robotica abnt (2)

5/17/2018 Robotica ABNT (2) - slidepdf.com

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UNIVERSIDADE PAULISTA

FACULDADE DE ENGENHARIA ELÉTRICA

ROBÓTICA

ALAN CONCEIÇÃO

EDUARDO GUIMARÃES

HÉLIO ANDRADE

RAIMUNDO ROCHARAFAEL DAS NEVES

RENALDO NUNES

MANAUS

2012



2

UNIVERSIDADE PAULISTA

FACULDADE DE ENGENHARIA ELÉTRICA

ALAN CONCEIÇÃO – 716117-4

EDUARDO GUIMARÃES – A3359F-9

HÉLIO ANDRADE – 341267-9

RAIMUNDO ROCHA – 783058-0

RAFAEL DAS NEVES – 928307-2

RENALDO NUNES – 928750-7

A ROBÓTICA NA INDÚSTRIAL ESPACIAL

Prof. Assis Monteiro

MANAUS

2012

Trabalho apresentado ao professor Assis

Monteiro da disciplina de Robótica no Curso

de Engenharia Elétrica da Universidade

Paulista, como requisito parcial para

obtenção de Nota para o curso de Engenharia

Elétrica.



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RESUMO

As primeiras experiências com foguetes datam de 1935. São realizadas

simultaneamente na Alemanha e Estados Unidos e estão diretamente vinculadas às pesquisas

sobre novos armamentos. Durante a Segunda Guerra Mundial, o governo alemão usa os

princípios de propulsão de foguetes para construir as primeiras bombas voadoras, a V-1 e a V-

2. É com essa tecnologia capturada dos alemães que Estados Unidos e União Soviética dão

início à chamada corrida espacial: a luta pela primazia na conquista do espaço. Cada passo

dessa corrida traduz-se em avanços tecnológicos: novos materiais, aperfeiçoamento de

motores, armamentos, satélites meteorológicos e de comunicação.

A disputa entre Estados Unidos e União Soviética (URSS) pela conquista do espaço

foi o grande impulso para a exploração espacial e resultou em grandes avanços científicos e

tecnológicos, além de descobertas importantes. Em 1957, a URSS saiu na frente, lançando o

Sputnik 1, o primeiro satélite artificial a entrar em órbita. Uma semana depois, foi lançado o

Sputnik 2, com a cadela Laika, o primeiro ser vivo a ir para o espaço.

Em 1958, os EUA reagiram com a criação da Nasa (National Aeronautics & Space

Administration), reponsável pelo programa espacial do país. Nesse mesmo ano foi lançado o

primeiro satélite artificial americano, o Explorer 1.

A partir de 1960, o principal objetivo das viagens espaciais passou a ser o envio do

homem ao espaço. Novamente a União Soviética sai na frente, em 12 de abril 1961, com a

viagem tripulada por Iuri Gagarin na cápsula espacial Vostok 1. A viagem durou uma hora e

48 minutos e percorreu cerca de 40 mil quilômetros em volta da Terra numa única órbita. Em

62, os americanos enviaram John Glenn para o espaço. Assim, a URSS vence a primeira etapa

da corrida espacial.

Palavras Chaves: Foguete; NASA.



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ÍNDICE DE ILUSTRAÇÕES

FIGURA 1 - HOMEM NA LUA. ....................................................................................................... 7 FIGURA 2 - CAPA DA REVISTA TIME. .......................................................................................... 8 FIGURA 3 - ASTRONAUTAS NA MISSÃO APOLLO. ......................................................................... 9 FIGURA 4 - ÔNIBOS ESPACIAL ................................................................................................... 10 FIGURA 5 - CONCEITO DE VEÍCULO PARA VIAGEM ESPACIAL .................................................... 12 FIGURA 6 - ÔNIBUS ESPACIAL EM HANGAR (KSC) .................................................................... 14 FIGURA 7 - SATÉLITE ARTIFICIAL. ............................................................................................. 15 FIGURA 8 - RÔBO HUMANOIDE. ................................................................................................. 19 FIGURA 9 - CABEÇA ROBONAUTA. ............................................................................................. 20 FIGURA 10 - MÃO ROBONAUTA. ................................................................................................ 21 FIGURA 11 - ROBONAUTA SE LOCOMOVENDO. ........................................................................... 22 FIGURA 12 - MARS - CURIOSITY............................................................................................... 24



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SUMÁRIO

CAPÍTULO I ....................................................................................................... 6 1 - INTRODUÇÃO .................................................................................................................... 6 CAPÍTULO II...................................................................................................... 7 A ROBÓTICA NA INDÚSTRIA ESPACIAL ..................................................... 7 2.1 – A CORRIDA À LUA NOS ANOS 50 .............................................................................. 7 2.2 – ÔNIBUS ESPACIAL ...................................................................................................... 10 2.3 – O FUTURO DA EXPLORAÇÃO LUNAR .................................................................... 11 2.4 – O CENTRO ESPACIAL KENNEDY (KSC) ................................................................. 13 2.5 – NAVES ESPACIAIS AUTOMATIZADAS (NASA) .................................................... 14 2.6 – ROBÔ CIRURGIÃO SATÉLITE ................................................................................... 16 2.7 – ROBÔS NO ESPAÇO ..................................................................................................... 18 2.8 – O FUTURO: ROBONAUTAS ........................................................................................ 19 2.9 – CORPO DO ROBONAUTA ........................................................................................... 20 2.9 – CONTROLANDO O ROBONAUTA ............................................................................. 22 3.0 - MARS SCIENCE LABORATORY (CURIOSITY) ....................................................... 23 CAPÍTULO III .................................................................................................. 25 CONCLUSÃO .......................................................................................................................... 25 REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS............................................................ 26



