Tecnologia para a captura de satélites e lixo espacial

Alargar a vida dos satélites ou reparar aqueles que tiverem sofrido danos constitui uma opção muito atraente para os operadores de satélites, uma vez que tais possibilidades aumentariam as margens de exploração de serviços comerciais ou incrementariam o valor acrescentado das missões científicas. Além disso, a montagem de grandes estruturas em órbita sempre foi identificada como uma necessidade para as missões tripuladas a outros planetas. Adicionalmente, a situação dos detritos orbitais está a converter-se cada vez mais numa preocupação mundial no que diz respeito à segurança nas operações dos astronautas, dos satélites e das estações em actividade.

Todos os cenários e aplicações anteriores têm algo em comum, pois necessitam de um veículo espacial activo e controlado (“chaser”) que se aproxime, realize a atracagem, capture ou agarre outro veículo ou detrito espacial (“target”) para posteriormente prestar o serviço e realizar as operações requeridas. Uma das tecnologias fundamentais e mais complexas do veículo “chaser”, que ainda necessita de ser consolidada e totalmente comprovada para que a sua utilização seja viável, é um sistema de controlo completo (incluindo a Orientação, Navegação e Controlo –GNC-, o processamento a bordo de imagens do “target” para obter a sua posição e orientação relativamente ao “chaser” e os meios robóticos para o contacto).

Neste contexto, a GMV está a realizar para a Agência Espacial Europeia (ESA) o projecto ORCO (On Ground validation of a Rigid Combo system), que tem como objectivo consolidar, integrar e validar em terra as tecnologias chave necessárias para levar a cabo cenários espaciais robóticos complexos que incluem um mecanismo de captura rígido (braço robótico).

Em primeiro lugar, serão utilizados simuladores e modelos dinâmicos e de contacto de alta fidelidade para desenhar/validar os diferentes subsistemas de controlo. Em seguida, a integração e validação será levada a cabo no laboratório dinâmico da GMV, platform-art©, que integrará equipamentos de hardware representativos, proporcionados pelos parceiros do projecto: o manipulador robótico (LEMUR) da CBK (Polónia) e a câmara da TSD (Itália).

A cinemática e a dinâmica reais das fases de contacto serão experimentadas e verificadas de forma exaustiva no platform-art©. Em conjunto com os sistemas de controlo, o veículo “chaser” incluirá um elevado nível de autonomia garantido por uma câmara óptica e pelo processamento de imagens associado, baseado em algoritmos de correspondência de modelos 2D-3D desenvolvidos pela GMV e embebidos em aviónica representativa do espaço.

Actualmente, a equipa internacional encontra-se toda a trabalhar de forma contínua nos diferentes laboratórios da GMV (simulação, óptica, dinâmico) para alcançar um desenvolvimento integral e conseguir a consolidação do sistema completo de controlo para as aplicações já mencionadas.