O objetivo deste trabalho é conduzir um estudo experimental em regime transônico para verificar a influência aerodinâmica da variação do ângulo de "boat-tail" de um veículo lançador de satélite com geometria do tipo "Hammer-Head", ou em português "Cabeça de Martelo". Este tipo de veículo lançador recebe este nome por possuir um diâmetro maior na região da parte frontal, cuja finalidade é transportar uma carga útil maior que o diâmetro do corpo do veículo, como no caso do Veículo Lançador de Satélites brasileiro (VLS-1). A região estudada é a parte frontal do veículo, que é caracterizada por quatro partes distintas: uma ponta arredondada seguida por um tronco de cone, um compartimento de diâmetro constante na qual é alojada a carga útil, um setor com ângulo de decaimento denominado "boat-tail", e uma parte do corpo do foguete. Estudos computacionais em um software semi-empírico e experimentais no Túnel Transônico Piloto (TTP) do Instituto de Aeronáutica e Espaço (IAE) foram realizados para determinar os coeficientes de arrasto e distribuição de pressão sobre o modelo variando-se o ângulo de "boat-tail". Para este fim, utilizou-se uma balança de esforços para medir o arrasto e a técnica de Tinta Sensível à Pressão, do inglês Pressure Sensitive Paint (PSP), para a obtenção de medidas globais de pressão sobre a superfície do modelo. Também foi utilizada a técnica Schlieren de visualização de escoamentos para obtenção de informações detalhadas sobre o padrão de formação das ondas de choque sobre o modelo. O estudo realizado permitiu verificar que a variação do ângulo de decaimento apresentou um maior arrasto para os ângulos maiores e que o ângulo original do "boat-tail" do VLS-1 de 8, possui o menor coeficiente de arrasto em relação às demais configurações testadas.

A interação entre o Veículo Lançador de Satélites, VLS, e um micro-satélite embarcado é estudada. Procura-se determinar o envelope de acelerações que este micro-satélite irá suportar desde a ignição do lançador até a injeção final em órbita. O problema é estudado segundo a técnica de condensação e aproximação modal. Utiliza-se a base de Craig e Bampton para descrever o comportamento dinâmico de subestruturas de um veículo lançador de satélites. O interesse do trabalho está na determinação do envelope de acelerações que a base da Carga Útil embarcada no veículo lançador está sujeita desde a fase de lançamento, vôo atmosférico e injeção em órbita. Adota-se como resposta para a interação dinâmica entre o veículo lançador e a Carga Útil duas soluções que se superpõem: uma parte estática representando o movimento de conjunto como corpo rígido e uma parte dinâmica representando o movemento elástico relativo entre o veículo lançador e a Carga Útil. Como Carga Útil é proposto um modelo estrutural de um micro-satélite. Esse modelo servirá como referência para análises dinâmicas de quaisquer outros satélites que venham a ser lançados pelo veículo em pauta. Obtém-se como resultado final uma redução considerável da análise do problema quando comparado a uma análise completa através da técnica de elementos finitos em instantes específicos de vôo. Essa redução é particularmente evidenciada quando busca-se determinar a dinâmica de qualquer outro satélite através da similaridade com o satélite de referência proposto. Nesse caso somente operações matriciais simples e rápidas serão necessárias, evitando-se um novo estudo particular completo.

O Veículo Lançador de Satélites, desenvolvido atualmente no Brasil, necessita que suas partes sejam integradas em uma unidade especializada do centro de lançamento que é denominada Torre Móvel de Integração. Na estrutura dessa torre são instalados os seguintes equipamentos: ponte rolante, elevador, plataformas de trabalho (fixas e móveis), portas, truques para movimentação e outros equipamentos que auxiliam especialmente a execução das tarefas de integração, testes e lançamento desse veículo. O atendimento dos procedimentos previstos nessas tarefas expõe seus realizadores aos riscos inerentes do setor espacial, configurando uma situação na qual é estratégico para o aumento da segurança que cada um dos mencionados equipamentos seja submetido a um conjunto de testes operacionais, antes da sua efetiva utilização pelo sistema de controle principal da referida torre. Nesse contexto, este trabalho apresenta o modelo elaborado para representar uma proposta de algoritmo destinado ao autoteste dos sensores e atuadores utilizados pelos principais equipamentos previstos na torre de integração do aludido veículo, por meio das Redes de Petri. São realizadas simulações computacionais nesse modelo, com a meta de avaliar as propriedades de desempenho da Rede de Petri que estão relacionadas principalmente com a conservação, a vivacidade e os conflitos do tipo confusão e mortal. Os resultados positivos obtidos nessas simulações indicam que o algoritmo proposto será capaz de detectar não-conformidades durante a execução do autoteste nos equipamentos previstos na mencionada torre.

