p MetOp de segunda geração (MetOp-SG) é um sistema subsequente aos satélites MetOp bem-sucedidos, o último dos quais foi lançado em sua órbita polar de 800 km em 2018. p MetOp-SG é o componente europeu do Joint Polar System, que é uma colaboração com os EUA. Eumetsat, a Organização Europeia para a Exploração de Satélites Meteorológicos, opera os satélites MetOp e é responsável por desenvolver o segmento terrestre do sistema e fornecer os dados meteorológicos para a comunidade de usuários em todo o mundo. A ESA é responsável por projetar e fabricar o segmento espacial do sistema - os próprios satélites.

p Para esta campanha, o item de teste não foi o hardware de vôo, mas uma versão de protótipo especialmente construída para o teste inicial, conhecido como modelo estrutural e térmico (STM).

p Este satélite MetOp-SG inicial, com 6,5 m de altura e pesando 4,4 toneladas, incluindo o propelente, foi abalado, chocado e colocado em vácuo prolongado sob luz solar simulada para demonstrar a qualificação do projeto para lançamento e prontidão para o espaço.

p A missão MetOp Second Generation é, na verdade, composta por dois satélites diferentes, cada um com diferentes conjuntos de instrumentos a bordo.

p "Nosso STM é, na verdade, um híbrido desses dois designs de satélite, "explica Nick Goody, a propulsão da missão e integração de montagem e engenheiro de testes.

p "Os dois satélites têm uma plataforma comum, enquanto o STM está equipado com os instrumentos de apontamento do nadir do satélite-A mais itens da unidade de carga útil do satélite-B, incluindo amplificadores e fontes de alimentação. Esta configuração híbrida resulta na máxima dissipação de massa e potência para o teste de STM, destinados à qualificação mecânica e térmica. Esses objetivos de qualificação não cobertos pelo STM serão atendidos pelos modelos de proto-vôo SAT-A e SAT-B. "

p A campanha de teste começou nas instalações da Airbus Defense and Space em Toulouse em dezembro de 2018, onde unidades fictícias, hardware térmico e chicote elétrico foram integrados, junto com o módulo de propulsão fornecido pelas instalações da Airbus em Stevenage, REINO UNIDO. Isso foi seguido pela integração de modelos de teste dos instrumentos e a conclusão de seu chicote - o labirinto de fiação conectando tudo - e seu invólucro de isolamento multicamadas.

p "Uma campanha de teste de microvibração foi realizada para caracterizar as funções de transferência entre os instrumentos e outros exportadores de microvibração, como as rodas de reação, "disse o gerente de engenharia de satélites da MetOp-SG, Enrico Corpaccioli.

p "Essas medições nos permitem analisar melhor os efeitos das microvibrações nos instrumentos durante a operação do satélite quando ele está em órbita. As medições de alinhamento também foram realizadas para fornecer uma referência antes do início dos testes ambientais."

p Então, em junho de 2019, o STM foi transportado para o Centro de Testes ESTEC em Noordwijk. O maior site de teste de satélite da Europa, o centro está equipado com instalações para simular todos os aspectos do ambiente do espaço sob um único teto de sala limpa.

p Aqui foi desempacotado para teste de vibração. Foi então preenchido com 760 kg de água desmineralizada, no lugar do propelente de hidrazina com o qual será abastecido antes do lançamento, para teste de seno ao longo de cada eixo - passando por uma varredura progressiva de frequências e amplitudes para detectar quaisquer ressonâncias estruturais potencialmente prejudiciais.

p "Os níveis de qualificação são aplicados à estrutura STM, "adiciona Nick, "o que significa que as amplitudes estão significativamente acima dos níveis de voo esperados e as durações são mais longas para demonstrar a margem necessária no projeto."

p Um teste de carga quase estática também foi realizado. Os satélites são expostos a cargas estáticas e dinâmicas simultâneas durante a fase de lançamento devido à aceleração e aerodinâmica do lançador. Este teste de carga quase estática combina cargas estáticas e dinâmicas em uma carga equivalente que é aplicada ao satélite em uma explosão senoidal de alta amplitude durante alguns segundos.

p O lançamento de um foguete é um evento extremamente barulhento, então MetOp-SG foi então transferido para a Grande Instalação Acústica Europeia. Aqui, o nitrogênio é passado por enormes cornetas acústicas dentro de uma câmara selada, recriando o som de um lançamento.

p A próxima etapa foi uma 'verificação de encaixe' e um teste de separação, envolvendo o acasalamento do satélite com um adaptador lançador fornecido pela Arianespace, para garantir que os dois projetos se encaixem como pretendido e que o anel que prende o satélite ao lançador - conhecido como braçadeira - opere corretamente para que a separação possa ocorrer sem nenhum problema.

p Em seguida, veio a fase de teste térmico, que viu o MetOp-SG ser movido para o Grande Simulador de Espaço, a maior câmara de vácuo da Europa, equipado com um simulador solar baseado em um conjunto de lâmpadas de alta potência.

p Várias órbitas foram simuladas em várias condições quentes e frias até que a estabilidade térmica fosse alcançada dentro dos níveis estabelecidos. Os resultados deste teste permitem a correlação experimental do modelo térmico matemático da espaçonave, usado para verificar o projeto de controle térmico.

p Os testes foram concluídos com mais testes de alinhamento - para verificar se o modelo havia resistido ao regime de teste sem deformação estrutural - e uma verificação de vazamento envolvendo o preenchimento do módulo de propulsão com gás hélio.

p "Esta campanha de teste forneceu dados de qualificação importantes, "adiciona Nick, "permitindo a correlação dos modelos com dados de teste representativos e confirmando a análise realizada durante a fase de projeto. O modelo térmico estrutural foi agora transportado de volta para Toulouse, na França, onde o instrumento modela, o módulo de propulsão e as unidades fictícias estão sendo removidos.

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p "A estrutura do satélite STM e o módulo de propulsão serão devolvidos aos seus fornecedores para reforma, pois eles são destinados a serem empregados no segundo modelo de vôo do MetOp SG-A. "

p Um conto de dois MetOp-SGs

p O sistema MetOp-SG de dois satélites fornece dados da órbita polar para previsão do tempo e monitoramento do clima e o conjunto de instrumentos fornece informações sobre a química atmosférica, qualidade do ar, oceanografia, hidrologia, vento, gelo marinho, perfis de precipitação e temperatura na atmosfera.

p O MetOp SG-A hospeda o IASI-NG (Infrared Atmospheric Sounder Interferometer — New Generation) desenvolvido pela agência espacial francesa CNES; o radiômetro de imagem multiespectral avançado METimage desenvolvido pelo German Aerospace Center DLR; o Copernicus Sentinel-5 desenvolvido pela ESA para sonorização atmosférica mais o MWS (Microwave Sounder) da ESA; Instrumentos 3MI ((Multiview Multichannel Multipolarization Imager) e RO (Radio Occultation).

p MetOp SG-B inclui os mesmos instrumentos de RO que MetOp-SG-A mais o SCA desenvolvido pela ESA (Scatterometer), ICI (Ice Cloud Imager), MWI (MicroWave Imager) e o serviço de coleta de dados Argos contribuído pelo CNES, coleta de informações de bóias oceânicas e um Monitor de Ambiente Espacial contribuído por Thales Alenia Space.

p O MetOp-SG está projetado para entrar em serviço em 2023.