A construção de um satélite segue várias fases, uma das quais é a alocação eléctrica dos equipamentos para garantir a sua protecção. No âmbito da validação do Mestrado em Aplicações e Serviços Espaciais do ISAE-SUPAERO participei do estágio na Divisão de Telecomunicações da Airbus Defense and Space, responsável pelas primeiras actividades contratuais de venda e marketing, desenho do sistema, integração e testes de satélites, com o tema : Desenho eléctrico e do cabeamento de um satélite de telecomunicações, com os seguintes objectivos:

• Definição da alocação eléctrica dos equipamentos
• Verificação de dimensionamento dos cabos
• Verificação de compatibilidade da interface eléctrica

Este artigo detalha as principais actividades desenvolvidas apoiadas pelo arquitecto do sistema eléctrico, telemetria, comando e ranging.  

A metodologia é baseada em padrões ESA, mais especificamente padrões ESA modificados de acordo com as missões dos satélites construídos pela Airbus. Por esse motivo, a maior fonte bibliográfica são documentos confidenciais da Airbus DS e de missões com sucesso em órbita.

Como sabemos, um satélite de telecomunicações é definido por duas grandes partes, payload e a plataforma. A definição da alocação eléctrica entre equipamentos consistiu em calcular os fusíveis para proteger os equipamentos activos do payload de curto circuitos e sobre cargas. A fonte de alimentação  é fornecida pela plataforma. Para calcular os fusíveis foi necessário saber em que temperatura eles funcionam, quais as correntes em temperatura normal, as correntes inrush e outrush. Aplicar as margens da Airbus e por conseguinte definir o valor de fusível de acordo a sua tabela de classificação.

O valor calculado foi o mínimo de corrente necessário para que os equipamentos estejam protegidos, logo em função das caixas de fusíveis disponíveis na Airbus foi possível definir quais caixas de fusíveis seriam utilizadas para o satélite telecomunicações. Para melhor design geométrico e redução dos cabos as caixas foram definidas para cada painel. Um elemento importante na definição de caixas de fusíveis foi a configuração dos equipamentos no payload, isto é, os esquemas de redundância. Para permitir que na falha de uma caixa de fusível não se perca toda missão, pois o payload é a parte do satélite responsável pela missão. Ainda na fase de definição de fusíveis fez-se uma optimização para reduzir a massa do satélite, volume e custo.

A segunda tarefa consistiu em calcular o cabeamento para interconectar a fonte de energia da plataforma com os seus repectivos equipamentos do payload passando pelas caixas de fusíveis. As características dos cabos foram de acordo os padrões da ESA . Um dos requisitos eléctricos é que no payload a queda de tensão não ultrapasse um valor pré definido no desenho.  Por isso, calculou-se a queda de tensão entre a interface da plataforma/payload e os usuários do payload incluindo o retorno. O dimensionamento dos cabos terminou com a optimização para reduzir a massa total do satélite, em alguns casos foi necessário trocar o tipo e quantidade de cabos .

A última parte teve como objectivo verificar a compatibilidade entre MPIU e diferentes equipamentos de carga útil. O MPIU não é mais senão, o elemento central do payload que permite a configuração dos equipamentos e a comunicação com o computador de bordo. A Verificação consistiu na análise dos telecomandos (TC) gerados pelo MPIU: verificar a amplitude e a duração do TC enviado pela interface MPIU e TC no nível de cada equipamento da carga útil; A corrente necessária a nível dos equipamentos em comparação com a corrente máxima fornecida pelo MPIU também foi verificada.

No final, o satélite foi dimensionado com dez caixas de fusíveis, cabeamentos dimensionados de acordo com os requisitos, máxima queda de tensão e menor massa e foi verificado que todos os comandos enviados pelo MPIU serão bem recebidos pelos equipamentos do payload como LNA, Receptores, transmissores, Down e Up converts, heaters e amplificadores.

Autor:

Eng.º Aldair Gonçalves

Mestre em Serviços e Aplicações Espaciais

Especialista do Canal de Serviço do Centro de Controlo e Missão de Satélites