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CAPÍTULO I

1 - INTRODUÇÃO

Um dos primeiros objetivos do homem na conquista do espaço foi a exploração do

Sistema Solar e dos planetas e satélites que o compõem. Inicialmente, dirigiu a sua atenção

para a Lua, por ser o corpo celeste mais próximo da Terra e mais fácil de alcançar.

A primeira sonda a aproximar-se da Lua foi a soviética Luna 1, que lançada em 2 de

fevereiro de 1959, foi o primeiro veículo a escapar da força de atração terrestre. A Luna 1

passou a cerca de 5000 km da Lua. Nove meses depois, a Luna 2 atingiu a Lua. Mais tarde a

Luna 3 foi lançada e enviou as primeiras imagens da face oculta da Lua. Finalmente, a 3 de

fevereiro de 1966, a Luna 9 conseguiu realizar uma aterrissagem suave na Lua e enviou as

primeiras imagens tomadas diretamente da superfície lunar.

Os norte-americanos, depois de uma viagem experimental em torno da Lua com a

nave Apolo 10, a Apolo 11 desembarcou na Lua o módulo lunar LEM ( Lunar Excursion

Module) e dois astronautas, Neil Armstrong e Edwin Aldrin. A última missão realizada a Lua

foi a Apolo 17 em dezembro de 1971. A partir daí, exploração foi abandonada.



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CAPÍTULO II

A ROBÓTICA NA INDÚSTRIA ESPACIAL

2.1 – A CORRIDA À LUA NOS ANOS 50

Nos anos 50, os Estados Unidos estavam envolvidos em uma corrida pelo domínio do

espaço. A competição com a União Soviética era resultante da Guerra Fria. Em 2 de janeiro

de 1959, a espaçonave soviética Luna 1 fez o primeiro vôo nas proximidades do satélitenatural da Terra, chegando a 5.993 quilômetros da superfície da Lua. Os russos também foram

os primeiros a enviar uma espaçonave diretamente ao satélite, em 12 de setembro de 1959,

com a segunda missão Luna.

Mas em 25 de maio de 1961, o presidente John Kennedy lançou um desafio, em

discurso ao Congresso: "Acredito que este país deveria assumir o compromisso de, antes que

a década acabe, levar um homem à Lua e trazê-lo de volta em segurança à Terra".Os

astronautas norte-americanos aceitaram o desafio e, em 3 de março de 1959, a sonda Pioneer

4 se tornou a primeira espaçonave dos Estados Unidos a ser lançada à Lua.

Figura 1 - Homem na Lua.

O programa norte-americano Ranger, realizado entre 1961 e 1965, conduziu nove

missões à Lua. Em 1962, a missão Ranger 4 chegou à superfície da Lua, mas não conseguiu



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remeter dados antes de colidir com o satélite. Dois anos mais tarde, a Ranger 7 obteve e

enviou mais de quatro mil fotos, antes de colidir com a superfície lunar.

A próxima etapa da corrida lunar seria conseguir promover o pouso suave de uma

espaçonave, sem colisão. Os soviéticos chegaram primeiro que os norte-americanos, com o

pouso da Luna 9, em 3 de fevereiro de 1966, mas os Estados Unidos não estavam muito para

trás. A missão Surveyor 1 fez um pouso controlado na superfície lunar cerca de três meses

mais tarde.

Figura 2 - Capa da Revista TIME.

Todos esses marcos na exploração lunar conduziam ao objetivo final: levar uma

espaçonave tripulada a um pouso no satélite. No entanto, uma tragédia destruiu o módulo de

comando Apollo em um incêndio durante um teste de simulação de vôo, em 27 de janeiro de

1967, causando a morte dos astronautas Roger Chaffee, Virgil "Gus" Grissom e Edward

White. A Nasa deu ao teste o nome de missão Apollo 1, como forma de homenagear os

astronautas mortos. Devido ao incêndio, a organização adiou por um ano seu programa de

aterrissagem lunar, a fim de redesenhar o módulo.



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Figura 3 - Astronautas na Missão Apollo.

O atraso não foi a única dificuldade que os astronautas tiveram de enfrentar. A fim de

executar com sucesso uma manobra de pouso lunar, os cientistas tinham de tirar a espaçonave

da gravidade da Terra, colocá-la em órbita em torno da Lua, pousar sem colisão e voltar

atravessando a atmosfera terrestre sem que o aparelho se queimasse.

