Receção do ISTSat-1 com a antena gigante

Um ensaio de receção do ISTSat-1 com a nova antena, que a equipa designa por gigante, realizado no dia 6 de novembro, mostrou haver uma melhoria de receção do sinal emitido pelo ISTSat-1 de 4 a 6 dBs, o que já permitiu receber um sinal quase perfeito emitido de uma órbita não muito favorável.

Nos dias 9 e 10 de novembro a equipa vai afinar antena (no ar) uma vez que a afinação inicial foi feita muito perto do solo (telhado do ISTTagus).

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Antena gigante para o ISTSat-1

Os dados que nos chegam indicam que o ISTSat-1 continua completamente operacional mas está a transmitir sinais de rádio com uma potência bastante menor do que a prevista, o que nalgumas situações dificulta a sua receção, dado o elevado nível de ruido eletromagnético que existe na região do ISTTagus e que introduz erros na receção, nomeadamente na comunicação digital.

A construção de uma antena com mais ganho e seletividade , designada por Antena Gigante, foi atrasada pelas condições atmosféricas adversas , mas foi concluída no dia 30 de outubro, quando se procedeu à primeira elevação da antena.

Rui Rocha, Moisés Piedade, Vitor Silvestre e Manuel Santos e a elevação da antena gigante.

A equipa equilibrou a antena, enquanto esta estava na posição horizontal, do ponto de vista de centro de massa, mas nas primeiras experiências de elevação verificou-se que teria também de se fazer coincidir o centro de gravidade com o eixo de rotação da antena na elevação, pois o rotor não tinha binário suficiente. Este problema foi resolvido com a colocação de um varão de fibra de vidro destinado a mudar o centro de gravidade para o eixo de rotação independentemente do ângulo de elevação.

Deslocamento do centro de massa para o eixo de rotação.

A antena Gigante depois de ser eletricamente afinada no solo terá de voltar a ser afinada no ar, o que será feito nos dias 9 e 10 de novembro pela equipa.

A antena gigante e a antena grande.

Para comparar o desempenho da antena grande com a nova antena gigante, no dia 2 de novembro fez-se a receção de um satélite meteorológico NOAA e os resultados obtidos foram esclarecedores: a antena Gigante tem um melhor desempenho que a antena grande e permitiu reduzir consideravelmente o ruído à volta da frequência de um satélite NOA, de modo que foi possível obter o mapa das condições meteorológicas objetivo que não foi alcançado coma antena grande.

Receção de satélite meteorológico com a antena Grande
Receção de satélite meteorológico com a antena Gigante.
Mapa meteorológico recebido com a antena Gigante.
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A construção do ISTSat -1

A AMRAD teve um papel importante na na construção da estação de rastreio de satélites CS5CEP e na definição da arquitetura do ISTSat-1. A AMRAD acompanhou, também, o desenvolvimento do nano satélite nas diferentes fases. Tem , também, participado nas exposições e demonstrações do ISTSAt-1.

Veja aqui um pequeno resumo sobre a construção do ISTSat-1.

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O agregado de antenas Yagi para o ISTSat-1

As novas antenas para melhorar a receção dos sinais do ISTSat-1, têm vindo a ser construídas em duas fases: a)-montagem dos elementos básicos e b)- construção da infraestrutura de suporte do agregado.

A estrutura de suporte das antenas tem vindo a ser construída com tubos e barras em fibra de vidro graciosamente fornecidos pela empresa STEP.

A construção tem seguido o projeto inicialmente concebido mas tem havido algumas adaptações.

Projeto inicial da antena gigante.

A fase inicial teve inicio no dia 8 de outubro, véspera da data de comemoração dos três meses de vida do ISTSat-1, contando com dois trabalhadores radioamadores especializados: Moisés Piedade – CT2ZO e Rui Rocha – CT2KJR. O trabalho foi duro, demorou todo o dia, mas, felizmente, os trabalhadores sobreviveram.

Aspeto da antena a meio da tarde de 8 de outubro.

Devido às previsões climáticas desfavoráveis, os trabalhos só recomeçaram do dia 12 de outubro, na parte da tarde, juntando-se à equipa inicial do dia 8 mais um trabalhador, um emigrante legal no IST Taguspark, também radioamador, Jorge Matias- CT2HBZ. Os trabalhos terminaram com a determinação do cento de gravidade da estrutura total, já com com as antenas montadas, para definir o ponto de ancoragem das antenas ao eixo do rotor de antenas.

Dois trabalhadores, no IST Taguspark, (emigrantes legais) , Jorge Matias e Moisés Piedade.
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ISTSat-1 tem 3 meses de vida útil

O ISTSat-1 fez hoje, dia 9 de outubro, 3 meses de vida, à volta da Terra, sobrevivendo com a energia obtida do Sol e fazendo uma gestão muito criteriosa dessa energia.

