Graças aos avanços da tecnologia e da indústria, os sensores que medem várias grandezas físicas, como temperatura, movimento e som, tornaram-se profundamente enraizados em nossas vidas diárias. Diferentes sensores são utilizados em telefones celulares na forma de diferentes aplicações, como câmeras, GPS, som, movimento, além de sensores de temperatura para gerenciar a mesma função.
Mesmo uma bússola muito simples é um tipo de sensor. A bússola pode ser afetada por metais ou materiais magnéticos que a rodeiam, mas é usada como ferramenta para determinar norte, sul, leste e oeste. Se compararmos pessoas com máquinas, temos cinco sensores. São sensores chamados olhos, ouvidos, pele (principalmente mãos), nariz e língua que detectam visão, audição, tato, olfato e paladar, respectivamente.
Dentre os sensores utilizados no dia a dia, o maior sistema é o GPS. GPS é a abreviação de Sistema de Posicionamento Global e é o nome de um serviço administrado pelo Departamento de Defesa dos EUA. O termo mais abrangente é denominado “Sistema Global de Navegação por Satélite” ou GNSS. Usamos Sistema de Posicionamento Global (GPS) como nome comum, mas muitos países, incluindo a União Europeia, a Rússia e a China, operam serviços chamados GNSS.
O princípio do GNSS é o seguinte. Após o lançamento de vários satélites, os sinais de quatro ou mais satélites são recebidos simultaneamente em qualquer lugar da Terra, e é medido o tempo que as ondas de rádio levam para chegar ao receptor do satélite. Com base nisso, foi encontrado o valor da coordenada da localização 3D.
Os humanos já navegavam e exploravam a Terra muito antes do advento da tecnologia GNSS. Isso ocorre porque qualquer local na Terra pode ser representado por coordenadas de latitude e longitude. Há muito que sabemos como determinar a latitude graças à Estrela Polar. Quanto mais próxima a Estrela do Norte estiver da superfície da Terra no céu noturno, mais distante ela estará do Pólo Norte em direção ao equador.
No entanto, demorou muito para encontrar uma maneira de determinar com precisão a dureza. Este problema foi resolvido com o advento da tecnologia de relógios de precisão. Se você determinar o meio-dia no momento em que o sol atinge o sul em sua localização atual, ou medir a altura do sol ao meio-dia usando um sextante, um instrumento que mede a altura dos corpos celestes, poderá determinar a longitude comparando-a com o relógio em seu ponto de partida. Por exemplo, se o sol estiver voltado para sul na sua localização atual e o relógio do seu ponto de partida indicar meia-noite, então essa localização corresponde ao ponto de longitude.
Detecção de detritos espaciais usando um rastreador estelar que determina a posição da espaçonave
Os satélites operam a uma altitude de cerca de 20.000 km, pelo que só podem receber assistência GNSS no espaço abaixo dessa altitude. Então, como pode uma nave espacial que mergulha nas profundezas do espaço encontrar a sua localização?
Até agora, a localização da espaçonave era determinada com base no contato ou distância de detecção com a Terra centrada na Terra. No entanto, com os recentes avanços na tecnologia de sensores, também estão sendo realizadas pesquisas em tecnologias que utilizam pulsares, ondas eletromagnéticas emitidas por estrelas de nêutrons girando em alta velocidade, da mesma forma que os satélites GNSS. Pulsares de estrelas de nêutrons com período de rotação fixo atuam como ondas de rádio transmitidas por satélites GPS.
Se alguém desenvolvesse uma maneira de determinar com precisão a localização atual sem usar GPS ou outros métodos conhecidos, isso traria enormes benefícios económicos. É especialmente útil no campo militar.
Na astronáutica, não é apenas a localização que importa, mas também a atitude. Mesmo que você esteja no mesmo local, saber a direção e o ângulo em que se encontra é de grande importância em diversas operações de monitoramento e navegação. Carros e aviões usam a gravidade da Terra e uma bússola para determinar sua direção, mas naves espaciais e satélites não podem fazer isso, então outros métodos são usados. Ele é um “rastreador de estrelas”. É um dispositivo semelhante a uma câmera que detecta a localização das estrelas, e a localização da espaçonave pode ser determinada a partir da localização das estrelas conhecidas.
À medida que os dispositivos se tornam mais precisos e menores, às vezes eles executam funções inesperadas. Os rastreadores de estrelas foram originalmente desenvolvidos para determinar a posição dos satélites, mas os avanços nos sensores de imagem e na tecnologia de computação tornaram possível detectar detritos espaciais. Por utilizar os princípios básicos de uma câmera, é possível detectar não apenas estrelas, mas também outros objetos. Naturalmente, isso requer modificação de software e consumo adicional de energia.
Arcsec, um rastreador de estrelas belga, e Neuraspace, uma empresa portuguesa de monitoramento de tráfego espacial, estão unindo suas capacidades para desenvolver tecnologia de detecção de detritos espaciais usando rastreadores de estrelas. Atualmente, a detecção e rastreamento de detritos espaciais está recebendo atenção significativa no campo da consciência situacional espacial.
Rastreador de estrelas feito pela Arcsecant. Mais recentemente, ArcSecant tornou-se NeuraSpay, que cria um sistema de prevenção de colisões baseado em IA para satélites. Fornecido por ARCSEC SPACE
As empresas de satélite que atualmente compram rastreadores estelares não veem necessidade de gastar recursos em funções adicionais, como detecção de detritos espaciais. No entanto, se a informação sobre detritos espaciais obtida de vários satélites puder ser recolhida, gerida como big data e vendida como informação útil não só para o próprio satélite, mas também para outros operadores de satélite, a perspectiva dos operadores de satélite poderá mudar.
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Matemática Dunga, edição de dezembro, [Space Math] Tecnologia de detecção desde a posição da espaçonave até a detecção de detritos espaciais
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