Earth-Mars trajectories with lunar gravity assist study using the self-adaptive Levenberg-Marquardt Algorithm

As the interest in interplanetary missions is rising, new trajectories and methods should be studied and analyzed to decrease the costs and increase the capacity of transporting scientific instruments and payload to Mars. In this work, a numerical study of interplanetary trajectories between Earth and Mars is performed, using the Moon to carry out a lunar gravity assist manoeuvre, with the objective of decreasing the launch energy for the interplanetary transfer and analyze the use of the self-adaptive Levenberg-Marquardt algorithm as a differential corrector for space mission design. The obtained results are compared with the values of the direct transfer achieved with the same methods and with the estimated values for the next interplanetary transfer Windows between Earth and Mars. The results are obtained with the astrodynamics two body problem simplistic model and verified and validated with the open source NASA’s software GMAT for a more realistic approach. The self-adaptive Levenberg-Marquardt algorithm developed for this work in the programming language Python 3.6 is tested and used as a differential corrector to obtain the trajectories for the two-body problem. The results demonstrate that the self-adaptive Levenberg-Marquardt algorithm is adequate to design space missions, a lunar gravity assist can be executed in all situations studied and only in a few cases is not viable. Of the four launch windows analyzed only in one situation the lunar gravity assist does not diminish the launch energy. The results show that the energy needed to perform future Mars missions or missions to other Solar System bodies can be reduced and consequently the payload mass can be increased. The possible introduction of a new calculation method for space mission design is also shown due to the observed results.Com o aumento do interesse em missões interplanetárias, novas trajetórias e métodos devem ser estudados e analisados de maneira a diminuir os custos e aumentar a capacidade de transportar instrumentação científica. Neste trabalho, é realizado um estudo numérico de trajetórias interplanetárias entre a Terra e Marte, utilizando a Lua para efetuar uma manobra de assistência gravitacional, com os objetivos de diminuir a energia necessária para a transferência interplanetária e testar e analisar o uso do algoritmo self-adaptive Levenberg-Marquardt como corretor diferencial para o desenho de missões espaciais. Os resultados obtidos são comparados com valores de transferência direta alcançados com os mesmos métodos e com os valores estimados para as próximas oportunidades de transferência interplanetária entre Terra e Marte. São obtidos resultados com o problema de dois corpos de astrodinâmica e verificados e validados com o software aberto GMAT desenvolvido pela NASA para uma abordagem mais realista. O algoritmo self-adaptive Levenberg-Marquardt desenvolvido para este trabalho na linguagem de programação Python 3.6 é testado e utilizado como corretor diferencial para obter as trajetórias para o problema de dois corpos. Os resultados demonstram que o algoritmo self-adaptive Levenberg-Marquardt é adequado para planear missões, que a assistência gravitacional lunar pode ser executada em todas as situações estudadas e que apenas em poucas ocorrências não é viável. Das 4 oportunidades de lançamento analisadas apenas em uma situação a assistência gravitacional lunar não diminuiu a energia de lançamento. Os resultados indicam que a energia necessária para efetuar futuras missões a Marte ou a outros corpos do sistema solar pode ser reduzida e consequentemente a massa de carga útil nestas missões pode ser aumentada. A possível introdução de um novo método de cálculo para desenhar missões espaciais também é demonstrado através dos resultados obtido

Extração de adultos e larvas da broca-do-café de frutos

The objective of this work was to develop a new method for extracting Hypothenemus hampei adults and larvae from coffee (Coffea arabica) fruits. The extractor consists of a set of two plastic containers, with one fit on top of the other: the one on top is used to place the fruits inside and the one on the bottom, as a base to capture adults and larvae. The efficiency of the extractor was compared with that of the dissection method (control). The number of live adults, dead adults, and larvae does not differ significantly between the two evaluated methods. The developed extractor reduces hand labor, is affordable, and is effective in capturing larvae and adults of H. hampei.O objetivo deste trabalho foi desenvolver um novo método para extração de adultos e larvas de Hypothenemus hampei de frutos de café (Coffea arabica). O extrator é composto por um conjunto de dois recipientes plásticos, um encaixado sobre o outro: o de cima serve para colocar os frutos dentro e o de baixo, como base para a captura de adultos e larvas. A eficiência do extrator foi comparada com a do método de dissecação (controle). O número de adultos vivos, adultos mortos e larvas não difere significativamente entre os dois métodos avaliados. O extrator desenvolvido reduz o trabalho manual, é de custo acessível e é eficaz para a captura de adultos e larvas de H. hampei

Identificação de bactérias contaminantes de fermento de cachaça por seqüenciamento do gene 16s rDNA

