A Missão NASCERR: Pioneirismo Brasileiro na Fronteira da Eletrônica Espacial

A Missão NASCERR (NAno Satélite Com Eletrônica Robusta à Radiação), coordenada pelo Professor da UFC, Dr. Jarbas Aryel Nunes da Silveira (Lates: http://lattes.cnpq.br/0406937598151848) representa um marco significativo no desenvolvimento tecnológico espacial brasileiro. Concebido como um laboratório em órbita, este nanosatélite CubeSat 2U tem como objetivo principal enfrentar os desafios impostos pela radiação espacial, garantindo a confiabilidade e a longevidade dos sistemas eletrônicos que são vitais para o sucesso das missões.

Histórico da UFC em Missões Espaciais

A Universidade Federal do Ceará (UFC), instituição coordenadora do Projeto NASCERR, possui um histórico consolidado de participação em missões espaciais, o que demonstra sua vasta experiência e capacidade técnica no setor:

• Missão SACI: Contribuição com o design do Computador de Bordo.

• Missão Conasat: Engajamento em um projeto de grande relevância.

• Projetos e Parcerias com o INPE: Colaboração contínua com o Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais, fortalecendo a pesquisa e o desenvolvimento tecnológico.

• Projeto Brafisat (Programa Brafitec): Participação em programas de cooperação internacional que impulsionam a formação de recursos humanos e o intercâmbio de conhecimento.

Essa trajetória garante que o NASCERR se beneficie de uma base de conhecimento e experiência robusta, essencial para um projeto dessa complexidade.

Definição e Propósito da Missão NASCERR

O projeto NASCERR, cujo acrônimo significa Nanosatélite Com Eletrônica Robusta à Radiação, foi proposto e aceito em um edital de grande prestígio do Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq), voltado para universidades e institutos de pesquisa brasileiros. O objetivo do edital era fomentar o desenvolvimento de CubeSats e seus equipamentos/subsistemas, consolidando a capacidade nacional em tecnologia espacial.

O NASCERR é um CubeSat de 2 unidades (2U), o que significa que ele possui dimensões padronizadas de 10cm x 10cm x 20cm. Dentro dessa estrutura, a missão é organizada da seguinte forma:

• 1U (Unidade): Dedicado ao "bus" (plataforma), que compreende todos os subsistemas de suporte e serviços necessários para o funcionamento do satélite.

• O Outro 1U: Inteiramente reservado para as cargas úteis (payloads), que são os experimentos científicos e tecnológicos a serem validados em órbita.

A Essência da Nossa Missão

Nossa missão principal é o estudo e validação de métodos de robustez para memórias RAM estáticas, utilizando algoritmos de Códigos de Correção de Erros (ECCs) dinâmicos para dispositivos em órbita baixa. Em um ambiente onde a radiação pode causar interrupções e corrupção de dados (os chamados Single Event Effects - SEEs), garantir a integridade da informação é crucial para o sucesso e a longevidade das missões espaciais.

Nossos Objetivos Detalhados

Para alcançar a robustez desejada, o Projeto NASCERR estabeleceu metas claras e ambiciosas:

1. Implementação de Algoritmos ECC Dinâmicos em ASIC: Nossa primeira fase prevê a implementação de algoritmos ECC dinâmicos em FPGAs (Field-Programmable Gate Arrays). O objetivo final é transicionar essa implementação para um ASIC (Application-Specific Integrated Circuit) com características de resistência à radiação (rad-hard), otimizando o desempenho e a proteção.

2. Uso de ASIC no ROBOC: Integrar o ASIC desenvolvido no ROBOC (Robust On-Board Computer), o Computador de Bordo Robusto para CubeSats, para proteger eficazmente contra erros em memórias SRAM externas. Isso garantirá que os dados críticos sejam mantidos íntegros mesmo sob intensa exposição à radiação.

Parceiros e Apoiadores: Uma Rede de Excelência

O sucesso do NASCERR é impulsionado por uma forte rede de colaboração, que abrange desde agências de fomento até instituições acadêmicas e empresas privadas, cada uma trazendo sua expertise única:

• NASCERR: Financiamento direto do CNPq (Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico), um pilar para a pesquisa no Brasil.

• ROBOC: Recebe suporte da FINEP (Financiadora de Estudos e Projetos), essencial para projetos de pesquisa e inovação tecnológica.

• OBCCHAIN: Apoiado pela FUNCAP (Fundação Cearense de Apoio ao Desenvolvimento Científico e Tecnológico), demonstrando o engajamento regional.

• Bolsas de Pós-Graduação: Contam com a CAPES (Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior), fundamental para a formação de novos talentos.

• UFC (Universidade Federal do Ceará): Atua como a instituição coordenadora do projeto, fornecendo a liderança científica e a infraestrutura necessária.

• UFSM (Universidade Federal de Santa Maria): Contribui com o experimento 2, focado no desenvolvimento de um ASIC com Código de Correção de Erros resistente à radiação. A Santa Maria Design House (SMDH), vinculada à UFSM, é responsável pelo desenvolvimento de uma biblioteca de células digitais rad-hard utilizando técnicas RHBD (Radiation-Hardening By Design) em tecnologia CMOS de 180nm XFAB. Isso é crucial para a criação de componentes eletrônicos que suportem o ambiente espacial.

• UGA (Université de Grenoble Alpes): Participa ativamente do experimento 3, que envolve a implementação de algoritmos de Machine Learning (ML). Esta parceria internacional adiciona uma camada de inovação e expertise global ao projeto.

• CRON - Sistemas e Tecnologias Ltda & HORUSEYE TECH: Empresas parceiras que trazem a capacidade de aplicação prática e o conhecimento de mercado, essenciais para a transição da pesquisa para soluções viáveis.

Dados Orbitais do NASCERR (2U)

O CubeSat NASCERR foi projetado para operar em uma órbita específica que otimiza seus experimentos e capacidades:

• Tipo de Órbita: Órbita Sincronizada com o Sol (SSO - Sun Synchronous Orbit).

• Altitude: 550 km, em uma órbita polar circular, com uma inclinação de aproximadamente 98° em relação ao plano do Equador. Esta órbita permite que o satélite passe sobre os polos, cobrindo diferentes regiões do planeta.

• Controle de Atitude: O controle do satélite prioriza a estabilização com conhecimento de sua atitude (orientação angular), em vez de um apontamento preciso para um alvo específico. Isso significa que não há necessidade de apontar para uma estrela ou um ponto na Terra, simplificando os requisitos de operação e permitindo que o foco esteja nos experimentos de robustez eletrônica.