Enxame de Nanossatélites Lightsail para Exploração do Sistema Solar

a) Representação esquemática (não em escala) do nanossatélite, compreendendo a vela de luz (LS) e a carga útil (PL). b) Análise de temperatura para diferentes potências de laser (P): 10 MW, 100 MW, 1 GW e 10 GW, a distância vela-carga útil d(PL) é fixada em 50 cm. c) Análise de temperatura utilizando um laser de potência de 10 GW variando a distância d(PL). d) Os mapas e o gráfico relatam as deformações e a rotação média, respectivamente, ocorridas na vela em função da distância d(PL).

Este artigo apresenta um estudo para a realização de uma missão espacial que emprega nanossatélites acionados por uma fonte externa de laser que colide com uma vela de luz otimizada, como uma tecnologia valiosa para lançar enxames de naves espaciais no Sistema Solar.

Nanossatélites movidos a laser podem ser úteis para a exploração da heliosfera e para a observação planetária, se devidamente equipados com sensores, ou ser adotados para o estabelecimento de sistemas de rede quando colocados em órbitas específicas. Variando a relação área-massa (ou seja, a relação entre a área da vela e o peso da carga útil) e a potência do laser, é possível inserir a espaçonave em diferentes órbitas hiperbólicas em relação à Terra, atingindo assim o alvo por meio de de trajetórias controladas em um período de tempo relativamente curto.

Prevê-se uma missão envolvendo nanossatélites da ordem de 1 kg de massa, descrevendo todos os subsistemas de bordo e satisfazendo todos os requisitos em termos de potência e orçamento de massa. É dada especial atenção ao subsistema de telecomunicações, que deve oferecer todas as funcionalidades necessárias.

Para a fabricação da vela leve foi considerada a tecnologia de filmes finos, verificando a estabilidade térmica da vela durante a fase de empuxo. Além disso, o problema da estabilidade mecânica da vela foi abordado, mostrando que a distância entre a estrutura da vela e a carga útil desempenha um papel fundamental. Algumas aplicações potenciais da tecnologia proposta são discutidas, como o mapeamento do ambiente heliosférico.


Publicado em 24/08/2022 18h21

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