Ontem, o ISTSat-1 passou algumas vezes sobre a estação CS5CEP, no IST Taguspark, enviando mensagens para a Terra. A potência dos sinais recebidos, proveniente dos seus dois emissores, chega mais reduzida do que seria de esperar, problema que ainda não está identificado pois a telemetria transmitida pelo satélite indica que tudo está correto. Todavia, o sinal mais fraco dificulta a receção na CS5CEP. Adicionalmente, foi detetada uma fonte de ruído local que tem grande intensidade, na vizinhança da frequência de emissão do ISTSat-1, que ainda prejudica mais a receção dos sinais. Esse ruído é, aparentemente, produzido por uma fonte emissora que não deveria usar esta banda de frequências. Esta banda é destinada apenas a atividades de investigação e desenvolvimento por radioamadores autorizados (licenciados) e que foi atribuída pela ITU e coordenada pela IARU para uso exclusivo do ISTSat-1.

Sinal do ISTSat-1 e o ruído vizinho.

Desde o lançamento do ISTSat-1 que a comunidade de radioamadores, especialmente em Portugal, tem mostrado um especial interesse neste projeto, procurando ajudar em vários aspetos. Em particular, dois experimentados radioamadores, Paulo Delgado-CT2GUR e Marco Dutra-CU7BC, da ADFMA, Açores, moradores em zonas com baixo ruído eletromagnético, montaram propositadamente recetores para receber o ISTSat-1 e têm-nos mandado as gravações das mensagens de telemetria recebidas do satélite. Essas mensagens têm vindo a ser descodificadas pela equipa do ISTSat-1. Na Tabela da figura seguinte pode ver um exemplo de uma das mensagens de telemetria recebidas no dia 1 de outubro, que resultou da descodificação de uma mensagem recebida e gravada por Paulo Delgado. A análise dos dados recebidos permite-nos perceber que todos os módulos do ISTSat-1, que estavam a intervir nessa altura, estão a funcionar corretamente. Podemos também perceber que o satélite está bem orientado e com alguma rotação lenta, mas que está dentro do erro permitido pelos algoritmos de estabilização de atitude do ISTSat-1.

Podemos também perceber que o sistema de proteção da bateria, contra regimes de cargas e descargas com temperaturas baixas, ativou o sistema de aquecimento da bateria usando a própria energia da bateria, para aumentar a sua capacidade e durabilidade.

Exemplo de Telemetria recebida do ISTSat-1.

A equipa está a melhorar o sistema de antenas do ISTSat-1, tendo em vista aumentar o ganho e a seletividade do sistema de receção dos sinais do ISTSat-1. Na Figura pode ver-se uma antena (gigante), em fase de construção, constituída por 4 antenas yagi para 144-146 MHz, organizadas num agregado de 2 antenas cruzadas, “cross-yagis”, excitadas por “dipolos dobrados” – antenas do tipo LFA “Loop Fed Array”.

A antena gigante em fase de construção.

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Aeronaves lançadas de balões estratosféricos

O projeto de investigação Eye in the Sky fez história no dia 19 de setembro, ao lançar duas aeronaves a partir de balões a grande altitude, a 15 e 30 km respetivamente, alcançando um recorde nacional de voo de aeronaves não tripuladas em Portugal. Os voos, operados durante o exercício da Marinha Portuguesa REPMUS 24 (Robotic Experimentation and Prototyping with Maritime Unmanned Systems), com o apoio e colaboração da Célula de Inovação e Experimentação Operacional de Sistemas Não Tripulados da Marinha Portuguesa (CEOV), culminaram ambos com retumbante sucesso, com a aterragem de ambos os sistemas no NRP Setúbal.

O projeto Eye in the Sky, coordenado pelos investigadores Alexandra Moutinho e Carlos Henriques, e desenvolvido no âmbito do Instituto de Engenharia Mecânica através de financiamento da Fundação para a Ciência e a Tecnologia, permite fornecer uma cobertura alargada ao nível das comunicações e de imagens aéreas. Este projeto poderá assim ter aplicação na deteção e vigilância de incêndios, colocação de sensores em áreas remotas, oceânicas ou terrestres, e ainda como satélite temporário para observação da Terra ou repetição de comunicações de emergência. Destaca-se ainda, que a rapidez e facilidade de lançamento e as reduzidas assinaturas térmica e acústica tem atraído o interesse de potenciais utilizadores nos domínios civil e militar.
A Marinha, através da CEOV e do NRP Setúbal, contribuiu para o projeto através da cedência de hardware dedicado, otimização da aeronave e sua integração do sistema no comando e controlo e comunicações, bem como todo o apoio logístico necessário à realização desta experimentação.

A Zona Livre Tecnológica da Marinha Portuguesa em Troia, onde decorre o exercício REPMUS 24, de 9 a 27 de setembro, oferece condições ideais para o teste de novas tecnologias, ao possuir um enquadramento regulatório diferenciado, e onde o Instituto Superior Técnico tem participado, juntamente com a Marinha, em projetos de investigação e núcleos de estudantes.

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