A missão Proba-3 da ESA atingiu o seu ambicioso objetivo quando as suas duas naves espaciais, a 'Coronagraph' e a 'Occulter', voaram a 150 metros de distância em formação perfeita, simulando uma única nave espacial gigante.

No início deste ano, a primeira etapa da missão foi concluída com êxito. A equipa de operações, composta por engenheiros da ESA e dos seus parceiros industriais, reuniu-se no Centro Europeu de Segurança e Educação Espacial da agência espacial, em Redu, na Bélgica.

Utilizando um conjunto de instrumentos de posicionamento, conseguiram alinhar as duas naves espaciais em formação e monitorizá-las enquanto mantinham a sua posição relativa de forma autónoma.

Agora, após mais afinações e testes, a equipa conseguiu a precisão desejada, tornando a Proba-3 a primeira missão espacial de voo em formação altamente precisa.

A missão depende de várias tecnologias inovadoras, muitas das quais são demonstrações tecnológicas desenvolvidas através do GSTP (General Support Technology Programme) da ESA. "Para fazer algo que nunca foi feito antes, precisámos de desenvolver novas tecnologias", observa Esther Bastida Pertegaz, engenheira de sistemas da Proba-3.

"O voo em formação é efetuado quando as naves estão a mais de 50.000 km acima da Terra", explica Raphael Rougeot, engenheiro de sistemas da Proba-3.

"Aqui, a força da gravidade da Terra é suficientemente pequena para que seja necessário muito pouco propulsor para manter a formação. Depois, a formação quebra-se e tem de ser adquirida de novo na órbita seguinte, num ciclo repetido".

O objetivo final é que as duas naves se alinhem com o Sol de modo a que o disco de 1,4 metros transportado pela nave 'Occulter' projete uma sombra de 5 cm sobre o instrumento ótico da 'Coronagraph', permitindo-lhe estudar a ténue coroa solar.

Teodor Bozhanov, engenheiro do sistema de voo em formação, explica mais pormenorizadamente: "O início desta sequência repetitiva de voo em formação é efetuado pelo centro de controlo em terra, com a equipa de operações a obter informações sobre a posição para determinar a localização exata dos dois satélites no espaço. Os propulsores da missão são então utilizados para os aproximar.

"Tudo o resto é feito de forma autónoma. As naves espaciais medem e controlam a sua posição relativa utilizando o VBS (Visual Based System), que inclui uma câmara de grande ângulo na 'Occulter' que segue um conjunto de luzes LED intermitentes na 'Coronagraph'.

A missão Proba-3 é a primeira de voo em formação altamente precisa da ESA - e do mundo. Os seus dois satélites adpotam uma configuração fixa no espaço, separados por cerca de 150 metros e alinhados com o Sol, de modo a que um bloqueia o disco solar brilhante para o outro. Isto permitirá visões prolongadas da coroa solar para estudo científico. Crédito: ESA-F. Zonno

"Assim que os satélites se aproximem o suficiente um do outro, uma câmara de ângulo estreito fixada no mesmo conjunto de luzes permite um posicionamento mais preciso".

Raphael descreve o último passo necessário para atingir a grande precisão: "Embora já tivéssemos sido capazes de realizar voos em formação utilizando apenas os sistemas de câmaras a bordo, ainda nos faltava a precisão desejada.

"Duas grandes conquistas foram fundamentais para desbloqueá-la. Primeiro, foi a calibração do instrumento laser a bordo e a sua integração no circuito completo de voo em formação".

"Este instrumento laser, denominado FLLS (Fine Lateral and Longitudinal Sensor), permite um posicionamento relativo com uma precisão milimétrica", acrescenta Jorg Versluys, gestor das cargas úteis da Proba-3. "Consiste num feixe de laser disparado da nave 'Occulter' e refletido no retrorrefletor da 'Coronagraph' de volta à 'Occulter', onde é detetado".

"A segunda conquista crucial foi a utilização bem-sucedida do sensor de posição da sombra", continua Raphael. "Um algoritmo a bordo baseado na medição da intensidade da luz em torno da abertura do coronógrafo garante que a nave espacial 'Coronagraph' permanece na sombra lançada pela nave espacial 'Occulter'".

Esther realça: "Combinando todos estes sensores, e graças ao software de bordo que gere todos os sistemas da nave espacial e fornece funções de Navegação, Orientação e Controlo, a formação é estável para além das expetativas".

Damien Galano, gestor do projeto Proba-3, conclui: "Estamos a falar de uma precisão milimétrica no alcance e sub-milimétrica em termos de posição lateral. Mal podemos esperar para ver a conclusão da calibração dos instrumentos e a primeira imagem processada da coroa solar".

A missão Proba-3 é liderada pela ESA e desenvolvida por um consórcio gerido pela empresa espanhola Sener, com a participação de mais de 29 empresas de 14 países, incluindo Portugal. A missão foi lançada no dia 5 de dezembro de 2024 a bordo de um foguetão PSLV-XL a partir do Centro Espacial Satish Dhawan em Sriharikota, na Índia.

// ESA (comunicado de imprensa)

Quer saber mais?

Cobertura da missão Proba-3 pelo CCVAlg - Astronomia:
06/12/2024 - Lançamento da missão Proba-3

Proba-3 (Project for On-Board Autonomy 3):
ESA
ESA - 2
Kit para os media (PDF)
Wikipedia

Sol:
CCVAlg - Astronomia 
Wikipedia
Coroa solar (Wikipedia)