Por mais energia no espaço

A Nasa precisa de ajuda. Apesar das muitas pesquisas que vêm sendo realizadas na Estação Espacial Internacional (ISS), a agência acredita que a eficiência dos trabalhos poderia ser ainda maior. Por isso, convidou a comunidade de programadores espalhados pelo mundo a desenvolver sistemas que permitam maximizar a geração de energia nos painéis solares que alimentam a estação, o que possibilitará a realização de mais experimentos a bordo. Além de uma oportunidade para auxiliar o desenvolvimento da ciência, o ISS Longeron Shadowing Optimization Challenge pagará um total de 30 mil dólares aos vencedores. 

A energia da ISS é fornecida por dois grupos de quatro painéis solares em forma de asas, conectados à estação por suportes muito finos chamados de longarinas (longeron, em inglês, daí o nome do concurso), bastante sensíveis a mudanças de temperatura. O sistema formado por eles e pelos painéis russos que também compõem a estação gera um total de 110 kilowatts – o suficiente para alimentar mais de 50 casas, segundo a Nasa (leia mais sobre a estrutura da estação).

Confira um vídeo da Nasa sobre o concurso, que explica os desafios a serem resolvidos pelos competidores

A ideia do desafio é chegar à configuração ideal do sistema de captação da estação, de forma a produzir o máximo de energia e resolver as dificuldades enfrentadas nos pontos mais complicados da órbita. Nessas áreas, a formação de sombras pode causar variações de temperatura que danificam a estrutura dos painéis, em especial das loganrinas.

Os competidores devem encontrar, assim, a melhor configuração para uma série de variáveis, como a velocidade e o ângulo de rotação de cada par de painéis e de cada conjunto de asas em todos os instantes da órbita de 92 minutos da estação, a inclinação total da estrutura (que deve permanecer constante) e a posição relativa do Sol em relação a ela. Além disso, deve ser possível repetir a sequência de forma cíclica.

Esquema ISS
A velocidade e a aceleração angulares dos sistemas que controlam o movimento de cada painel solar (BGAs, na figura) e de cada ‘asa’ da estação (SARJs) são algumas das variáveis que devem estar previstas no algoritmo vencedor. (imagem: TopCoder)

Lançado em 17 de janeiro, o desafio é uma iniciativa do Nasa Tournament Lab, uma parceria da agência com a Universidade Harvard e com a comunidade digital TopCoder, que reúne cerca de 450 mil programadores de todo o mundo.

Os três primeiros prêmios são de 10, 5 e 3 mil dólares, respectivamente, e todos os dez primeiros colocados recebem premiações em dinheiro. Os cinco vencedores também receberão adesivos da Nasa que já estiveram a bordo do ônibus espacial Endeavour.

Inovação ‘fora da caixa’

Para Robert Hughes, presidente da TopCoder, há muitas razões para explicar a decisão da Nasa de convocar o público geral para participar da pesquisa. “A Nasa é uma organização que atua globalmente e que ocupa papel de liderança em muitas áreas de pesquisa, inclusive em inovação aberta“, explica. “Além disso, a própria ISS nasceu da iniciativa conjunta de diversos países, o que torna ainda mais compreensível uma chamada pública para abordar a questão.” Outro fator importante para ele é a característica única das demandas das agências espaciais por esse tipo de solução de física e matemática, que podem ser bem equacionadas no ambiente virtual. 

Para Hughes, esse tipo de abordagem baseado em inovação aberta deve se tornar cada vez mais comum e fundamental na busca por soluções inovadoras que possibilitem grande economias de tempo e recursos em diversos campos. “O desenvolvimento de modelos virtuais onde possamos isolar certos aspectos que precisem ser otimizados e buscar soluções algorítmicas ou matemáticas inovadoras e participativas abre muitas possibilidades”, defende. “Milhões de desafios e questões persistentes em design, desenvolvimento e engenharia em muitas áreas e indústrias poderiam ser abordados dessa forma.”

Última chamada
Ficou interessado em participar do desafio? Então é melhor correr, pois as inscrições vão só até amanhã (06/02). Para participar é preciso se registrar gratuitamente na comunidade TopCoder e fazer sua inscrição, também gratuita. O trabalho dos desenvolvedores pode ser apresentado em diversas linguagens, como Java, C++ ou Python.


Marcelo Garcia

Ciência Hoje On-line