Lançada a Inspiration4, primeira missão espacial privada

SpaceX lança nave com 4 tripulantes financiada por um milionário

Crew Dragon C207.2 lançada com o foguete Falcon 9 FT v1.2 Bl5 B1062.3

A espaçonave Crew Dragon C207.2 decolou hoje para a primeira missão espacial tripulada exclusivamente particular da História. A nave foi lançada usando um foguete Falcon 9 FT v1.2 Bl5 número de série B1062.3 às 00:02 UTC (21:02, horário de Brasília), do Complexo de Lançamento 39A do Kennedy Space Center, na Flórida.
O lançamento da Crew Dragon foi realizado como parte do contrato de Jared Isaacman com a SpaceX, para que ele e seus companheiros (Hayley Arceneaux, assistente médica do St. Jude Hospital; a Dra Sian Proctor, professora de geologia e Christopher Sembroski, engenheiro de dados da Lockheed Martin) façam o voo espacial comercial de três dias. A nave foi colocada numa órbita inicial de 190 x 575 km, a ser circularizada nos 575 km posteriormente.

Visão da cabine durante o lançamento

A equipe escolheu os nomes de chamada (callsigns, ou nome-de-guerra) Rook para o comandante Isaacman, Leo, Hanks e Nova. Sembroski é “Hanks“, Proctor será “Leo” e Arceneaux , “Nova“.

A tripulação:

A massa de lançamento da nave C207 Crew Dragon ‘Resilience’ foi de cerca de 12.519 kg; e a massa de pouso é estimada em 9.616 kg. O apogeu será de 575 km, com período de 96 minutos e inclinação orbital de 51,6 °. O adaptador de acolagem tipo NDS, que normalmente é usado para acoplar com a Estação Espacial Internacional, foi adaptado para esta missão com um colar adaptador integrado ao sistema de engate, com uma abóboda descrita na mídia como de policarbonato (a SpaceX citou o material como três camadas acrílico PMMA) que permite vistas de 360 graus.
Após três dias em órbita, a espaçonave retornará à Terra pousando no Oceano Atlântico, sendo resgatada pelo navio de resgate GO Navigator.

Momento em que a nave se separou do segundo estágio do foguete

A massa total do foguete no momento da ignição foi estimada em 576.209 kg. A aterrissagem do estágio B1062.3 ocorreu 8 minutos 55 segundos após o lançamento, no Oceano Atlântico, a 542 km de distância de Cabo Canaveral, na balsa-drone ‘ Just Read the Instructions‘, que foi rebocada pelo navio Finn Falgout e escoltada pelo barco de suporte GO Quest. O segundo estágio deveria reentrar na atmosfera ao sul da Austrália na primeira órbita.

Visão artística da nave em órbita

Outras tripulações formadas exclusivamente por astronautas civis já foram lançadas ao espaço, diversas vezes. Algumas incluíam ex-militares não mais na ativa e, portanto, civis; outras, por técnicos, engenheiros e cientistas sem formação militar. A missão de Jared Isaacman tem muitos predicados interessantes do ponto de vista técnico e também sob olhar histórico. Será a primeira missão espacial tripulada totalmente patrocinada por iniciativa particular individual; a primeira em que todos os tripulantes não são astronautas ou cientistas espaciais profissionais e diretamente ligados à indústria espacial no momento do voo. E será a primeira realizada em caráter beneficente.

Muitos especialistas e analistas, no entanto, ponderam de que a tripulação desta nave deveria incluir um astronauta profissional. A Crew Dragon está apenas no início de sua operação, portanto, arriscar civis mesmo em um vôo de uma única órbita é, para alguns, inaceitável.

Anteriormente, a SpaceX teve o cuidado de dizer que sua órbita de 575 km estará acima de onde o Telescópio Espacial Hubble está agora (a cerca de 540 km), mas no webcast eles afirmaram incorretamente que estarão mais alto do que qualquer nave tripulada desde as Apollo. Os apogeus de lançamento e das cinco missões de manutenção do Hubble foram: STS-31: 615 km , STS-61: 576 km, STS-82: 574 km; STS-103: 609 km; STS-109: 578 km; STS-125: 578 km; e ainda houve a STS-48 (usada para lançar o satélite UARS): 576 km.

Detalhes gerais:

A cápsula já voou antes – daí a denominação “C207.2” e transportou os astronautas da missão Crew-1 em novembro de 2020 para a estação espacial internacional. O ‘core’ de primeiro estágio fez seu terceiro voo (daí “B1062.3”), tendo anteriormente lançado dois satélites GPS em voos diferentes para a Força Espacial dos EUA.

