O projeto da espaçonave Cosmos 1

A primeira nave espacial de vela solar, chamada Cosmos 1, foi desenvolvida, construída e testada pela Planetary Society, (em inglês) uma organização privada, sem fins lucrativos cujo objetivo é encorajar a exploração de nosso sistema solar. A Planetary Society contratou uma organização espacial russa, o Centro Espacial Babakin, para construir, lançar e operar a nave espacial. O custo do projeto é de aproximadamente US$4 milhões e é patrocinado pela Cosmos Studios, (em inglês) uma nova companhia de mídia baseada em ciência.

Espaçonave Cosmos 1

A espaçonave em si pesa 40 kg e pode ser colocada em uma mesa. Após uma primeira fase de teste de lançamento, a espaçonave será lançada na órbita da Terra, 840 km perigeu e 850 km apogeu. Os sistemas da nave espacial incluem:

Foto cedida Planetary Society Uma pá da vela solar

• vela solar
  • feito de poliéster BOPET de alumínio
  • espessura de 0.000005 cm (5 mícrons)
  • área de 600 metros quadrados
  • disposto em oito pás triangulares:
    • cada um com 15 m comprimento
    • consiste de tubos plásticos infláveis que apoiam a vela (uma espuma pode ser usada dentro dos tubos para mantê-los rígidos uma vez inflados)
    • pode ter um eixo (como uma hélice de helicóptero) acionado por motores elétricos para mudar seu ângulo em relação ao sol
• montagem da vela solar - sistema de gás comprimido que infla os tubos plásticos.

Montagem da vela solar

Dobrando as velas solaresNo projeto original da pá da vela, ela era dobrada em rolos. Porém, alguns testes indicaram que dobrá-las em estruturas sanfonadas podia ser mais confiável (e a técnica dos tubos infláveis ainda seria utilizada na montagem).

• energia - uma pequena série de células solares dá conta de toda a energia elétrica.
• navegação - é essencial para a nave espacial saber onde o Sol e ela estão a todo tempo.
  1. Um sensor detecta a posição do Sol.
  2. Um receptor de posicionamento global (GPS) detecta a posição da espaçonave (do chão, a órbita da espaçonave será determinada pelos dados rastreados com a ajuda de acelerômetros a bordo, sobre os quais falaremos mais tarde).
  3. As informações do sensor solar e do receptor GPS são continuamente retransmitidas para o computador de bordo da espaçonave.
  4. O computador de bordo opera os motores que viram as pás das velas para manter sua orientação correta em relação ao Sol.
  5. O computadro pode aceitar correções ou ignorar comandos do solo.
• comunicações - os sistemas de rádio redundantes são usados para a comunicação com os controladores aéreos no chão.
  • uma banda UHF, 400 MHz
  • um banda S, 2210 MHz
• computador de bordo
  • 2 microprocessadores 386EX
    • velhos, mas confiáveis no duro ambiente do espaço sideral
    • podem ser executados em modos de menos potência, similar aos laptops
    • programados para operar sistemas de bordo, retransmitindo informações para a terra e recebendo comandos.
  • um programa de software determina as tarefas de cada microprocessador baseado na quantidade de trabalho e desempenho (velocidade, atraso).
  • cada processador tem sua própria capacidade de memória de leitura (ROM) sufiente para iniciar o computador e carregar o sistema operacional na memória (RAM).
  • 3 CD ROMs regravavéis contêm os sistemas operacionais e programas. As cópias do CD ROM são verificadas antes de usar por causa de erros causados pela radiação no espaço sideral.
  • três memórias RAM estão presentes para receber o sistema operacional. Novamente, a integridade de cada memória RAM é verificada para localizar erros antes de carregar.
  • a arquitetura do CD ROM permite aos programadores em terra atualizar e reiniciar o software da espaçonave a qualquer momento. Também permite à espaçonave funcionar em caso de danos por radiação.
  • os dados são armazenados em 2 banco de dados separados conectados por sistemas serial e paralelo.
• instrumentos
  • duas câmeras de imagem a bordo (uma russa e outra americana) para documentar a missão
  • acelerômetros a bordo para medir a aceleração da espaçonave devido à pressão da luz solar (aceleração não-gravitacional)

Na próxima seção, vamos examinar os detalhes da missão Cosmos 1.