Este trabalho apresenta estudos e proposições sobre guiamento de veículos espaciais, especialmente o VLS-1, com ênfase em tratamentos para dispersões em valores de parâmetros pré-estabelecidos para vôo, no âmbito de possibilidade de atuação do guiamento. Introdutoriamente, é feita uma sinopse sobre a missão de vôo do VLS-1 e a contextualização do guiamento nessa missão. Para fundamentar teoricamente o desenvolvimento neste trabalho, e com enfoque no estritamente necessário para isso, são expostos alguns conceitos de cálculo variacional; o que envolve tópicos em controle ótimo, princípio de máximo de Pontryagin e método de extremais vizinhas. O desenvolvimento aplicado ao guiamento começa com o estabelecimento de condições requeridas, inclusive com relação a dispersões. Então, com base nos mesmos métodos matemáticos, são desenvolvidos dois modelos de guiamento, denotados Guiwa e GuiAa. São analisadas diversas características estabelecidas na concepção e na realização dos modelos, especialmente em relação ao contexto do VLS-1. Segue-se a avaliação de resultados de vários ensaios de simulação, efetuados com protótipos implementados para cada modelo de guiamento. Dois casos de missão, denotados Hsp615 e Hsp750, foram preparados para essas simulações com ambos os modelos. Incluíram-se nas simulações e análises decorrentes, critérios de controle específicos para trajetória após o instante previsto de atingimento de objetivo, bem como antecipação desse instante. Constata-se a eficácia de condição, introduzida no guiamento, contra efeitos de dispersões. Constata-se também a grande conveniência do critério denotado ProHs, para trajetória após o atingimento de objetivo, para ampliação dessa eficácia. Essa condição contra efeitos de dispersões e esse critério ProHs podem ser incorporados a diferentes modelos de guiamento. Quanto aos dois modelos de guiamento experimentados, o Guiwa tem desempenho superior. Contudo, outras alternativas também utilizando cálculo variacional são sugeridas, inclusive com agregação de outras atribuições funcionais relevantes, e merecem ser desenvolvidas e experimentadas.

Projetos de sensores embarcados para a área aeroespacial freqüentemente são especificados tendo mente restrições de espaço e de consumo de potência, uso em ambiente hostil, e também a disponibilidade e confiabilidade dos componentes para integrar um sistema embarcado. Mais do que isso, a necessidade de serem processadas diversas funções de controle, demodulação/processamento de sinal, monitoração e registro, todas elas em tempo real, pode levar a um conflito com as exigências das severas especificações técnicas. A integração desejada fica normalmente a cargo do computador de bordo ou, para não haver sobrecarga do mesmo, a cargo de subsistemas locais microprocessados. O presente trabalho aborda o problema de gerenciamento de funções que é exigido de um bloco girométrico de três eixos tipo strap-down, usado para determinar a atitude de veículos em vôo, com relação a um referencial fixo na superfície da Terra. E centra no caso particular de girômetros a fibra óptica, que possuem componentes ópticos e a fibra óptica, eletrônica analógica e digital própria, interfaces e mecânica fina de sustentação do conjunto. A relevância de tal dispositivo reside na impossibilidade de se fazer navegação precisa de um veículo por meios inerciais sem um conjunto girométrico de alta precisão. Para isso, o controle dos parâmetros ópticos e eletrônicos em tempo real é vital, e também o é a geração de sinais de modulação para a fase óptica e o posterior processamento de sinal dos fotodetectores, de modo a se extrair a taxa de rotação a que o veículo está sendo submetido na sua trajetória. Além disso, a monitoração e o registro de variáveis vitais permitem cumprir o ciclo de maturação desta tecnologia sensível durante ensaios em vôo. O presente trabalho apresenta o estudo e a implementação de redes de microcontroladores de pequeno tamanho para a execução destas funções, utilizando uma topologia especial para reduzir o tamanho de circuito e dos barramentos, analógico e digital, com o benefício da redundância que tal implementação permite. Para tal, discute-se inicialmente os pontos técnicos importantes de hardware e de programação demonstrando as dificuldades de implementação em um sistema monoprocessado. Posteriormente mostra-se a solução empregada utilizando rede de microcontroladores, descrevendo as tarefas dos seus diversos integrantes, bem como os resultados obtidos. E, por último, são apresentadas as considerações finais sobre o tema abordado nesta tese.