Cachaça is a typical Brazilian liquor produced from the distillation of fermented sugarcane juice mainly by Saccharomyces cerevisiae. Most of the domestic production is artisanal, and producers usually are not concerned regarding microbiological control of the fermentation. This study aimed to characterize the contaminant bacterial community of the yeast used in the production of cachaça in an artisanal still. Four samples were collected, of which one (NA) was used for comparison purposes and was collected one year earlier. The remaining samples were collected at three different periods: at the end of the first day of fermentation (NP), after fifteen days (NS), and thirty days after the same yeast was used (NT). Five hundred and eighty-seven sequences were analyzed from the partial sequencing of the 16S rDNA gene. Sequence analyses revealed the presence of 170 operational taxonomic units (OTUs). Of these, only one was shared among three samples and seventeen were shared between two samples. The remaining 152 OTUs were identified only once in distinct samples indicating that the contaminant bacterial population is highly dynamic along the fermentation process. Statistical analyses revealed differences in bacterial composition among samples. Undescribed species in the literature on yeasts of cachaça were found, such as Weissella cibaria, Leuconostoc citreum, and some species of Lactobacillus, in addition to some unknown bacteria. The community of bacteria in the fermentation process is much more complex than it was previously considered. No previous report is known regarding the use of this technique to determine bacterial contaminants in yeast for the production of cachaça.A cachaça é uma bebida típica brasileira produzida a partir da destilação do caldo de cana-de-açúcar fermentado principalmente por Saccharomyces cerevisiae. Grande parte da produção nacional é artesanal, e não há uma preocupação por parte dos produtores quanto ao controle microbiológico da fermentação. Este trabalho objetivou caracterizar a comunidade bacteriana contaminante do fermento utilizado na produção de cachaça em um alambique artesanal. Foram coletadas quatro amostras, sendo uma (NA) utilizada como efeito comparativo e coletada um ano anterior às demais. As restantes foram coletadas em três diferentes períodos: ao final do primeiro dia de fermentação (NP), após quinze dias (NS) e trinta dias após a utilização do mesmo fermento (NT). Foram analisadas, a partir do seqüenciamento parcial do gene 16S rDNA, 587 seqüências. As análises das seqüências revelaram a presença de 170 unidades taxonômicas operacionais. Destas, 152 foram identificadas uma única vez em diferentes amostras, dezessete foram comuns em pelo menos duas amostras e somente uma foi identificada em três amostras, evidenciando uma grande dinâmica populacional bacteriana durante o processo fermentativo. Análises estatísticas revelaram diferenças na composição bacteriana entre as amostras. Foram encontradas espécies ainda não descritas na literatura em fermentos para a produção de cachaça, como Weissella cibaria, Leuconostoc citreum e algumas espécies de Lactobacillus, além de bactérias não conhecidas. Os resultados revelaram que a comunidade de bactérias contaminantes do processo fermentativo é muito mais complexa do que se conhecida. Não há conhecimento de relato anterior sobre a utilização desta técnica para determinar contaminantes bacterianos em fermentos de cana-de-açúcar para produção de cachaça

Métodos alternativos para controle de doenças fúngicas na cultura de jambu (Spilanthes oleraceae L.) através de Equisetum spp e preparado biodinâmico 501.

A ocorrência do fungo do carvão ou galha (Tecaphora spilanthes) e da flor preta do jambu (Alternaria solani) constituem sério problema fitossanitário na cultura intensiva do jambu (Spilanthes oleraceae L.). Este trabalho teve como objetivo avaliar o desempenho do método de controle alternativo das doenças causadas por estes fungos através da atuação do preparado de Equisetum spp. O delineamento utilizado foi em blocos ao acaso com seis tratamentos e cinco repetições, em condições de campo na área agrícola de um produtor rural em Botucatu/SP. Os tratamentos utilizados foram: 1–Sem aplicação; 2–Água; 3–Preparado de Equisetum arvense; 4–Preparado de Equisetum hyemale; 5–Preparado de Equisetum giganteum; 6–Preparado Biodinâmico 501 (chifre-sílica). Observou-se maior eficiência do Preparado Biodinâmico 501 no controle da doença. O Preparado de Equisetum hyemale apresentou menor influência em relação aos tratamentos 3, 5 e 6. Portanto, o preparado biodinâmico 501 com alto conteúdo de sílica, teve maior efetividade no controle do carvão ou galha Tecaphora spilanthes e de Alternaria solani

