Ingeniero Civil Electricista / La codificación modulada con entrelazado de bit (BICM) se ha convertido en una estrategia ampliamente utilizada en comunicaciones inalámbricas debido a su versatilidad y flexibilidad, lo que motiva estudiar su aplicación a la transmisión de datos entre picosatélites y la Tierra, tema central del presente trabajo en que se evalúa el desempeño del sistema resultante para un eventual uso en futuros diseños. Se presentan los resultados obtenidos con simulaciones de Monte Carlo, comenzando por análisis cercanos al escenario actual utilizado en la transmisión de datos del satélite, agregando paulatinamente elementos propios a un esquema BICM. Se analiza el desempeño mostrado por varias familias de códigos, así como por distintos entrelazadores y condiciones de canal. Finalmente se simula el sistema completo para un canal con ráfagas y también en un canal de ruido blanco aditivo Gaussiano. La complejidad necesaria en el extremo receptor y el mejor comportamiento para mensajes largos gracias al bloque entrelazador, hacen que BICM sea ideal para el enlace de bajada, siendo el desempeño igual o mejor que un sistema que utilice únicamente codificación algebraica. Así se incluye solo un codificador binario -que también se utiliza en un esquema tradicional- y un entrelazador de bit en el satélite. Mientras en el segmento terrestre se ubican los sistemas de mayor complejidad, comenzando por un demodulador suave y un desentrelazador de las métricas entregadas por el demodulador, para finalmente incluir un decodificador de decisión suave. A pesar de la mayor complejidad de estos elementos, se tiene la gran ventaja que en su diseño no es necesario incluir las limitaciones de energía y espacio propias de un picosatélite permitiendo el uso de hardware con mejores prestaciones, haciendo a BICM una buena opción para transmitir telemetría. Considerando el buen desempeño de BICM en esta aplicación, existen al menos dos vías de posibles desarrollos para trabajos derivados del presente. En el ámbito práctico se puede implementar en hardware los lineamientos acá expuestos, realizando las adaptaciones correspondientes. En cuanto al aspecto teórico, puede realizarse un análisis acabado del sistema, considerando un canal satelital con errores en ráfaga y las limitantes propias de sistemas de comunicaciones de pequeños satélites.

Propone una metodología para la predicción y estimación de áreas degradadas a partir del análisis de las tendencias lineales de las series de tiempo de los productos MOD13Q1-índice de Mejorado de Vegetación (EVI) y MOD11A2-Temperatura de la Superficie de Suelo (LST) del sensor MODIS. Descargados los datos, se filtraron los píxeles contaminados debido a los artefactos atmosféricos mediante la capa de fiabilidad y se completaron las series con interpolaciones en función al tiempo. Luego, se generaron los máximos compuestos anuales (MCA), cuyas tendencias se determinaron píxel por píxel con su respectivo test de significancia. Se obtuvieron mapas de tendencias de la degradación en base al EVI, mostrando un total de 26.97% de área degradada con significancia (p < Ͳ.Ͳͷ) y 34.97% con significancia (p < Ͳ.ͳ). A su vez, este resultado se relacionó con el mapa de tendencias de la temperatura superficial (Tୱ ), basado en el balance de energía entre el calor sensible y el calor latente de vaporización, mostrando un 26.59% de área de estrés hídrico con significancia (p < Ͳ.ͳ). El mapa de tendencias de la temperatura superficial permitió observar un estrés hídrico en la cobertura del bosque seco y usos. Esto fue relacionado con el mapa de tendencias de degradación del EVI en el cual, los resultados de degradación en el valle para ambas variables fueron debido al problema de la salinización, y en el bosque seco por el estrés hídrico y la deforestación. La degradación obtenida guarda relación con los llamados síndromes de la degradación, mostrando tendencias negativas para el EVI y tendencias positivas para la temperatura de superficie de suelo de acuerdo al balance de energía. / Tesis

