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Carga útil da NASA Earth Science hospedada para lançamento no satélite Intelsat

O próximo lançamento de um instrumento de ciência da Terra da NASA em um satélite de comunicações comerciais ilustra a promessa, mas também os problemas com cargas úteis hospedadas.

Um SpaceX Falcon 9 está programado para decolar às 12h30 do leste de 7 de abril de Cabo Canaveral, Flórida, colocando o satélite Intelsat 40e em uma órbita de transferência geoestacionária. Há 90% de chance de clima aceitável para o lançamento, dia 23 deste ano, pela SpaceX.

O Intelsat 40e, construído pela Maxar, carrega uma carga hospedada pela NASA chamada Monitoramento de Emissões Troposféricas de Poluição (TEMPO). O instrumento, produzido pela Ball Aerospace, foi projetado para medir as concentrações de poluentes atmosféricos, como dióxido de nitrogênio, ozônio e formaldeído, nos Estados Unidos continentais, bem como em partes do Canadá, México e Caribe.

“O TEMPO, da GEO, fornecerá pela primeira vez dados horários sobre a poluição do ar”, disse Xiong Liu, vice-investigador principal do TEMPO no Center for Astrophysics | Harvard & Smithsonian, durante uma ligação com repórteres em 5 de abril. As espaçonaves em órbita baixa da Terra podem fornecer medições apenas uma vez por dia para uma determinada área à medida que passam por cima, geralmente no mesmo horário todos os dias.

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O TEMPO também fornecerá esses dados em uma resolução muito maior: “até a escala da vizinhança”, disse Karen St. Germain, diretora da divisão de ciências da Terra da NASA.

Os envolvidos no projeto enfatizaram os benefícios de voar o TEMPO como uma carga útil hospedada em vez de um satélite autônomo. “O programa TEMPO é realmente uma vitória para os principais titulares envolvidos”, disse Aaron Abell, gerente de projeto TEMPO da Maxar. “Ele permite que a capacidade não utilizada no projeto de satélite da herança da Maxar seja aproveitada para missões do governo. Isso reduz o custo de acesso ao espaço para o governo, bem como reduz o custo para a Intelsat, pois eles são compensados ​​pelo apoio à missão TEMPO.”

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Quando a NASA selecionou o TEMPO para desenvolvimento em 2012, houve um entusiasmo generalizado tanto no governo quanto na indústria sobre as cargas úteis hospedadas. Um fluxo constante de satélites GEO comerciais, na época com uma média de 20 a 25 por ano, parecia oferecer passeios abundantes para comunicações, observação da Terra e outras cargas úteis.

No entanto, poucas dessas cargas voaram. A Força Aérea dos EUA permitiu que um veículo contratado para transportar cargas úteis hospedadas, chamado HoPS, expirasse em 2019 devido à falta de cargas militares em busca de viagens. Ao mesmo tempo, uma queda acentuada no mercado de satélites de comunicações GEO reduziu o fornecimento de satélites que podem acomodar cargas úteis.

Esse último problema afetou um projeto da NASA chamado GeoCarb, que a agência originalmente selecionou para voar como uma carga hospedada em um satélite GEO por meio da SES Government Solutions. No entanto, em fevereiro de 2022, a NASA anunciou que, em vez disso, tentaria voar o GeoCarb em seu próprio satélite após concluir que não havia satélites disponíveis que pudessem hospedar a carga útil para lançamento até o final de 2024. Em novembro, a NASA anunciou que cancelaria o GeoCarb por causa de estouro de custos.

“Não houve tantos quanto originalmente previsto”, reconheceu Kevin Daugherty, gerente de projeto TEMPO no Langley Research Center da NASA, sobre cargas úteis hospedadas. “No entanto, algumas das coisas que aprendemos com a TEMPO é como trabalhar com nossos parceiros comerciais e práticas comerciais.”

Uma questão que ele e outros envolvidos no projeto mencionaram foi alinhar os cronogramas de desenvolvimento de carga com os dos satélites hospedeiros. “Uma das principais razões pelas quais algumas dessas oportunidades de carga útil hospedada não amadurecem é o risco de cronograma”, disse Jean-Luc Froeliger, vice-presidente sênior de sistemas espaciais da Intelsat. “Para um operador comercial, o horário é extremamente importante. Um satélite tem que ser construído rapidamente. Tem que ser lançado e em serviço o mais rápido possível.”

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Abell citou uma “infinidade de detalhes” para encontrar um host que inclua cronograma, bem como encontrar um satélite tecnicamente capaz de acomodar uma carga útil e localizado na parte certa da órbita geoestacionária. “São vários fatores que fizeram o TEMPO funcionar”, disse ele, “mas também complicaram o processo”.

O TEMPO conseguiu mitigar os riscos de cronograma associados às cargas úteis hospedadas porque o instrumento já estava construído quando a NASA selecionou o Maxar para hospedá-lo em 2019. “Isso nos ajudou a nos encaixar no cronograma comercial para o desenvolvimento de espaçonaves que se move em um ritmo muito rápido. taxa”, disse Daugherty.

Mas o próprio TEMPO sofreu anos de atrasos. Quando selecionado em 2012, a NASA antecipou o lançamento em 2017. Daugherty disse que problemas técnicos no desenvolvimento do instrumento causaram um atraso de oito meses. O instrumento então foi armazenado por um ano e meio a dois anos, enquanto a NASA procurava um host para ele. Depois de algumas solicitações que não resultaram em lances, a NASA finalmente fechou um contrato com a Maxar e a Intelsat. O desenvolvimento da espaçonave foi atrasado por questões relacionadas à covid, acrescentou.

O instrumento em si custou pouco mais de US$ 90 milhões, disse ele. O custo total da missão é de US$ 210 milhões, incluindo o custo de integração e hospedagem do TEMPO no satélite, juntamente com as despesas de engenharia e gerenciamento de suporte.

O comissionamento do TEMPO está programado para começar no final de maio ou início de junho, assim que o Intelsat 40e atingir a órbita geoestacionária, com as observações científicas começando em outubro. O instrumento tem uma missão principal de 20 meses, mas Daugherty disse que o TEMPO é semelhante a outro instrumento também construído por Ball em um satélite sul-coreano que opera há três anos, sugerindo que o TEMPO também poderia operar significativamente por mais tempo.

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