A Nasa lançou os primeiros homens do novo programa espacial ao espaço em 11 de

outubro de 1968. A tripulação, composta pelos astronautas Wally Schirra, Donn Eisele e

Walter Cunningham, completou 163 órbitas da Terra e passou quase 11 dias no espaço.

A missão Apollo 8 foi lançada em 21 de dezembro de 1968. Foi a primeira missão

tripulada a usar o foguete Saturno V, que tinha potência suficiente para levar a espaçonave a

uma órbita lunar. A tripulação, composta por Frank Borman, James Lovell e William Anders,

circundou a Lua e voltou com sucesso à atmosfera terrestre.

Em 3 de março de 1969, foi lançada a missão Apollo 9. James McDivitt, David Scott e

Russell Schweickart completaram 152 órbitas da Terra e praticaram os procedimentos deacoplagem entre o módulo de comando (que abrigaria os astronautas no espaço) e o módulo

lunar (que realizaria o pouso na Lua). Era preciso aperfeiçoar esses procedimentos antes de

tentar o pouso em si.

O estágio final de ensaio surgiu em 8 de maio de 1969, com o lançamento da Apollo

10. A missão envolveu todos os estágios de um pouso lunar - excetuado o pouso em si.

Thomas Stafford, o comandante, e Eugene Cernan, o piloto do módulo lunar, conduziram o

aparelho a uma distância de 15 mil metros da superfície da Lua, enquanto John Youngpilotava o módulo de comando em órbita do satélite.



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2.2 – ÔNIBUS ESPACIAL

O Ônibus espacial norte-americano, cuja realização teve início em 1969, é constituído

por três elementos básicos: a nave propriamente dita (Orbiter), um grande reservatório

(External Tank) para o hidrogênio e o oxigênio líquido que alimentavam os motores do

Orbiter durante a decolagem e dois propulsores auxiliares (solid Rocket Booster), montados

nas laterais do reservatório e utilizados na fase inicial de decolagem. Foram construídos

inicialmente cinco exemplares do Orbiter, chamados de Enterprise, Columbia, Challenger,

Discovery e Atlantis. O Enterprise foi utilizado somente para provas, enquanto a primeira

missão orbital foi realizada em abril de 1981 pelo Columbia.

Figura 4 - Ônibos Espacial

O lançamento é efetuado no sentido vertical com o impulso dos três motores do

Orbiter e dos dois propulsores laterais. Para retornar, o Orbiter utiliza motores de manobra

como retropopulsores para frear, depois, posiciona-se de modo a deixar as partes maisresistentes expostas ao calor causado pelo atrito com a atmosfera. A aterrissagem é feita em

pista espacial, a uma velocidade de 350 km/h.

O primeiro homem que saiu de uma nave e passeou pelo espaço foi o soviético Alexei

A. Leonov, no dia 18 de março de 1965. Desde então, a EVA (Extra-Vehicular Activity)

tornou-se parte integrante das missões espaciais, experiências científicas, colocação em órbita

ou recuperação de satélites, reparos etc.

Para sobreviver no vácuo, privado de ar e exposto a temperaturas extremas, o homem

precisa estar protegido por um traje espacial pressurizado. O traje espacial não é apenas uma

"roupa" espacial para viver no espaço; na prática, é uma espécie de "cápsula portátil", que



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permite ao astronauta deslocar-se e trabalhar em condições de pressão, temperatura e umidade

adequadas a sobrevivência, resolver suas necessidades fisiológicas, garantir uma reserva de ar

para respirar e, eventualmente de água e comida, além de proporcionar-lhe condições para se

comunicar com seus companheiros. Deve, ainda, protegê-lo de micrometeoritos e outros

objetos flutuantes. Para isso, o traje espacial é constituído por várias camadas superpostas,

cada uma com uma função específica, além de uma mochila que contém reservas de oxigênio,

circuitos de controle térmico e ventilação, aparelhos de comunicação etc. É integrado também

por um capacete com viseira transparente, para proteger a cabeça e possibilitar a respiração.

Os satélites artificiais abriram novas possibilidades no campo das pesquisas

tecnológicas. Hoje, satélites de vários tipos estão operando no céu e, graças a eles, podemos

ver diretamente fatos que ocorrem do outro lado do mundo e saber exatamente em que pontoda Terra estamos.

Com os satélites científicos, foram realizadas pesquisas no campo da astronomia, da biologia,

da física espacial e também no sentido de um conhecimento maior do nosso planeta.

São usados, também, para ouvir e gravar transmissões de rádio, para controlar a

movimentação de frotas no mar ou de unidades na terra e dispõem de pré-alarmes que

detectam lançamentos de mísseis ou decolagem de formações de bombardeios. Os chamados

killers, são satélites militares espaciais, empregados para atacar e destruir outros satélites,"cegar" um eventual adversário e priva-lo dos meios de navegação, comunicação, controle

etc.

A primeira estação espacial realizada foi a russa Salyut 1, lançada no dia 9 de abril de

i971, seguida por outras estações da mesma série, com características progressivamente

aprimoradas, até a Salyut 7, lançada em abril de 1982.