Com o advento dos satélites artificiais, o estudo sobre micro-gravidade ganhou importância fundamental face a grande utilidade desta em diversas áreas. Norte-americanos, soviéticos e em breve europeus, se destacam como os mais avançados em estudo desta natureza graças as estações orbitais e veículos reetráveis que possuem. A China conseguiu entrar neste pequeno circulo de pesquisas sobre micro-gravidade através de seu satétite recuperável, o BIO-SATELLITE. Nele, experimentos são desenvolvidos enquanto em órbita e analisados em terra graças ao retorno deste por meio de controladores automáticos, aterrissando em pontos previamente estabelecidos. Este trabalho está voltado para a análise da dinâmica de reentrada atmosférica, onde os parâmetros essenciais desta missão são discutidos de maneira genérica tais como janela de reentrada, desceleração, aquecimento aerodinâmico, empuxo nescessário para efetuar uma reentrada que atenda aos níveis de limitação física, ponto de aterrissagem e análise das dimensões do paraquedas para um freamento em altitudes próximas ao ponto de ímpacto. Apesar de ser um trabalho com abordagem genérica, procura-se nele uma relação o mais próximo possível da realidade, mostrando a viabilidade deste como projeto.

Este trabalho trata do movimento translacional-rotacional de um satélite imerso em um meio gasoso e sujeito a atração gravitacional de um corpo central esférico e homogêneo, o satélite esférico e triaxial e são adotados dois modelos de força do arrato. As equações do movimento são obtidas utilizando se o formalismo hamiltoniano com um termo dissipativo, onde as variáveis de Delaunay o movimento translacional. São obtidas as equações médicas do movimento, preservando se os termos seculares e ressonantes. Estuda se o movimento próximo à ressonância spin-órbita 1 : 1 , analisando o sistema ressonante para cada modelo de arrasto.

Venezianas térmicas constituídas por palhetas móveis ou máscaras rotativas sobre uma base irradiadora, são dispositivos de grande eficiência para o controle térmico de satélites artificiais. Este trabalho apresenta uma análise detalhada das características térmicas de uma veneziana térmica. O comportamento térmico da veneziana, definido em termos de sua emitância equivalente, é calculado para diferentes valores do ângulo de abertura das palhetas. Resultados experimentais obtidos com o ensaio do protótipo de uma veneziana térmica para uso espacial, apresentaram boa concordância com as previsões teóricas.

O presente trabalho está voltado ao estudo e desenvolvimento de catodos óxidos destinados à geração de elétrons primários e neutralizadores para o protótipo de um propulsor iônico (PION-II), ora em desenvolvimento pelo Laboratório Associado de Plasmas do Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais. Esse protótipo está dimensionado para produzir 1mN de empuxo com um consumo máximo de potência de 50W, utilizando argônio ou xenônio com propelente. Tal propulsor poderá ser utilizado na descarga elétrica ou no controle de atitude e órbita dos satélites da Missão Completa Espacial Brasileira (MECB). Os catodos foram confeccionados empregando-se substrato de níquel recoberto por um filme de carbonatos de bário, estrôncio e cálcio. Para a transformação dos carbonatos em óxidos e a posterior emissão termoeletrônica, foi utilizado o aquecimento indireto do catodo. O catodo e o anodo foram dispostos concentricamente de forma a produzir um fluxo convergente de elétrons para o anodo. O desenvolvimento dos catodos óxidos compreendeu, então, o estudo da composição estequiométrica da suspensão de carbonatos, a forma de aplicação do filme sobre o substrato, a otimização do sistema de aquecimento indireto do catodo e os processos de ativação e reativação. As propriedades físico-químicas do filme foram obtidas através de ensaios de emissão termoeletrônica, análises da composição e micrografia do filme.