Este trabalho se propõe a apresentar um estudo sobre duas abordagens para a compensação das dispersões propulsivas de um lançador de satélites através do sistema de controle de atitude, mais especificamente para o Veículo Lançador de Satélites Brasileiro, VLS. Primeiramente, é proposto que se realize uma correção de atitude pela realimentação da diferença da velocidade aparente (não-gravitacional) na atitude de referência, gerando assim um ângulo de atitude em função da velocidade. A outra proposta de correção, diz respeito à criação de uma tabela da atitude pré-programada baseada na atitude de referência em função da velocidade aparente. Para a implementação destas técnicas, utilizou-se um software para simulações que cria vários cenários de voo para o VLS, o ADAGA. Este software está "habilitado" ao Estudo de Monte Carlo (EMC) para criar efeitos dispersivos observados durante um voo real, como dispersões no arrasto e na propulsão. Estas estratégias de controle objetivam tornar o foguete menos sensível às dispersões de empuxo e às influências da fase atmosférica, diminuindo as dispersões no decorrer da trajetória e nas dispersões da quantidade de acertos em órbita.

No lançamento dos primeiros protótipos do Veículo Lançador de Satélites (VLS-1), diferentes falhas impediram o cumprimento da missão. Tais falhas geraram uma profunda reflexão por parte das equipes técnica e de gerenciamento. Em 2005, foi decidido realizar ensaios em vôo, denominados vôos tecnológicos com os veículos denominados VLS-1 XVT01 e XVT02. A finalidade do XVT01 será a de testar: a ação simultânea dos 04 (quatro) propulsores do primeiro estágio; a separação do primeiro estágio; a queima do segundo estágio; e, executar uma grande quantidade de medições de parâmetros do primeiro e segundo estágios principalmente. O XVT02 testará todos os sistemas do veículo, até atingir a órbita desejada, incluindo medições adicionais. No presente trabalho será avaliada a decisão de realização do XVT02. A decisão pela realização do XVT02 é um problema complexo que envolve múltiplos critérios quantitativos e qualitativos conflitantes. A dissertação apresenta um procedimento para estruturar a decisão, que possibilite uma avaliação, baseado em um método multicritério de apoio à decisão denominado Método de Análise Hierárquica (Analytic Hierarchy Process - AHP) considerando a abordagem BOCR - Benefícios, Oportunidades, Custos e Riscos. Adicionalmente, foi aplicado um processo de decisório em grupo, onde os especialistas da alta gerência do projeto utilizaram o consenso para estabelecer os critérios para a avaliação. Para a avaliação final, os decisores efetuaram o julgamento com as suas preferências. Os enfoques Agregação Individual de Julgamentos (AIJ) e Agregação Individual de Prioridades (AIP) permitiram sintetizar a decisão em grupo. O resultado obtido pelo estudo de caso mostrou que o procedimento proposto é válido e a estruturação do problema auxilia no entendimento dos decisores e conseqüentemente na escolha da melhor alternativa para solução do problema. O resultado da síntese do grupo de decisores comprovou a decisão que já havia sido tomada, de realizar o ensaio em vôo do XVT02.

A presente Proposta da Dissertação de Mestrado apresenta a modelagem de sistemas de atuação de tubeiras através de Bond Graph, analisando os sistemas de controle de foguetes em relação a missão do VLS-1, a descrição do controle de cada estágio e movimentação das tubeiras. A modelagem dinâmica visa a simulação do comportamento do sistema. A modelagem dinâmica de sistemas físicos é realizada no aplicativo 20-SIM através de Bond Graph que descreve graficamente o domínio independente do comportamento dinâmico de sistemas físicos, ou seja, os sistemas dos domínios diferentes (elétrico, mecânico, hidráulico, acústico, termodinâmico, etc.) são descritos da mesma maneira, pois são baseados na troca da energia, resultando por tanto em equações e conceitos físicos análogos. A modelagem através de Bond Graph é uma ferramenta poderosa para modelar sistemas da engenharia, especialmente quando são envolvidos sistemas físicos diferentes. Além de trabalhar com sistemas físicos diferentes seus submodelos podem ser reutilizados para criação de novos modelos. Os ensaios de identificação dos dados foram realizados em bancada no Instituto de Aeronáutica e Espaço - IAE, localizado em São José dos Campos - SP.

Como reflexo do aumento do grau de complexidade nos softwares e das exigências cada vez maiores impostas pela área espacial, a busca de processos que venham organizar e melhorar o desenvolvimento de software tem aumentado nos últimos anos. Muitas organizações implantam processos sem existir um objetivo estratégico bem definido. É cada vez maior a adoção a ferramentas de gestão estratégica como o Balanced Scorecard (BSC), que proporciona a organização transformar sua estratégia em ação, por meio de objetivos, indicadores de desempenho e uma aplicação integradora se tornando uma ferramenta essencial para a organização transmitir sua missão e estratégia em objetivos tangíveis e mensuráveis. É com este princípio que o presente trabalho tem como objetivo desenvolver o Balanced Scorecard e o seu respectivo mapa estratégico na área de software espacial, focando principalmente as áreas que dizem respeito à garantia da qualidade, utilizando-se os processos do Modelo de Capacidade e Maturidade Integrado (CMMI) que atualmente é um dos modelos de processos mais utilizados pela comunidade de software mundial em conformidade com as normas da European Space Agency (ESA) E-40 e Q-80 referentes a software espacial.

