Pseudo-satélites de alta altitude

Escrito por MARK ALTAWEEL – 22 de fevereiro de 2018 (https://www.gislounge.com/high-altitude-pseudo-satellites/)

   O crescimento de veículos aéreos não tripulados (UAVs) e satélites baratos nos últimos anos levou cientistas, pesquisadores, militares e interesses comerciais a analisar sistemas que operam entre ou são híbridos de UAV e satélites. Os pseudo-satélites de alta altitude (HAPS) são sistemas ou plataformas que geralmente flutuam ou operam por longos períodos, às vezes por meses, a cerca de 20 km acima da superfície terrestre. Isso os coloca no alcance da estratosfera, onde essas alturas podem colocá-los acima de aeronaves comerciais e em alturas que evitam turbulências e umidade. [1]

Benefícios dos pseudo-satélites de alta altitude

  O benefício da HAPS é que eles podem complementar os sistemas de satélites, permanecendo um pouco estacionários, mas também são manobráveis ​​e potencialmente mais fáceis de implantar. Eles também podem fornecer uma duração de vôo mais longa em relação aos UAVs. Isso levou a Agência Espacial Européia (ESA) a examiná-los de perto como uma forma de complementar os satélites existentes do Sistema de Observação da Terra (EOS) atualmente utilizados. Os benefícios desses sistemas incluem melhorias nas telecomunicações, coleta de informações e observação científica de regiões que a UE quer expandir. [2]

Alimentando HAPS com energia Solar

   O tipo mais comum de plataformas são as que tem formas de aviões, aeronaves e balões, onde essas plataformas podem ser alimentadas por painéis solares. Uma área onde tem havido grande interesse foi por empresas de internet como a Google, dentro de seu programa Loon e Facebook. Esses projetos incluem balões estratosféricos que criam uma rede de estações sem fio. Tais tipos de HAPS podem proporcionar acesso à internet mais fácil para regiões com infraestrutura de comunicação mal desenvolvida ao retransmitir sinais em larga distância, enquanto os balões podem permanecer nessas altitudes durante meses ou até mais. [3]

High-altitude_pseudo-satellites

INTERPRETAÇÃO ARTÍSTICA DE PSEUDO-SATÉLITES DE ALTA ALTITUDE, OU HAPS. IMAGEM: ESA EARTH OBSERVATION GRAPHICS BUREAU

Programa Zephyr

   A empresa de aviões comerciais Airbus também projetou o programa Zephyr, que é usado para fornecer capacidades de comunicação e carga útil. O Zephyr S fornece dados e comunicações de voz, enquanto o Zephyr T fornece grandes cargas úteis. Esses sistemas também tornam o vôo mais barato, devido a menos fricção em altitudes elevadas, e pode voar usando carga a energia solar. As plataformas Zephyr ainda são mais como UAV, mas estão sendo cada vez mais transformadas em aeronaves de resistência mais longas. Uma área de expansão do uso desses veículos será na coleta de informações militares, particularmente em ambientes marinhos, onde o reabastecimento é difícil. Esta é uma área que os governos dos Estados Unidos e do Reino Unido provavelmente seguirão no futuro uso de HAPS. [4]

Outras aplicações de pseudo-satélites de alta altitude

   Outras aplicações do HAPS continuam a ser mais exploradas. A Agência Marítima Européia, por exemplo, junto com outros patrocinadores, está investigando as áreas relevantes em que HAPS poderia ser utilizado. Enquanto as telecomunicações dominaram a maioria das pesquisas e focos, áreas como comunicações de emergência, transporte inteligente, monitoramento e vigilância marítima, observação ambiental e monitoramento da fronteira terrestre são outras aplicações potenciais importantes.

   Uma área que também tem potencial, é o transporte de cargas em grande escala; O programa Stratobus foi desenvolvido para fornecer uma plataforma que pode fornecer uma carga útil relativamente pesada a uma grande distância com a aeronave operacional por períodos prolongados. O primeiro voo programado desta plataforma é em 2021, mas outras aeronaves também estão em desenvolvimento ou consideração para fornecer cargas úteis ainda maiores.[5]

Lighter-than-air_Stratobus

O DIRIGÍVEL STRATOBUS DO THALES ALENIA SPACE PODE TRANSPORTAR ATÉ 250 KG DE CARGA ÚTIL, SEUS MOTORES ELÉTRICOS QUE VOAM CONTRA A BRISA PARA MANTER-SE EM POSIÇÃO E DEPENDER DE CÉLULAS DE COMBUSTÍVEL À NOITE. SEU PRIMEIRO VÔO ESTÁ PROJETADO PARA 2021. IMAGEM: THALES ALENIA SPACE / BRIOT VIA ESA

    Embora a HAPS tenha estado em desenvolvimento há mais de uma década, é agora que as tecnologias estão se juntando no conjunto comunicações, vida útil e peso da bateria, e pequenos equipamentos EOS que tornaram HAPS mais viáveis. A pressa de desenvolver essas plataformas por empresas de transporte aéreo e Internet, sugere que sua aplicação comercial tenha um grande potencial, enquanto o apoio da ESA indica que os benefícios da pesquisa também provavelmente virão.

Referências

[1]           Para mais informações sobre o fundo e o uso de HAPS, veja: D’Oliveira, FA, Melo, FCL de, & Devezas, TC (2016). Plataformas de alta altitude – Situação atual e Tendências de tecnologia . Journal of Aerospace Technology and Management , 8 (3), 249-262. https://doi.org/10.5028/jatm.v8i3.699 .

[2]           Para mais informações sobre as especificações técnicas da HAPS, veja: Pavlidou, F.-N., Miura, R., & Farserotu, J. (2005). Problema especial em ” Sistemas de plataforma de alta altitude (HAP): tecnologias e aplicativos “. Comunicações pessoais sem fio , 32 (3-4), 189-194. https://doi.org/10.1007/s11277-005-0741-4 .

[3]           Para mais informações sobre as capacidades HAPS em telecomunicações, veja: Mohammed, A., Mehmood, A., Pavlidou, F.-N., & Mohorcic, M. (2011). O papel das plataformas de alta altitude (HAPs) na conectividade sem fio global . Procedimentos do IEEE , 99 (11), 1939-1953. https://doi.org/10.1109/JPROC.2011.2159690 .

[4]           Para mais informações sobre o programa Zephyr, veja: http://www.airbus.com/defence/uav/zephyr.html .

[5]           Para mais informações sobre o Straobus, veja: Pelton, JN (2017). Transporte de espaço comercial, manutenção e fabricação em órbita. Em JN Pelton, The New Gold Rush (pp. 69-90). Cham: Springer International Publishing. https://doi.org/10.1007/978-3-319-39273-8_4 .