O presente trabalho apresenta o desenvolvimento de um sistema computacional baseado em microcomputadores ou estações de trabalho, para correções geométricas de imagens adquiridas pelo sensor Thematic Mapper a bordo dos satélites Landsat 4 e 5. Foi motivado pelo aumento da demanda de imagens em formato digital geometricamente corrigidas causado pela disponibilidade de novas aplicações de imagens de sensoriamento remoto possibilitadas pela utilização de sistemas computacionais de baixo custo pelo diversos setores que se utilizam desses dados. Atualmente, a geração de imagens de sensoriamento remoto é feita pela Divisão de Geração de Imagens do Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais, que utiliza um sistema de processamento desenvolvido pelos engenheiros do INPE em cooperação com a empresa francesa SEP. Esse sistema, desenvolvido com ênfase para a produção eficiente de imagens fotográficas, foi instalado em 1984 e é baseado num computador VAX-11/780 que não tem capacidade de processamento suficiente para suprir a demanda atual de imagens digitais corrigidas. A disponibilidade do sistema aqui desenvolvido torna possível o aumento da capacidade de processamento, sem necessidade de grandes investimentos em equipamentos. É apresentado o desenvolvimento dos conhecimentos necessários para a implementação do sistema, incluindo o cálculo do modelo geométrico, o desenvolvimento dos métodos de interpolação adequados e do algoritmo para a reamostragem das imagens de forma eficiente. A apresentação de forma organizada desses conhecimentos abre a oportunidade de novos trabalhos visando o desenvolvimento de métodos mais elaborados para a geração de produtos com melhor qualidade geométrica, através do refinamento do modelo, ou adaptados para necessidades específicas por meio de métodos de mosaicagem (geração de produtos pela composição de várias imagens com vistas a cobertura de áreas geográficas maiores que a coberta por um única cena) ou correção de trechos de imagens. Um sistema implementado recebe como entrada padrão gerado pelo INPE sem correções geométricas, que pode ser obtido com menor esforço computacional e a prazos de atendimento menores, e gera a imagem geometricamente corrigida que pode ser diretamente utilizada para aplicações em sistemas de informações geográficas, para aplicações cartográficas digitais ou para superposição com imagens obtidas de outras fontes de imageamento.

Os propulsores iônicos são dispositivos que tem encontrado um vasto e crescente campo de utilização com relação às aplicações espaciais, tais como o descarregamento elétrico e o controle de atitude e órbita de satélites geoestacionários ou mesmo de estações interplanetárias, pois, estes propulsores apresentam valores elevados de impulso específico e reduzidos valores no consumo de potência e de propelente. O crescente interese demostrado nos últimos anos por parte de toda a comunidade atuante no campo espacial, levou o Brasil a desenvolver tais propulsores iônicos através do Laboratório Associado de Plasma (LAP) do Instituto Nacional de Pesquisa Espaciais (INPE). O desenvolvimento destes propulsores foi iniciado em 1985 por meio da montagem e testes preliminares de desempenho de um primeiro protótipi por impacto eletrônico (PION-I) operando com argônio como propelente. Os bons resultados obtidos com este primeiro protótipo, propiciaram, então, a construção de uma câmara de vácuo eleborada exclusivamente para o desenvolvimento de propulsões iônicos pelo LAP. Neste trabalho será descrito o modelamento conceitual da fonte de íons para um novo protótipo de propulsor iônico por impacto eletrônico em gases nobres. Este novo protótipo (PION-II) foi dimensionado de forma a produzir um empuxo de 1 mN com um consumo de potência da ordem de 50 W, empregando um feixe de íons com seção transversal de 5 cm e utilizando-se, para tal, argônio ou xenônio como propelentes. Estas especificações permitirão que este propulsor iônico possa ser utilizado no controle de atitude dos satélites ora em desenvolvimento pela Missão Espacial Completa Brasileira (MECB). O modelamento desta fonte de íons foi realizado por meio da abordagem dos aspectos envolvendo a produção de um feixe de íons e os efeitos de carga espacial sobre este feixe, a produção de plasma e a geração de elétrons primários e neutralizadores. Para tal, foram utilizados tanto modelos analíticos específicos como códigos numéricos. Dentre os códigos numéricos empregados, alguns foram especialmente elaborados (por exemplo os códigos denominados por MAGFRAME e CONFMAG) ou adaptados para este trabalho (por exemplo o sódigo SLAC posteriormente denominado por IGUN). Somente com relação ao efeito de formação do anodo virtual, foi empregado o código numérico PDP1-1 já desenvolvido anteriormente para esta finalidade. Com relação à produção e propagação do feixe de íons, foi possível a identificação do efeito de anodo virtual como responsável pelos reduzidos valores da corrente iônica observados com o PION-I. Para o PION-II foi possível, então, o estabelecimento das condições geométricas e eletrostáticas para o sistema de eletrodos de tal forma a ser produzido um feixe de íons com pequeno ângulo de divergência. No aspecto relativo à produção de plasma, foram estabelecidos os parâmetros operacionais para a câmara de ionização do PION-UU de tal forma a haver a geração de um plasma denso mas com reduzido consumo de potência e de propelente. Tal condição foi conseguida estudando-se diversas configurações de ímãs permanentes até ser encontrada uma que propiciasse um elevado tempo de confinamento dos elétrons primários. Com isso, foi constatado que uma configuração com cúspides em anel correspondia às espectativas. O estudo das propriedades de emissão termiônica por catodos recobertos com uma camada de óxido composto por bário e estrôncio permitiram sugerir a utilização deste dispositivo para a produção dos elétrons primários na câmara de ionização do PION-II. Com relação à produção dos elétrons neutralizadores do feixe iônico, foram estudadas e estabelecidas as características de um catodo ôco. Ambos os catodos foram dimensionados com o compromisso de haver um reduzido consumo de potência e de propelente. Sempre que possível, os prognósticos teóricos foram confrontados com resultados experimentais provenientes tanto do primeiro protótipo de propulsor iônico PION-I, quanto de trabalhos correlatos desenvolvidos em instituições internacionais idôneas.

