.
O Programa Microgravidade foi criado em 27 de outubro de 1998 pela AEB com o objetivo colocar ambientes de microgravidade à disposição da comunidade técnico-científica brasileira, provendo meios de acesso, e suporte técnico e orçamentário para a viabilização de experimentos nesses ambientes. O gerenciamento das atividades é de responsabilidade da AEB e conta com a colaboração do IAE e da comunidade acadêmica nacional pertencente aos cursos de engenharia aeroespacial.
O Veículo VSB-30
O VSB-30 é um foguete suborbital, com dois estágios a propelentes sólidos, não guiado, estabilizado por empenas e lançado de trilho. O primeiro estágio consiste de um propulsor “booster”, denominado S31, e o segundo estágio de um propulsor S30. Tem o objetivo de realizar missões científicas e tecnológicas. Com carga útil de até 400 kg atinge um apogeu de 250 km.
O VSB-30 é o primeiro foguete brasileiro que obteve Certificação Espacial pelo Instituto de Fomento e Coordenação Industrial –IFI, Órgão Certificador Espacial, credenciado pela AEB.
O processo de certificação do VSB-30 junto ao IFI foi formalizado por meio da Declaração de Abertura de Processo (DAP) n° 016/CPA/2004, de 28 de julho de 2004.
Em 2015 foi emitido pela OCE o certificado de tipo do VSB-30 modelo V07, tendo em vista que após o recebimento do certificado do VSB-30 modelo V01, em outubro de 2009, algumas modificações foram implementadas, com êxito, nos lançamentos subsequentes.
Os Experimentos
Os experimentos são alojados no interior da carga-útil. A carga-útil compreende a parte superior do foguete VSB-30. Após consumirem 1.550 kg de propelente nos 42 segundos inicias de voo os dois motores-foguetes do VSB-30 são descartados caindo no mar. A carga-útil, contudo, continua seu movimento ascendente atingindo uma altura máxima de 250 km. A altitude de 100 km é considerada o limite superior da atmosfera terrestre. Acima dessa altitude considera-se o vácuo do espaço. A ausência de forças propulsivas, combinada à ausência de atrito com a atmosfera e à eliminação da rotação do veículo em torno de quaisquer dos seus eixos, faz com que sejam estabelecidas a condição de microgravidade no interior da carga-útil. Nessa condição, qualquer objeto solto no interior da carga-útil flutuará. Para o caso do VSB-30 essa condição é estabelecida aos 80 segundos de voo, quando a carga-útil encontra-se a 110 km de altitude, tendo a duração de 6 minutos. Ao reentrar na atmosfera terrestre a carga-útil é desacelerada por atrito e, posteriormente, são acionados os paraquedas com intuito de reduzir a velocidade de impacto com o mar. Helicópteros da Força Aérea Brasileira (FAB) fazem o resgate da carga-útil no mar. Em solo, os experimentos são retirados da carga-útil e entregues aos pesquisadores que os desenvolveram. Na operação Rio Verde o VSB-30 levará ao espaço oito experimentos. São eles:
1. MPM-A: Novas tecnologias de meios porosos para dispositivos com mudança de fase, desenvolvidos pela Universidade Federal de Santa Catarina (UFSC). Os minitubos de calor fazem uso do calor latente de fusão e do efeito capilar para transportar energia de uma fonte quente para uma fria. Esses dispositivos podem ser utilizados para o controle térmico tanto de equipamentos eletrônicos no espaço como em terra;
2. MPM-B: Novas tecnologias de meios porosos para dispositivos com mudança de fase, desenvolvidos pela Universidade Federal de Santa Catarina (UFSC). Tem a mesma finalidade do MPM-A, mas enquanto o fluido de trabalho do experimento MPM-A é o metanol, o MPM-B utiliza o fluido refrigerante denominado HFE7100;
3. VGP2: Os efeitos da microgravidade real no sistema vegetal cana de açúcar, desenvolvido pela Universidade Federal do Rio Grande do Norte (UFRN). Trata-se de um experimento biológico que tem por objetivo avaliar os efeitos na microgravidade sobre o DNA da cana de açúcar;
4. E-MEMS: Sistema para determinação de atitude de veículos espaciais, desenvolvido pela Universidade Estadual de Londrina (UEL). O objetivo deste experimento é fazer uso de sensores comerciais para determinação de atitude de sistemas espaciais;
5. SLEM: Solidificação de ligas eutéticas em microgravidade, desenvolvido pelo Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais (INPE). Este experimento contempla o desenvolvimento, construção e qualificação de um forno elétrico com capacidade de fundir (300 oC) amostras de 3 materiais distintos. Ao atingir o ambiente de microgravidade, o forno é desligado e ocorre a solidificação das ligas;
6. GPS: Modelos de GPS (Sistema de Posicionamento Global) para aplicações em veículos espaciais de alta dinâmica, desenvolvido pela Universidade Federal do Rio Grande do Norte (UFRN) com a colaboração do Instituto de Aeronáutica e Espaço (IAE). Esse equipamento fornece a latitude, longitude e altitude da carga-útil durante todas as fases do voo do foguete;
7. SMA: Sensor Mecânico Acelerométrico, desenvolvido pelo Instituto de Aeronáutica e Espaço (IAE). Servirá para ativação de linhas de ignição, após submetida a uma aceleração entre 4 e 6 vezes a aceleração da gravidade. Com esse dispositivo, ainda em fase de qualificação, objetiva-se elevar a segurança do veículo, evitando-se, por exemplo, que sistemas pirotécnicos sejam acionados, intempestivamente.
8. CCA: Circuito de Comutação e Atuação, desenvolvido pelo Instituto de Aeronáutica e Espaço (IAE). Modelo de desenvolvimento do sequenciador de eventos pirotécnicos e comutação de energia funcional.
Etapas anteriores
Os experimentos MPM-A, MPM-B, VGP2, E-MEMS e SLEM foram selecionados pela Agência Espacial Brasileira em abril de 2013. Em setembro do mesmo ano foi realizado no IAE o Seminário de Nivelamento, por meio do qual os pesquisadores da UFSC, UFRN, UEL e INPE e os técnicos do IAE trocaram valiosas informações, que permitiram o envio ao IAE do Projeto Preliminar (final de 2013) e Projeto Detalhado (final de 2014) de cada projeto. Em abril de 2014 os pesquisadores visitaram o CLA para conhecerem suas instalações. Entre março e maio deste ano os experimentos foram entregues ao IAE onde foram testados individualmente em condições similares às de voo.
As seguintes instituições participam da Operação Rio Verde: DCTA e suas organizações subordinadas (IAE, IFI, CLBI, CLA e GIA-SJ), AEB, INPE, UFRN, UFSC/UEL, UFSC, UFRN/IAE e DLR (Alemanha)