Com as Salyut, os russos acumularam uma considerável experiência no gerenciamento

das estações e das atividades espaciais a longo prazo e integraram uma série de astronautas devários países no âmbito de programas de colaboração internacional.

Depois das Salyut, seguiu se a estação espacial Mir (Paz), lançada em 20 de fevereiro

de 1986 e empregada para pesquisas em diversos campos da ciência espacial.

2.3 – O FUTURO DA EXPLORAÇÃO LUNAR



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Depois do fim do programa Apollo, em 1972, a Nasa não enviou mais astronautas à

Lua. Com o país envolvido na guerra do Vietnã, o público antes enfeitiçado pelas missões

estava começando a perder o interesse em missões espaciais.

A Lua manteve intocada por seres humanos por mais de três décadas, mas isso pode

mudar em breve. Em 2004, o presidente George W. Bush prometeu que enviaria astronautas

em novas missões à Lua antes de 2020. No entanto, a viagem seria mais que uma simples

expedição de estudo - serviria como lançamento para uma missão lunar mais extrema, que

estabeleceria residências temporárias no satélite. Os astronautas montariam unidades de

habitação, centrais de energia e sistemas de comunicações, e lançariam missões à Marte da

base lunar.

Figura 5 - Conceito de Veículo para viagem Espacial

E não são apenas os governos que estão envolvidos em uma corrida espacial: diversos

empresários milionários também querem uma oportunidade de glória. O grupo de Internet

Google criou um prêmio de US$ 25 milhões para a primeira organização privada que enviar

uma espaçonave não tripulada à Lua. Para conquistar o Google X Prize, os participantes

devem não só pousar uma nave na Lua como também percorrer 500 metros em um veículo

lunar e enviar fotos e vídeos de alta resolução da Lua para a Terra.

Pelo menos uma empresa planeja enviar turistas ricos que aspiram à condição de

astronautas em viagens à Lua. A Space Adventures oferece viagens turísticas em um uma

versão modificada da espaçonave russa Soyuz. A aventura, que também inclui estadia na

Estação Espacial Internacional, custa "reles" US$ 100 milhões.



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2.4 – O CENTRO ESPACIAL KENNEDY (KSC)

Localizado em Cabo Canaveral, Flórida é o espaço porto dos EUA. O KSC tem sidoas instalações de lançamento para todas as missões tripuladas da NASA desde a época do

Projeto Mercury. No KSC, os estágios de foguetes e cargas como o Ônibus espacial, Delta são

montados em um edifício de montagem de veículos e transportados até uma das várias bases

de lançamento do complexo de lançamento 39A para ônibus espaciais. O KSC também

abriga:

1 - Instalações de processamento orbital: reforma os ônibus espaciais após aaterrissagem;

2 - Instalações de processamento do motor principal do ônibus espacial: faz a

manutenção dos motores principais dos ônibus espaciais;

3 - A faixa de aterrissagem de ônibus espaciais;

4 - O hangar AF na estação da força aérea de Canaveral: onde os foguetes de

propelente sólido dos ônibus espaciais são retornados após sua recuperação;

5 - O edifício de rotação/processamento: onde os segmentos reformados dos

foguetes de propelente sólido são montados;

6 - O centro de controle de lançamento: guia todos os aspectos do lançamento

de uma missão. Após o foguete deixar a torre, o controle é transferido ao centro de

controle de missões tripuladas no JSC ou outro centro da NASA como o JPL ou GSFC

para missões não tripuladas.

7 - O KSC opera complexos de lançamento na base de Vandenberg da Força

Aérea na Califórnia e na Ilha Kodiak no Alasca, de onde os foguetes descartáveis

também são lançados.



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Figura 6 - Ônibus Espacial em Hangar (KSC)

2.5 – NAVES ESPACIAIS AUTOMATIZADAS (NASA)

As naves espaciais automatizadas da Administração Nacional da Aeronáutica e do

Espaço (National Aeronautics and Space Administration - NASA) chegam em muitas formas

e tamanhos. Enquanto são desenhadas para corresponder a objectivos de missões separadas e

específicas, as naves têm muito em comum.

Cada nave espacial consiste em vários instrumentos científicos seleccionados para

uma missão particular, suportados por subsistemas básicos para a energia eléctrica, controle

da trajectória e da orientação, bem como para processamento de dados e comunicação com a

Terra.

A energia elétrica necessária para operar os instrumentos e os sistemas da nave

espacial. A NASA usa tanto a energia solar obtida por filas de células fotovoltaicos como

pequenos geradores nucleares para alimentar as suas missões no sistema solar. Baterias

recarregáveis são empregues para o caso de falhas e para energia suplementar.

Imagine que uma nave espacial viajou com sucesso pelo espaço durante milhões de

milhas, mas ao chegar próximo de um planeta tem as câmaras e os restantes instrumentos

apontados para o lado errado enquanto passa a toda a velocidade pelo alvo! Para ajudar a

evitar um erro destes, é usado um subsistema de pequenos aceleradores para controlar a nave

espacial.



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Figura 7 - Satélite Artificial.

