No entanto, estas ações consomem energia, e esta característica é escassa em dispositivos compactos e de alta tecnologia. Cientistas da computação da Universidade do Sarre demonstraram como o consumo de energia dos satélites pode ser planeado para que operem sempre de forma otimizada, sem que as suas baterias se esgotem. Os resultados podem ser transferidos para outras áreas de aplicação.

"O núcleo do nosso trabalho atual é o chamado 'planeador'", explica Holger Hermanns, professor de Ciência da Computação na Universidade do Sarre. Este planeador permite que as diversas atividades que os nanossatélites modernos podem realizar sejam continuamente planeadas com antecedência e otimizadas em relação ao seu perfil de consumo de energia.

O modelo da bateria em que se baseia o método de planeamento dos investigadores de Saarbrücken é notável: "Não nos baseamos no modelo linear comummente utilizado, no qual a carga da bateria é simplesmente representada como um valor entre 100% e 0%", afirma Hermanns. "O nosso planeador utiliza o modelo cinético da bateria, que também pode contabilizar com precisão as flutuações de carga inerentes a cada bateria." O novo método de operação de satélites permite, portanto, o planeamento de atividades a longo prazo e é perfeitamente adaptável a frotas inteiras de satélites.

Os investigadores desenvolveram a sua nova ferramenta de planeamento de atividades utilizando dois satélites GOMX-4 da empresa dinamarquesa-luxemburguesa GOMspace. Cada vez que os satélites passam sobre a estação terrestre na Dinamarca, transmitem dados de telemetria sobre a utilização das suas baterias. Com base nestes dados, é calculado um novo plano de ação utilizando o novo sistema de agendamento e depois enviado para os satélites. "Ao otimizar o plano a cada passagem dos satélites sobre a estação terrestre, garantimos sempre a melhor utilização possível da bateria", explica Hermanns.

O mercado de satélites em órbita baixa da Terra (LEO) está a crescer rapidamente: hoje, cerca de 2.500 satélites miniatura ativos orbitam o nosso planeta. O lançamento de aproximadamente 50.000 outros já foi anunciado para os próximos 10 anos. No entanto, esta abordagem inovadora ao planeamento de baterias vai além deste caso de utilização e também pode ser aplicada noutras áreas, como a mobilidade elétrica, os drones e os dispositivos domésticos inteligentes.

Os investigadores publicaram os seus resultados sob o título "Gerir Frotas de Satélites LEO: Não-Linear, Óptimo, Eficiente, Escalável, Usável e Robusto" numa das maiores conferências sobre software embebido, a Conferência Internacional sobre Software Embarcado. Para além do Professor Holger Hermanns, participaram Juan Fraire, Tobias Mömke e Gregory Stock, da Universidade do Sarre. Fakhri Babayev e Eduardo Cruz participaram em nome da empresa GOMspace, com sede no Luxemburgo. O projeto é financiado principalmente pelo Conselho Europeu de Investigação (ERC) através da Bolsa Avançada ERC "POWVER" e pela Fundação Alemã de Investigação (DFG) através do Centro de Investigação Colaborativa Transregional "CPEC - Centro para Computação Perspicaz". O Programa de Investigação e Desenvolvimento de Áreas-Chave da Província de Guangdong, na China, também participou.

Um projeto subsequente já foi aprovado com parceiros de cooperação da Europa, Argentina e China. O projeto, financiado pela UE no âmbito das Ações Marie Skłodowska-Curie, intitula-se "Modelos em Sistemas Espaciais: Integração, Operação e Interligação" e tem início previsto para outubro de 2021.