Quebra da resistência em pimentão contra o Pepper yellow mosaic virus

Plants of Capsicum annuum cv. Magali R, resistant to Pepper yellow mosaic virus (PepYMV), which showed severe yellow mosaic, leaf malformation and stunting were observed during the 2003/04 growing season in Lins, São Paulo State, Brazil. Potyvirus-like particles observed in leaf sap from infected plants under the electron microscope reacted with an antiserum against PepYMV in PTA-ELISA. In addition to C. annuum cv. Magali R, this potyvirus also infected systemically the resistant C. annuum cv. Rubia R. The nucleotide sequence of part of the CP gene of this potyvirus shared 96-98% identity with that of other PepYMV isolates. The partial nucleotide sequence of the 3' NTR showed 94-96% identity with that of PepYMV. These data indicate that this potyvirus is a resistance-breaking isolate of PepYMV.Plantas de Capsicum annuum cv. Magali R, resistentes ao Pepper yellow mosaic virus (PepYMV), exibindo sintomas severos de mosaico amarelo, malformação foliar e subdesenvolvimento foram encontradas em plantios na região de Lins, SP, Brasil, em 2003/04. Partículas semelhantes àquelas do gênero Potyvirus foram observadas em extrato foliar de planta infectada examinado em microscópio eletrônico de transmissão. O extrato foliar também reagiu com anti-soro contra o PepYMV em PTA-ELISA. Além de C. annuum cv. Magali R, esse potyvirus também infectou sistemicamente C. annuum cv. Rubia R, que é resistente ao PepYMV. A seqüência de nucleotídeos de parte do gene da proteína capsidial (CP) desse potyvirus apresentou 96-98% de identidade com a de outros isolados do PepYMV. A seqüência parcial de nucleotídeos da região 3' não traduzida (3' NTR) apresentou 94-96% de identidade com a do PepYMV. Esses resultados são indicativos de que o potyvirus que quebrou a resistência em pimentão é um isolado do PepYMV

Selection of thermoplastics and multishot process for bi-component household design

Introduzir novos materiais e transformá-los em produtos diferenciados, por meio de processos adequados, é um dos desafios da área de desenvolvimento de produtos. Este estudo detalha o projeto de utensílio doméstico - colher para preparo alimentos - com propostas de substituição dos materiais empregados convencionalmente no mercado, com a premissa de explorar o toque suave e a flexibilidade da forma que os Elastômeros Termoplásticos (TPEs) podem proporcionar. O presente trabalho descreve diferentes tipos de processos industriais de injeção multimateriais, destacando critérios para a seleção adequada do processo. Foi empregada a metodologia de seleção de materiais de Ashby, complementando métodos projetuais de design de Bonsiepe. Foi realizada uma comparação de materiais computadorizada com o software Cambridge Engineering Selector, a fim de comparar propriedades relevantes para a função estrutural e pelas restrições de resistir a temperaturas elevadas, decorrente do uso no processo de cozimento de alimentos. Além disso, foram realizadas análises com o software CAE SolidWorks Plastics, para simular o preenchimento das cavidades do molde com diferentes polímeros, analisando o tempo de preenchimento e resfriamento, pressão, temperatura, cisalhamento e rechupes. Os resultados encontrados com o software CES Selector, permitiram destacar duas possibilidades de seleção focada principalmente na resistência térmica. Os candidatos mais promissores encontrados foram o PA6 para a parte rígida e o TPA para a parte flexível ou PBT para a parte rígida e TPC para a parte flexível. Contudo, a classe de TPEs encontrou dificuldade em substituir o silicone com a mesma performance no critério de temperatura máxima de trabalho. Mesmo assim a combinação PA6 com TPA mostrou-se satisfatória. Já o resultado da simulação do processo de injeção apresentou-se promissor, devido ao bom preenchimento da cavidade. Os resultados indicam que a união do PA6 com o TPA é a melhor escolha, considerando o valor de mercado da resina, o módulo de elasticidade, a energia incorporada, a temperatura de trabalho e o processamento simulado da co-injeção da dupla de materiais.Introduce new materials and turn them into differentiated products through applicable processes and one of the challenges of product development. This study details the design of the household utensil - food preparation spoon - with proposals for replacing conventionally used materials on the market, with the premise of exploring the soft feel and flexibility of how thermoplastic elastomers (TPEs) can use. This paper describes different types of industrial multi-material injection processes, highlighting the requirements for proper process selection. Ashby's material selection methodology was employed, complementing Bonsiepe's design design methods. A computerized material comparison was performed with the Cambridge Engineering Selector software, a comparison that includes the requirements for structural functions and high temperature resistance constraints resulting from use in the food cooking process. In addition, they were analyzed using CAE SolidWorks Plastics software to simulate or fill mold cavities with different polymers, analyze fill and cool time, pressure, temperature, shear and reapplication. The results found with CES Selector software allowed to highlight two selection possibilities focusing mainly on thermal resistance. The most promising candidates found were the rigid part PA6 and the flexible part TPA or the rigid part PBT and the flexible part TPC. However, one class of TPEs found it difficult to replace silicone with the same performance at the maximum working temperature criterion. Even so, the combination PA6 with TPA was satisfactory. It is already the result of the simulation of the injection process displayed, if due to the good filling of the cavity. The results that determine the union of PA6 with TPA are the best choice considering the resin market value, elastic modulus, incorporated energy, working temperature and simulated co-injection processing of the material pair.KEYWORDSproduct development; materials selection; household items; Thermoplastic Elastomers; multi-material injection process