Os aceleradores estão ligados a aparelhos que mantêm um olhar fixo em estrelas

seleccionadas. Tal como os primeiros navegantes terrestres usavam as estrelas para navegar

pelos oceanos, as naves espaciais usam as estrelas para manterem o seu rumo no espaço. Com

o subsistema bloqueado em pontos fixos de referência, os controladores de vôo podem manter

os instrumentos científicos de uma nave espacial apontados para um corpo alvo e as antenas

de comunicação apontadas directamente para Terra. Os aceleradores também podem ser

usados para definir mais pormenorizadamente o rumo de vôo e a velocidade da nave espacial

para garantir que o corpo alvo é encontrado na distância planeada e na trajectória devida.

Entre 1959 e 1971, as naves espaciais da NASA foram enviadas para estudar a Lua e o

ambiente solar; também pesquisaram os planetas interiores além da Terra --Mercúrio, Vénus e

Marte. Estes três mundos, e o nosso, são conhecidos por planetas terrestres porque têm a

mesma composição de rochas sólidas.

Para as primeiras missões de reconhecimento planetário, a NASA empregou uma série

de naves espaciais que obtiveram grande sucesso, chamadas Mariner. Estes vôos ajudaram a

planificar as missões seguintes. Entre 1962 e 1975, sete missões Mariner conduziram as

primeiras vistas sobre os nossos vizinhos planetários no espaço.

Todas as Mariner usaram painéis solares como principais fontes de energia. A primeira

e a última versões da nave espacial tinham duas asas cobertas com células fotovoltáicas.

Outras Mariner eram equipadas com quatro painéis que se estendiam dos seus corpos

octogonais.

Apesar das Mariner variarem da sonda Mariner 2 para Vénus, que pesava 203

quilogramas (447 libras), até à Orbital de Marte Mariner 9, que pesava 974 quilogramas(2,147 libras), o seu desenho base mantinha-se semelhante ao longo do programa. A sonda



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Mariner 5 para Vénus, por exemplo, era originalmente uma sonda de apoio para o vôo por

Marte da Mariner 4. A sonda Mariner 10 enviada para Vénus e para Mercúrio usou

componentes deixados do programa da Orbital de Marte Mariner 9.

Em 1972, a NASA lançou a Pioneer 10, um sonda para Júpiter. O interesse deslocava-

se para os quatro planetas exteriores --Júpiter, Saturno,Úrano eNeptuno -- bolas gigantes de

gás denso muito diferentes dos mundos terrestres que já tinhamos observado.

No total, quatro sondas da NASA -- duas Pioneer e duas Voyager -- foram enviadas

nos anos 1970 para percorrer as regiões exteriores do nosso sistema solar. Por causa das

distâncias envolvidas, estes viajantes demoraram qualquer coisa entre 20 meses e 12 anos

para atingirem os seus destinos. Excluindo sondas mais rápidas, eventualmente tornar-se-iam

nos primeiros objetos humanos a viajarem até às estrelas distantes. Por motivo de a luz do Solser tão fraca no sistema solar exterior, estes viajantes não usam a luz solar mas operam com

energia eléctrica gerada pelo calor do decaimento de radioisótopos.

A NASA também criou naves espaciais altamente especializadas para revisitar os

nossos vizinhos Marte e Vénus no meio e final dos anos 1970. Módulos de poiso gémeos

Viking foram equipados para servir como estações sísmicas e de tempo e como laboratórios

de biologia. Duas orbitais avançadas -- descendentes da nave Mariner -- transportaram os

módulos Viking da Terra e estudaram as formações marcianas.Duas sondas Pioneer em forma de tambor visitaram Vénus em 1978. A sonda orbital

Pioneer Vénus foi equipada com um radar que permitia "ver" através da densa coberta de

núvens do planeta para estudar as formações da superfície. A Microsonda Pioneer Vénus

transportou quatro sondas que foram largadas através das núvens. As sondas e o corpo

principal -- todos contendo instrumentos científicos -- enviaram informações por rádio sobre a

atmosfera do planeta durante a sua descida em direcção à superfície.

Uma nova geração de sondas automatizadas -- incluindo Magalhães,Galileu, Ulisses,Observador de Marte e Cassini -- está a ser desenvolvida e enviada para o sistema solar para

fazer exames detalhados que aumentem o nosso conhecimento da nossa vizinhança e do nosso

planeta.

2.6 – ROBÔ CIRURGIÃO SATÉLITE

Uma tecnologia desenvolvida para a realização de delicadas cirurgias abdominais está

sendo testada para consertar satélites no espaço.



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Quem afirma é um conjunto de especialistas em robótica médica da Universidade Johns

Hopkins (EUA), que acabam de propor a ideia à NASA.

Na realidade, a agência espacial norte-americana já possui um programa

institucionalizado para o desenvolvimento de tecnologias autônomas para a manutenção de

naves no espaço, cujo exemplo mais recente foi a colocação em operação de um posto

experimental para o abastecimento de naves e satélites no espaço.

Mas a ideia de Tian Xia e Jonathan Bohren é bem mais ambiciosa: usar robôs de alta

precisão para fazer reparos precisos, mais precisos até do que aqueles realizados por

astronautas em caminhadas espaciais.