A inserção do Brasil no competitivo mercado espacial se tornou possível após o domínio do desenvolvimento da tecnologia de foguetes de sondagem alcançada nas décadas de 1970 e 1980, com o projeto Sonda IV. Entretanto, os foguetes de sondagem não permitiam a inserção de satélites em órbita, o que levou o país ao desenvolvimento do Veículo Lançador de Satélite (VLS-1). O Brasil é detentor da melhor localização geográfica para lançamentos comerciais equatoriais, dada a economia de energia alcançada durante os lançamentos. Para atingir plena autonomia na área espacial um país precisa ser detentor de tecnologia na área de produção e lançamento de lançadores, satélites e ter seu campo de lançamento. Assim, este trabalho tem por objetivo o estudo sobre os meios de solo, voltado à fase final de integração no campo de lançamento, para a montagem de veículos de médio e grande porte, englobando a forma de montagem dos mesmos, pré-dimensionamento de prédios e instalações. Explana-se a logística no que se refere a transporte, armazenagem e suprimentos, usada durante a campanha de lançamento para o veículo. Discorre-se sobre o Centro de Lançamento de Alcântara e os veículos de médio e grande porte do Programa Nacional de Atividades Espaciais (PNAE). Aborda-se sobre a interação entre as edificações, para que se possa atingir o sucesso da missão, incluindo requisitos mínimos de segurança durante o lançamento. Comenta-se sobre planejamento e coordenação de campanhas de lançamento de veículo de médio e grande porte. E, finaliza-se, com a apresentação das considerações finais, expondo sugestão para futuros trabalhos e as contribuições deste estudo.

Este trabalho propõe uma nova abordagem para a análise dinâmica e projeto do Sistema de Controle do Veículo Lançador de Satélites (VLS). Esta nova abordagem, denominada Simulação Inversa permite obter as entradas de controle das tubeiras móveis do VLS de forma que o veículo siga uma pré-determinada trajetória. Atualmente os projetos são baseados em modelos teóricos e simulações diretas realizadas em computadores analógicos e digitais e por fim em uma simulação do tipo Hardware-in-the-Loop. A Simulação Inversa pode ser aplicada com o intuito de rastrear entradas responsáveis por comportamentos oscilatórios nas saídas temporais da Simulação Diretas. As dinâmicas não modeladas ou não consideradas podem ser apontadas na análise da Simulação Inversa visto que tais modelos podem ser implementados nas equações dinâmicas do veículo e em seguida colocados no processo de análise da simulação Inversa. A Simulação Inversa tem sido aplicada com frequência a veículos aeronáuticos e navais, mas nada ainda a respeito de aplicações em veículos lançadores ou de sondagem. Isso posto, esta nova abordagem aplicada às Equações do Movimento do VLS proporcionará uma nova ferramenta de análise no âmbito de Engenharia de Sistemas e de Sistemas de Controle, permitindo alterar características elétricas, mecânicas e aerodinâmicas do veículo.

O presente trabalho tem o objetivo de utilizar o modelo Weather Research and Forecasting (WRF) acoplado ao seu módulo químico (CHEM) para simular a dispersão dos poluentes emitidos por um Veículo Lançador de Satélites (VLS) lançado a partir do Centro de Lançamento de Alcântara (CLA). Para inserir os dados químicos no modelo foi utilizado o pré-processador de emissões químicas PREP-CHEM. O modelo WRF-CHEM foi inicializado com os dados do Global Forecasting System (GFS) e o PREP-CHEM utilizou os dados the REanalysis of the TROpospheric chemical composition (RETRO). Entretanto como a região do CLA não possui nenhuma fonte de poluentes de nenhuma espécie, nos repositórios, foi utilizado um método de inserção de dados químicos para o ponto exato de onde o VLS é lançado, Setor de Preparação e Lançamento (SPL). As simulações foram feitas para 4 casos que fossem representativos das condições do tempo no CLA, a saber: casos dos períodos diurnos e noturnos durante as estações seca e chuvosa. A partir dos resultados foi possível identificar as regiões afetadas pela emissão de monóxido de carbono (CO), bem como a sua trajetória em função dos ventos predominantes. Dentre as regiões atingidas o estacionamento do Setor de Preparação de Lançamento (SPL) foi o que teve as maiores concentrações de CO, por volta de 2 ordens de grandeza a mais que as outras localidades, seguido pelo prédio da meteorologia, Vila de Alcântara e Vila Taperei. Além disso, foi possível verificar em quanto tempo ocorre a dissipação da concentração de CO na região do CLA, para cada caso. As simulações do período seco nos casos diurno e noturno levaram 29 min e 1h12min, respectivamente. Para as simulações do período chuvoso, estes tempos foram de 40 min (caso diurno) e 1h30min (caso noturno). Desta forma foi possível identificar que a maior intensidade turbulenta do período diurno, juntamente com ventos mais intensos, são os responsáveis por uma dissipação mais rápida da nuvem de poluentes.