Plataforma inercial: entenda a importância da navegação autônoma em missões espaciais
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O setor aeroespacial tem vivenciado um crescimento significativo nos últimos anos, especialmente no que se refere ao número de lançamentos de foguetes. Em 2024, foi estabelecido um novo recorde com 259 lançamentos orbitais, representando um aumento de 17% em relação aos 221 registrados em 2023.
Este crescimento contínuo ressalta a importância de tecnologias que garantam a precisão e a segurança das operações aeroespaciais. Entre essas tecnologias, as plataformas inerciais desempenham um papel crucial, assegurando a navegação precisa de veículos em ambientes onde sinais externos, como o GPS, podem ser inacessíveis ou sujeitos a interferências.
Quer entender melhor como essa tecnologia garante que missões espaciais sejam bem-sucedidas? Continue lendo e descubra!
O que são e como funcionam as plataformas inerciais?
As plataformas inerciais, ou sistemas de navegação inercial (INS), são dispositivos que determinam a posição, velocidade e orientação de um veículo sem a necessidade de referências externas. Elas utilizam sensores como acelerômetros e giroscópios para medir continuamente as acelerações lineares e rotações angulares do veículo. Essas medições são processadas por um computador de navegação, permitindo o cálculo preciso da trajetória e da orientação do veículo em relação a um ponto de partida conhecido.
Por exemplo, em um lançamento de foguete, durante a subida, os sensores inerciais monitoram qualquer variação inesperada na trajetória e fornecem dados contínuos para os sistemas de controle do veículo. Se um foguete sofre uma ligeira perturbação causada por ventos de alta altitude, a plataforma inercial permite ajustes automáticos para manter a trajetória planejada. Sem essa tecnologia, a navegação dependeria exclusivamente de sinais externos, como o GPS, que podem sofrer interferências ou não estar disponíveis em todas as fases do voo.
Além de ser usada estabilizar e controlar satélites e veículos de exploração planetária no setor espacial, essa tecnologia pode ser aplicada em diversos contextos:
· Para guiar aeronaves comerciais e militares com segurança em qualquer condição de voo no setor aeronáutico.
· Para garantir a precisão no guiamento de mísseis e torpedos em operações estratégicas na defesa e segurança.
· Para permitir a navegação segura de submarinos em grandes profundidades, onde sinais GPS não alcançam, na indústria naval.
· Para orientar veículos autônomos e drones em ambientes urbanos e rurais sem depender exclusivamente de GPS.
· Para estabilizar plataformas offshore e monitorar equipamentos críticos na exploração de petróleo e gás.
· Para detectar deslocamentos estruturais em grandes obras de engenharia civil, como pontes e edifícios.
Benefícios das plataformas inerciais
Em missões críticas, onde falhas podem comprometer objetivos estratégicos e representar grandes perdas financeiras, a capacidade de navegação autônoma se torna indispensável. A lista completa de benefícios da tecnologia inclui:
· Autonomia: operam sem dependência de sinais externos, como GPS ou referências terrestres, para garantir a continuidade da navegação mesmo em ambientes onde esses sinais são indisponíveis ou suscetíveis a interferências.
· Imunidade a interferências: por não dependerem de sinais externos, as plataformas inerciais são menos vulneráveis a bloqueios ou interferências deliberadas, essencial para aplicações militares, por exemplo.
· Precisão e confiabilidade: a medição contínua de acelerações e rotações possibilita um controle preciso da trajetória e da orientação do veículo, um fator crítico para lançadores de satélites e veículos espaciais.
· Operação em ambientes adversos: são projetadas para funcionar em condições extremas, como altas acelerações, vibrações intensas e grandes variações de temperatura, o que as torna ideais para aplicações aeroespaciais e militares.
A falta de um sistema inercial pode afetar operações críticas, causando:
· Perda de precisão na navegação, que podem resultar em desvios na trajetória do veículo, dificultando a correção do curso e comprometendo o sucesso da missão.
· Vulnerabilidade a interferências, uma vez que sistemas que dependem exclusivamente de sinais de satélite estão sujeitos a interferências, bloqueios e falhas técnicas. Em algumas situações, isso pode ocasionar a perda de comunicação com o veículo.
· Em lançamentos de satélites ou sondas espaciais, qualquer desvio na navegação pode significar a falha da missão, pois significa impacto no posicionamento correto da carga útil em órbita.
· Sem uma plataforma inercial, a análise pós-missão torna-se mais complexa, dificultando a identificação de erros que serviria como base para o aperfeiçoamento de futuras operações.
Sistema de Navegação Inercial na prática: SNI-GNSS
O Sistema de Navegação Inercial/GNSS (SNI-GNSS) foi desenvolvido pelo Consórcio DJED, formado pelas empresas Horuseye, Concert Space e Cron, sob encomenda da Agência Espacial Brasileira (AEB). Trata-se de um sistema híbrido que combina sensores inerciais com um receptor GNSS espacial para assegurar alta precisão na navegação de veículos lançadores.
Desenvolvido para lançadores de pequeno porte e foguetes de sondagem, o SNI-GNSS tem a função de calcular com precisão a velocidade, altitude e posição do veículo durante o voo. Com isso, garante a trajetória correta e aumenta a confiabilidade na liberação de satélites em órbita.
Seu desenvolvimento seguiu uma abordagem alinhada à tendência global de substituir sensores inerciais de alto custo por soluções híbridas que combinam sensores de média precisão com GNSS.
O processo incluiu testes extensivos de calibração em laboratório e integração com simulações dinâmicas de veículos espaciais e simuladores de sinais GNSS, uma fase fundamental para garantir a confiabilidade do sistema antes de sua aplicação em um ambiente operacional real.
Agora, em 2025, o sistema será testado em um voo real a bordo do foguete Hanbit-TLV, da Innospace, a partir do Centro de Lançamento de Alcântara (CLA). A partir desses ensaios, será possível validar a tecnologia em condições reais de operação, obter dados críticos para futuras melhorias. E assim, reforçamos a capacidade do Brasil no domínio da navegação inercial aplicada ao setor espacial.
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