De qualquer forma, enviar astronautas para consertar satélites de comunicação, que

ficam em órbitas a 36.000 km de altitude, não é viável atualmente.O serviço, contudo, poderia ser facilmente realizado por robôs espaciais, sejam

autônomos, sejam operados remotamente por engenheiros em terra.

Para demonstrar a capacidade do novo conceito, os dois estudantes modificaram os

controles de um robô cirurgião e os utilizaram para controlar um robô industrial no Centro de

Voos Espaciais Goddard, na NASA, situado a 50 km de distância.

O console é do mesmo tipo usado em hospitais para fazer cirurgias robotizadas em

pacientes cardíacos e para a remoção de tumores.Segundo os dois engenheiros, o objetivo é adaptar a precisão dos robôs cirurgiões para

permitir a realização de "cirurgias" nos delicados equipamentos eletrônicos dos satélites de

comunicação.

Uma das tarefas essenciais para isso é retirar a "pele" dos satélites, aquelas folhas

metalizadas que protegem os satélites das variações de temperatura e das radiações cósmicas

de alta energia do espaço.

Por isso, esta foi a tarefa escolhida pelos engenheiros para realizar os primeiros testes,que usaram ferramentas de corte para fazer incisões precisas no material, puxando-o para o

lado para expor as entranhas do satélite.

Os testes serviram para mostrar que o maior desafio é compensar o retardo que existe

nas transmissões, causadas pelas longas distâncias envolvidas nesses consertos espaciais - no

teste, o retardo foi induzido artificialmente.



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2.7 – ROBÔS NO ESPAÇO

Vários robôs foram mandados a distintos locais com diferentes missões. O lugar que

mais recebeu missões de explorações in loco com robôs foi o planeta Marte, alvo de

explorações humanas, desde a década de 1970, por possuir atmosfera parecida com a terrestre.

A Agência americana, no vôo de despedida da nave Discovery, realizada no dia 24 de

fevereiro deste ano, enviou um humanóide denominado R2. Este robô tem a missão de ajudar

ao astronautas na Estação Espacial Internacional (ISS) com trabalhos de manutenção e

conserto. O robonauta custou à NASA cerca de US$ 2,5 milhões. Ele pesa 150 kg, possui 350

sensores, 38 processadores Power PC, quatro câmeras normais e uma de infravermelho. O

robô, apesar de portar a tecnologia mais avançada, chama atenção pela interatividade com opúblico. O R2 tem contas nas principais mídias sociais e sempre posta comentários divertidos

como “Estou no Espaço. Alô universo”.

A NASA está programando para o fim deste ano o envio de seu novo modelo robótico

a Marte, o MSL (sigla em inglês para Laboratório de Ciências de Marte). O robô levará uma

câmera de alta resolução e terá capacidade de testar amostras de solo recolhidas por um braço

robótico. Além disso, terá um emissor de raios laser para vaporizar amostras de solo até dez

metros de distância e analisar os gases produzidos. O robô vai estudar a radiação ambiente emMarte para ajudar a determinar a capacidade do planeta de abrigar vida e, até mesmo,

de receber astronautas no futuro.

Segundo o astronauta Marcos Pontes, os robôs são aliados importantes nas missões

espaciais. “Eles são os desbravadores, os primeiros olhos do local, abrem o caminho”, diz

Pontes. Ele explica que os robôs têm a função de completar o que é fraco no ser humano,

como por exemplo, o braço robótico que tem mais precisão, “enxerga e cheira mais longe”.

Na opinião do astronauta, mesmo com o uso cada vez mais freqüente de robôs emmissões espaciais, a ação humana ainda é essencial. “Evidentemente os robôs possuem

vantagens sobre os homens em diversos aspectos. No entanto, há características humanas,

como a emoção, a criatividade e a imaginação, que nem mesmo a tecnologia mais avançada

na área de robótica conseguiu colocar nessas máquinas”, disse Pontes.

Sobre a importância humana em missões espaciais, Pontes lembrou de quando os

astronautas Buzz Aldrin e Neil Armstrong estavam retornando a Terra. Um dispositivo da

nave deles quebrou e ela parou de funcionar. “foi ai que entrou a criatividade e imaginação de

Aldrin que com uma caneta, conseguiu pressionar o dispositivo possibilitando a volta para

casa”, contou Pontes.



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2.8 – O FUTURO: ROBONAUTAS

Uma viagem espacial é um assunto muito interessante, pois envolve fantasia, magia e

mistério. Os seres humanos entram em veículos incríveis e viajam em um ambiente

completamente hostil, que vai quase além da imaginação, e nos descrevem suas experiências

em palavras e imagens. O pouso na lua não seria exatamente a mesma coisa se os astronautas

não nos fizessem "viajar" junto através das fotos da paisagem lunar. Eles nos proporcionam

uma experiência incrível, que nem mesmo Hollywood poderia criar, pois sabemos que foi

real.

Figura 8 - Rôbo Humanoide.

