Desenvolvimento de catálogo embarcado de estrelas para sensores estelares autônomos

• Processo: 15/21207-8
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Iniciação Científica
• Data de Início da vigência: 01 de janeiro de 2016
• Data de Término da vigência: 31 de agosto de 2016
• Área de conhecimento: Engenharias - Engenharia Aeroespacial - Sistemas Aeroespaciais
• Pesquisador responsável: Fábio de Oliveira Fialho
• Beneficiário: Karoline Carvalho Bürger
• Instituição Sede: Escola Politécnica (EP). Universidade de São Paulo (USP). São Paulo , SP, Brasil
• Assunto(s): Interface usuário-computador Óptica eletrônica Satélites Sensores Atitudes Processamento de imagens
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: Catálogo estelar | Processamento de imagens | Satélites | Sensor de atitude | Sensor estelar | Sistema de Controle de Atitude e Órbita | Sensores de atitude

Resumo

Em maio de 2012, o governo federal aprovou pela portaria N°224/GC3 o Programa Estratégico de Sistemas Espaciais (PESE), elaborado pelo Ministério da Defesa, através do Comando da Aeronáutica. Seu conteúdo versa sobre os anseios das três forças para as próximas décadas em termos de satélites e suas funcionalidades aplicados à defesa do território nacional. De modo a cobrir as diferentes demandas, o País precisará desenvolver diferentes tecnologias críticas. Uma das tecnologias ainda não dominadas pelo Brasil é o Sistema de Controle de Atitude e Órbita (SCAO). O controle de atitude é executado em malha fechada, através de um conjunto de sensores e atuadores, que são acionados por diferentes configurações de malhas de controle em função da precisão de apontamento exigida e da etapa de operação da missão. Dentre os sensores de orientação, por possuir elevada precisão, destaca-se o sensor estelar autônomo, o qual é o objeto de estudo e desenvolvimento deste trabalho e único sensor que possibilita alcançar os requisitos estabelecidos pelo PESE, para diversos de seus satélites. Trata-se então de tecnologia necessária. Um sensor estelar autônomo é um dispositivo optoeletrônico que determina de forma autônoma a orientação de um satélite. Para tanto, ele executa observações estelares e as registra em forma de imagens comparando-as, em seguida, a um catálogo estelar embarcado, permitindo, assim, a determinação da posição angular do engenho nos seus três eixos de rotação. Portanto, uma parte essencial da determinação de atitude de forma autônoma de um sensor estelar é o catálogo de estrelas nele embarcado. Tendo em vista tal necessidade, iniciou-se em março de 2014 seu desenvolvimento como trabalho de iniciação científica pelo proponente do presente projeto. Os principais resultados obtidos até o momento foram: a leitura, validação e geração de interface humano-máquina dos dados públicos do catálogo estelar Hipparcos (Agência Espacial Europeia); projeção de uma estrela sobre o detector fotoelétrico do sensor, levando-se em conta a resposta do sistema óptico, a geometria do instrumento e características instrumentais; generalização para um campo observado; detecção das estrelas e aglomerados estelares resultantes e determinação de seus respectivos baricentros. Objetiva-se neste pedido a conclusão do desenvolvimento do catálogo embarcado de estrelas e posterior avaliação da precisão de medida do sensor estelar em função do próprio catálogo e de parâmetros instrumentais, através da construção de um mapa da precisão do sensor em toda a esfera celeste. Para tanto, será necessário concluir o desenvolvimento de alguns algoritmos e integrar outros em desenvolvimento por outros membros da equipe. Este projeto de pesquisa, assim, descreve em seu corpo sucintamente como esses objetivos serão alcançados e os meios para isso.