O propósito deste trabalho e estudar o comportamento de um sistema Hamiltoniano que representa o problema elíptico dos três corpos, cujos movimentos médios são comensuráveis na razão p+1:p, onde p e um numero inteiro positivo. A Hamiltoniana do problema não e trivialmente integrável, devido a inclusão simultânea das ressonâncias do tipo excentricidade e inclinação; porem e possível obter duas Hamiltonianas integráveis, efetuando-se algumas considerações nos parâmetros que definem essas ressonâncias. A analise do problema não integrável será feita de maneira qualitativa, cujo enfoque será estudar as famílias de orbitas periódicas triviais, obtidas a partir de duas integrais primeiras do sistema. Serão analisadas, também, a estabilidade linear dessas famílias de orbitas periódicas. A aplicação da teoria sera feita para alguns pares de satélites de Saturno e para o par de planetas Netuno-Plutao, cujo sistema e o único a apresentar essa dupla ressonância. Esta aplicação visa determinar os valores das constantes de integração e estabelecer a localização destes pontos no plano das integrais primeiras. Será feita em seguida uma redução ao caso restrito, onde a massa de um dos corpos e negligenciavel.

A fase do vôo do conjunto superior (último estágio + satélite) está entre as mais critícas nas missôes de veículos satelizadores, porque é estabilizada por rotação e compreende vários eventos, tais como: fim de basculamento; indução de rotação; separação de estágio ou baía de equipamentos; ignição do último estágio. Na efetivação destes eventos e no decorrer desta fase do vôo, diversas perturbações podem atuar sobre o conjunto superior e comprometer o objetivo da missão. Por isso, o objetivo deste trabalho é a obtenção de um modelo matemático para implementação em computador, para realizar um estudo paramétrico da dispersão da atitude no instante que antecede à separação do satálite, considerando todos os eventos e perturbações inerentes a esta fase de vôo. Os resultados obtidos com o programa de computador desenvolvido são comparados com resultados obtidos através de método analítico simplificado para validação.