Entretanto, o problema com a exploração espacial humana é que o corpo humano é

muito frágil para as condições hostis do espaço. Aprendemos que o custo da viagem ao

espaço pode ser a vida dos astronautas. As temperaturas podem variar de 120ºC a -100ºC.

Também não existe a atmosfera da Terra para nos proteger da radiação do Sol. Para

sobreviver, os astronautas devem usar trajes espaciais que custam cerca de US$ 12 milhões

cada. Além disso, os trajes espaciais não são práticos para situações de emergência. Por

exemplo: se a Estação Espacial Internacional (ISS) fosse atingida por um objeto e precisasse

ser reparada imediatamente, seriam necessárias pelo menos três horas para que um astronauta

estivesse pronto para fazer tais reparos.

A NASA reconheceu a fragilidade do corpo humano e está preparando uma nova

espécie de astronauta para realizar algumas das tarefas mais difíceis no espaço. Esses novos



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exploradores espaciais não precisarão de trajes ou oxigênio para sobreviverem fora da

espaçonave. Neste artigo, aprenderemos sobre o desenvolvimento desses astronautas-robôs,

ou robonautas, e como eles ajudarão os seres humanos em futuras missões no espaço.

2.9 – CORPO DO ROBONAUTA

Os robôs não são uma novidade para o programa espacial. As sondas e os veículos

robôs já viajavam para Marte antes de o homem ter pisado na lua. Em 1965, a sonda

planetária Mariner IV enviou as primeiras imagens do planeta vermelho a uma distância

muito próxima. Em 1997, o veículo-robô Pathfinder forneceu aos cientistas detalhes inéditos

sobre a atmosfera e a superfície de Marte. O que há de diferente no astronauta-robô mais atualé que ele possui um desenho humanóide com uma cabeça, dois olhos, braços e mãos com

cinco dedos.

Figura 9 - Cabeça Robonauta.

Cabeça - duas pequenas câmeras de vídeo coloridas são montadas na parte da cabeça,

dando ao astronauta que opera o robonauta uma visão estéreo. A estereolitografia foi usada

para a fabricação de um capacete de resina de epóxi para cobrir e proteger a cabeça. O

pescoço é articulado para que a cabeça possa virar para os lados, para cima e para baixo.

Tronco - possui uma unidade central para a ligação do braço periférico, da cabeça e

dos acessórios da perna. Além disso, abriga um sistema de controle.



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Perna - única parte do desenho dos robonautas que não se assemelha à aparência

humanóide porque ele possui apenas uma perna. A única função da perna é dar apoio quando

as mãos estiverem ocupadas.

Braços - os robonautas terão dois braços que poderão se mover em várias direções,

mas com um alcance maior que os dos seres humanos. Os braços serão equipados com mais

de 150 sensores cada um e serão densamente acondicionados com as articulações. Em cada

braço serão integrados motores de ordem espacial, transmissões harmônicas e travas à prova

de falhas.

Figura 10 - Mão Robonauta.

Mãos - talvez sejam as partes mais impressionantes do robonauta. Elas têm quase o

mesmo tamanho e a habilidade das mãos de um ser humano dentro de um traje espacial. A

mão articulada pode até superar certos movimentos da mão de um ser humano dentro de um

traje espacial. Dentro do antebraço, de pouco mais de 20 cm, há catorze motores sem escova

para movimentar cada mão. A mão possui quatro dedos e um polegar opositivo. Ela foi

projetada com cinco dedos para que fosse compatível com as ferramentas desenvolvidas parao homem. Pesquisadores demonstraram a habilidade do robonauta em pegar uma pequena



22

arruela metálica com pinças. Juntos, o braço e a mão podem levantar 9,5 kg (pode não parecer

muito, mas em um ambiente sem gravidade é bastante força).

2.9 – CONTROLANDO O ROBONAUTA

Embora o robonauta seja colocado fora da espaçonave para fazer reparos ou novas

construções, um astronauta dentro da nave o controlará remotamente. O astronauta utilizará

capacete e luvas, e o robonauta imitará os seus movimentos. Se o astronauta olhar para cima,

a cabeça do robonauta fará a mesma coisa.

À medida que o astronauta gira sua cabeça, tudo o que as câmeras do robonauta

estiverem focalizando será exibido dentro do capacete que está controlando os movimentos dacabeça do robô. Essa forma de controle remoto é chamada de telepresença, que virtualmente

coloca o astronauta no local do trabalho em uma espaçonave sem que ele esteja realmente fora

dela.

Figura 11 - Robonauta se locomovendo.

O principal objetivo do robonauta é fazer o que os seres humanos não conseguem -

sair rapidamente de uma espaçonave para um ambiente sem oxigênio. Ele pode deixar a

espaçonave na mesma fração do tempo que um astronauta consegue. Em uma situação de

emergência, quando o tempo é crucial para a sobrevivência, o robonauta poderia salvar vidas

de futuros viajantes espaciais. O uso do robonauta no espaço não será limitado. Ele também



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poderia ser utilizado, na Terra, em locais perigosos para o homem, como vulcões e usinas

nucleares.

