Orbiting satellite with solar panels

Substratos de espelho para satélites

Os satélites são os olhos e os instrumentos do nosso mundo moderno. Desde o monitoramento do clima da Terra até a exploração de planetas distantes, eles fornecem dados críticos com precisão precisa. No entanto, alcançar essa precisão no ambiente hostil do espaço é um dos maiores desafios da engenharia. Em órbita, as temperaturas podem oscilar de -150 °C a +150 °C, as cargas mecânicas durante o lançamento são extremas e não há espaço para ajustes depois de implantadas. Os instrumentos ópticos a bordo de satélites devem permanecer perfeitamente alinhados ao longo de anos de operação — apesar da ciclagem térmica constante, das condições de vácuo e da exposição à radiação. Para ter sucesso, os designers contam com materiais que combinam estabilidade dimensional, qualidade óptica e herança de voo.

Entendendo os desafios no projeto de satélites

Estabilidade térmica

Flutuações de temperatura em órbita podem distorcer materiais convencionais. Mesmo mícrons de expansão ou contração podem causar desfoco, desfocando imagens ou desalinhando instrumentos.

Precisão óptica

Imageadores e telescópios de alta resolução exigem materiais ultraestáveis que preservem a geometria com extrema precisão. Uma vez em órbita, os espelhos devem manter a curvatura exata para garantir o desempenho da missão.

Leve e rígido

Cada quilo lançado ao espaço importa. Os componentes devem ser leves, mas rígidos e homogêneos em qualidade de material, garantindo que possam sobreviver ao lançamento e manter a precisão durante a operação.

Radiação e longevidade

Os satélites são expostos à irradiação cósmica e partículas carregadas por anos. Os materiais devem resistir aos danos causados pela radiação e manter o desempenho durante longas durações de missão.

Estabilidade do alinhamento

Telescópios e instrumentos como interferômetros, espectrômetros ou terminais de laser dependem de um alinhamento estável. Pequenas mudanças podem quebrar caminhos ópticos e comprometer a qualidade dos dados.

Onde a precisão é mais importante: Aplicações de satélite

Pleiades Satellite ESA

Observação da Terra e meteorologia

Do mapeamento do terreno ao monitoramento de padrões climáticos, os satélites de observação da Terra contam com sistemas ópticos ultraestáveis. Missões como SPOT, PLEIADES, CARTOSAT, KOMPSAT, GOES e METEOSAT usam substratos de espelho estáveis para fornecer imagens nítidas e repetíveis por décadas.
Cheops Satellite ESA

Astronomia e ciência espacial

Em telescópios espaciais e observatórios como Hubble, CHANDRA, COROT e CHEOPS, manter o alinhamento óptico e a estabilidade das figuras é essencial para capturar luz distante com precisão.
Artemis satellite ESA

Demonstradores de tecnologia e comunicações a laser

Links de dados baseados em laser e cargas úteis experimentais — como o SILEX no ARTEMIS — dependem de bancadas ópticas termicamente invariantes para apontamento de feixe confiável e interferometria.
Soho Satellite ESA

Ciência solar e planetária

Missões que estudam o Sol ou outros planetas, como Solar Orbiter, SOHO e Mars Reconnaissance Orbiter, enfrentam gradientes térmicos extremos. Somente materiais com expansão quase zero garantem precisão duradoura. Da órbita baixa da Terra a missões no espaço profundo, os materiais da SCHOTT voaram em mais de 100 satélites em todo o mundo.

Parceria com designers de satélites

Na SCHOTT, não fornecemos apenas materiais, colaboramos com engenheiros para projetar componentes ópticos e estruturais que atendam às especificações mais exigentes. Nosso suporte abrange desde a seleção de materiais e usinagem até leveza, retificação de alta precisão e metrologia.
Fizemos parcerias com as principais agências e integradores de sistemas — incluindo ESA, NASA, CNES, ISRO e JAXA — para construir soluções comprovadas em voo ao longo de décadas de missões.

Nossa missão: ajudar o seu a ter sucesso — com materiais que garantem precisão, confiabilidade e estabilidade em órbita.

Detailed view of ZERODUR composite structure

ZERODUR:® Permitindo óptica estável no espaço

Coeficiente médio de expansão térmica linear

O material vitrocerâmico ZERODUR® é fornecido com um coeficiente médio de expansão térmica linear (CTE) na faixa de temperatura de 0°C a 50°C em seis classes de expansão, como segue:

 

Tolerâncias de especificação de CTE (0 °C; 50 °C)
Expansão Classe 2 0 ± 0,100 ppm/K
Expansão Classe 1 0 ± 0,050 ppm/K
Expansão Classe 0 0 ± 0,020 ppm/K
Expansão Classe 0 Especial 0 ± 0,010 ppm/K
Expansão Classe 0 Extreme 0 ± 0,007 ppm/K
CTE otimizado para perfis de temperatura de aplicação
ZERODUR® SOB MEDIDA 0 ± 0,020 ppm/K (± 0,010 ppm/K mediante solicitação)
 

 

Quando a expansão térmica não é uma opção, o ZERODUR® oferece. Com um coeficiente de expansão térmica (CTE) próximo a zero, homogeneidade excepcional e resistência à radiação, é o material de referência para óptica espacial.

 

Desafio de design Solução ZERODUR®
Distorção térmica O CTE próximo de zero mantém a forma sob oscilações de temperatura
Desvio de alinhamento A estabilidade dimensional garante precisão óptica de longo prazo
Qualidade da superfície Excelente polibilidade para superfícies de nível nanométrico
Restrições de peso Disponível em configurações leves personalizadas
Ambiente hostil Estabilidade comprovada à radiação e ao vácuo
 

 

Saiba mais sobre as propriedades do material na página do produto ZERODUR® →


Perguntas frequentes

Quais materiais são usados para espelhos de satélite?

Os espelhos de satélite geralmente usam vitrocerâmicas como o ZERODUR® por sua expansão térmica quase nula e alta qualidade óptica.
 

Por que a estabilidade térmica é importante no espaço?

Em órbita, as oscilações de temperatura podem fazer com que materiais comuns se expandam ou se contraiam, distorcendo a ótica e desalinhando os instrumentos. Materiais termicamente estáveis evitam isso.
 

O que torna o ZERODUR® adequado para satélites?

Seu CTE ultrabaixo, resistência à radiação e herança de voos longos o tornam ideal para sistemas ópticos de alta precisão no espaço

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