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Projetos de Pesquisa

 

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Rodrigo Andrés Miranda Cerda

Ciências Exatas e da Terra

Física
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  • simulação computacional e de laboratório de fenômenos associados ao clima espacial
  • O ambiente solar-terrestre é constituído por plasma com diferentes características de temperatura, graus de ionização, densidade, magnetização, entre outros. Na região do espaço em que predomina o campo magnético do Sol, por exemplo, o plasma observado é magnetizado e altamente condutor. Ainda, na região de predomínio do campo magnético terrestre, observam-se regiões como a lâmina de plasma e a corrente anelar, por exemplo, com características distintas e que podem ser alteradas durante a interação solar-terrestre. Em um ambiente com tal complexidade, as instabilidades e a turbulência observadas são muito importantes pois são responsáveis por transferência de energia e momento em diferentes regiões do ambiente espacial. Por essa razão, é de suma importância o estudo em laboratório de ondas, instabilidades, interação feixe-plasma, e da turbulência resultante a partir de experimentos controlados. O estudo do comportamento de plasmas quentes confinados por campos magnéticos em laboratório pode contribuir significativamente para o entendimento de vários fenômenos que ocorrem no ambiente Solar-Terrestre. Sem a elucidação destes fenômenos não é possível compreender ou mesmo realizar as necessárias previsões associadas ao assim chamado clima espacial. O presente projeto propõe implementar um dispositivo experimental no laboratório para a simulação de fenômenos espaciais, tais como, instabilidades observadas no vento solar e na região de choque da magnetosfera (frente de choque), ondas de muito baixa frequência (VLF) com as características reproduzidas em escala equivalente as que são observadas na região da magnetosfera interna e cauda magnética. A proposta também propõe a realização de estudo teórico de modelos magnetohidrodinâmicos (MHD) através de simulações computacionais, e análise de dados coletados in situ por satélites no ambiente espacial. A proposta inclui pesquisa básica, desenvolvimento tecnológico, capacitação de recursos humanos e atividades de extensão.
  • Universidade de Brasília - DF - Brasil
  • 13/12/2022-31/12/2026
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Rodrigo Andrés Miranda Cerda

Engenharias

Engenharia Aeroespacial
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  • desenvolvimento de propulsão elétrica para cubesats
  • Os CubeSats são satélites miniaturizados que permitem a projeção de missões espaciais de baixo custo, em comparação com missões que envolvem satélites de médio e grande porte. A grande maioria dos CubeSats tem sido utilizados em missões próximas à Terra, por exemplo, em órbita baixa terrestre (LEO, do inglês Low Earth Orbit). Devido às dimensões reduzidas e baixa potência de operação, o tempo de vida operacional se restringe ao intervalo desde a inserção na órbita correspondente até o reingresso à atmosfera terrestre devido ao efeito de arrasto atmosférico. A inclusão de um sistema de propulsão permite ao CubeSat realizar manobras de manutenção e correção de órbita, extendendo o seu tempo operacional. Em comparação com a propulsão química, a propulsão elétrica ou propulsão a plasmas fornece um sistema de propulsão de alto impulso específico e alta eficiência de combustível, pudendo ser operado de maneira contínua. Exemplos de propulsores elétricos compatíveis com CubeSats são o propulsor ambipolar (Bathgate et al., 2017; Takahashi, 2019), o propulsor Hall cilíndrico (Raitses e Fisch, 2001), e o propulsor pulsado a plasma (Burton e Turchi, 1998). Esses propulsores possuem requerimentos de potência reduzidos, escalabilidade e alta performance. Para a projeção de dispositivos de propulsão elétrica o uso de ferramentas computacionais permite o desenvolvimento de protótipos com diferentes configurações e geometrias. O presente projeto propõe aplicar simulações numéricas do plasma em propulsores elétricos de baixa potência para CubeSats. Os resultados deste projeto poderão contribuir para a pesquisa e desenvolvimento de propulsores elétricos para pequenos satélites, que é uma área com relativamente baixa representação no Brasil e América Latina. O projeto inclui pesquisa básica, desenvolvimento de tecnologia e formação de recursos humanos.
  • Universidade de Brasília - DF - Brasil
  • 15/12/2022-31/12/2026
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