O robonauta será equipado com processadores PowerPC, que foram usados em outras

aplicações espaciais. Os processadores executarão o sistema operacional VxWorks em tempo

real. A NASA afirma que essa combinação oferece computação flexível e que pode suportar

atividades de desenvolvimento variadas. O software do sistema é escrito em C e C++. O

software ControlShell é usado para auxiliar no processo de desenvolvimento e fornece um

ambiente de desenvolvimento gráfico, que aumenta a compreensão dos pesquisadores em

relação ao sistema e ao código.

Com a evolução da tecnologia na informática, o robonauta um dia poderia ser visto

como o início do controle da robótica da indústria espacial. Os robôs com inteligênciaartificial, não o homem, poderiam ser os primeiros exploradores a andarem em outros planetas

em nosso sistema solar.

3.0 - MARS SCIENCE LABORATORY (CURIOSITY)

A Mars Science Laboratory (MSL) é uma nave espacial não tripulada da NASA

lançada em 26 de novembro de 2011. Trata-se de um veículo explorador semelhante aosveículos exploradores geológicos de Marte Spirit e Opportunity chamado Curiosity. Ele será

um veículo três vezes mais pesado e duas vezes mais largo que os atuais veículos

exploradores de Marte (Mars Exploration Rovers - MER's) que lá chegaram em 2004.

Deverá transportar os mais avançados instrumentos científicos nunca antes utilizados

em Marte. A comunidade internacional deverá fornecer a maioria dos seus instrumentos.

O veículo MSL deverá ser lançado por meio de um foguete espacial Atlas V ou um

foguete médio do tipo Delta IV.Inicialmente, o lançamento estava previsto para 2009, porém a NASA decidiu adiar

para 2011 sobre a alegação de que faltava alguns ajustes finais que dariam mais segurança à

missão. Havia ainda uma discussão sobre a possibilidade de serem lançados dois ou de três

veículos idênticos para Marte.

Estima-se que o Mars Science Laboratory venha a ter uma massa de 600 kg (1.320 lb)

incluindo 65 kg (143 lb) de instrumentos científicos, comparado com os atuais veículos em

Marte, que tem uma massa de 185 kg (408 lb) incluindo 5 kg (11 lb) de instrumentos

científicos.



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Adicionalmente o veículo será capaz de vencer obstáculos com a altura de 76,2 cm (30

in), e deverá ter a capacidade de vencer uma distância de 91,44 m (300 ft) em uma hora. Mas

apenas é esperado que vença a distância de 30,4 m (100 ft) por hora, baseado em variáveis

que incluem a energia disponível, a dificuldade em vencer o terreno, o escorregamento do

solo e a visibilidade.

Uma vez no solo de Marte, o veículo deverá analisar dezenas de amostras de solo e do

núcleo das rochas em uma maior escala que os atuais veículos. Deverá investigar o passado de

Marte a fim de analisar a possibilidade que tenha suportado formas de vida.

Figura 12 - MARS - Curiosity



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CAPÍTULO III

CONCLUSÃO

A principal missão do Projeto Apollo era levar homens à Lua e trazê-los de volta à

salvo, mas a possibilidade de não dar certo era tão grande que o presidente dos EUA, Richard

Nixon, já tinha um discurso pronto para cada uma das situações: o sucesso ou o fracasso da

operação. Os astronautas também já estavam preparados para o pior e levavam consigo

cápsulas de cianureto para serem ingeridas caso ficassem presos no espaço.

Ao total, foram 17 naves do Projeto Apollo. A Apollo 13 teve problemas no

abastecimento de oxigênio do módulo de comando ao entrar na órbita lunar e não conseguiu

fazer a aterrissagem.

Depois de chegarem à Lua em 1969, os norte-americanos prometem mandar um

homem a Marte até 1985, mas seu programa espacial é desacelerado. Surgem novas

prioridades: as pesquisas de novos materiais, medicamentos, armamentos, com grande

participação de capitais privados.

Mais uma vez, a União Soviética saiu na frente, a partir da década de 70, com a

estação espacial Salyut, lançada em 19 de abril de 1971, para a realização de vários estudos

sobre a ausência da gravidade. Em resposta, os americanos lançaram, em maio de 1973, a

Skylab. Em 86, a URSS lançou a Mir, que já foi destruída.

Durante a Guerra Fria, importantes projetos espaciais foram realizados. A sonda

americana Voyager 1, lançada em 1977, foi a Júpiter e a Saturno e a Voyager 2, lançada no

mesmo ano, visitou Júpiter, Saturno, Urano e Netuno. As duas sondas encontram-se agora

fora do sistema solar. O Telescópio Espacial Hubble, a nave Galileu, a Estação Espacial

Internacional Alpha, a exploração de Marte e o Neat (Programas de Rastreamento de

Asteróides Próximos da Terra) fazem parte dessa geração.



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REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS

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Março de 2012.

http://nasa2014.blogspot.com.br/2009/05/como-funcionarao-os-robonautas.html. Consultado

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http://www.theatlantic.com/infocus/2011/11/nasa-prepares-to-launch-curiosity/100195/ .

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http://pt.wikipedia.org/wiki/Curiosity . Consultado em 30 de Março de 2012.

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robotica abnt (2)

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