Anteontem, durante uma coletiva de imprensa com a tripulação no hangar SPH da LC-39A, Benji Reed (Diretor de Gerenciamento da Missão da Tripulação na SpaceX), respondendo a uma pergunta adicional específica sobre a duração permitida do voo, disse que esta Dragon em particular foi configurada para um voo de sete dias. A espaçonave carrega no piso da cabine um conteiner de carga ‘Single Stowage Locker’ (SSL) dos participantes do programa NASA HUNCH (High School Students United with NASA to Create Hardware). Cada conteiner é composto por aproximadamente 280 componentes, incluindo 41 peças usinadas pelos alunos e mais de 200 rebites, fixadores e rolamentos. As peças são fabricadas com alta precisão para as tolerâncias restritas exigidas de qualquer peça de equipamento certificada pela NASA para acomodar cargas.

As naves Crew Dragon em atividade atualmente foram recentemente modificadas nas oficinas da SpaceX com reforços estruturais na caixa hermética pressurizada da cabine e nos suportes periféricos, para resistir melhos às cargas mecânicas do impacto com a água no pouso, no caso da cápsula ricochetar no contato com o oceano. Os motores de emergência SuperDraco foram modificados com a substituição de algumas peças de titânio por correspondentes em aço, enquanto que os tanques foram modificados para carregar uma quantidade maior de propelente, para aumentar a estabilidade da cápsula contra os ventos horizontais em caso de ejeção, com um aumento de 10% no desempenho que dobrou as velocidades do vento de solo aos quais ela pode resistir com segurança.

O papel da NASA na missão

O suporte da NASA, estimado em US$ 1 milhão (certamente incluídos no preço pago por Isaacman) para a Inpiration4 é totalmente reembolsável e sem interferência, usando Space Act Agreements (SAA) e Commercial Space Launch Agreement (CSLA):

  • Suporte de comunicação integrada entre locais de controle de solo e entre o solo e o espaço através do Near Space Network (NSN), incluindo serviços de retransmissão espacial usando o Tracking and Data Relay Satellite System (TDRSS) (RSAA entre o Centro Espacial Goddard e a SpaceX)
  • Serviços de comunicação e transferência de dados de operações de voo entre a espaçonave Dragon e o Centro de Controle SpaceX (MCC-X) via TDRSS, incluindo o uso de código sobressalente de pseudo-ruído (pseudo-noise PN) da NASA (através de RSAA do Johnson Space Center)
  • NASA Standard Initiators and Detonators (NSIs / NSDs) vendidos para a SpaceX pelo valor de mercado sob o HQ Commercial Space Launch Act (no CSLA)
  • Oferecer oportunidade para a tripulação do Inspiration4 observar os simuladores da tripulação comercial e fornecer WB-57 para imagens de paraquedas em troca por inspeção pré-voo / pós-voo da NASA de paraquedas (sob o contrato CCP)
  • Por meio da Commercial Space Launch Act, fornecendo suporte no Centro Espacial Kennedy, incluindo:
  • Suporte de equipe de resgate de plataforma, transporte de equipamentos de voo, busca com cães e suporte de segurança de bloqueio de estrada
  • Propelentes, pressurizantes e combustíveis / oxidantes hipergólicos, equipamentos e serviços auxiliares de suporte laboratorial relacionados
  • Equipamento de suporte de vida
  • Serviços de Saúde Ambiental
  • Serviço de imagens de sistemas de aeronaves não tripuladas (Unmanned Aircraft Systems – UAS)
  • Suporte de vigilância de helicópteros no dia do lançamento,
  • Prontidão de contingência para operações de emergência e suporte de resgate de incêndio
  • Operações para convidados (suporte em sites de visualização de lançamento como OSBII, NASA Causeway, Banana Creek, etc.), incluindo crachás e transporte.

RESUMO

Tripulantes:

Comandante da nave Jared Isaacman
Piloto Dra. Sian Proctor
Médica-chefe Hayley Arceneaux
Especialista de missão Christopher Sembroski

Tripulação no cockpit da espaçonave, durante ensaios

Cada um dos tripulantes recebeu um simbolismo, um “mote”, referente a cada uma das referências que Isaacman atribuiu à missão:

Jared Isaacman

Simbolizando a “liderança”, Isaacman, fundador e CEO da Shift4 Payments, é o comandante. Isaacman começou a Shift4 quando tinha 16 anos. Em 2004, aos 21 anos, fez aulas de vôo e tornou-se piloto; após anos de treinamento, ele é certificado para pilotar aeronaves comerciais e militares. Estabeleceu vários recordes mundiais e conduziu mais de 100 shows aéreos.

Hayley Arceneaux

Simbolizando a “esperança”, Hayley Arceneaux, médica assistente do St. Jude Children’s Research Hospital, será a diretora médica. Nascida na Louisiana, ela foi diagnosticada com osteossarcoma, um câncer ósseo, aos 10 anos de idade e foi tratada em St. Jude. Ela agora trabalha no hospital com pacientes com leucemia e linfoma. Aos 29 anos, ela se tornará a mais jovem americana em órbita.

Dra. Sian Proctor

Simbolizando a “prosperidade”, a Dr. Sian Proctor é geocientista, exploradora e especialista em comunicação científica. Ela será a piloto da missão. Nascida em Hagåtña, Guam, Proctor recebeu o diploma de bacharel em Ciências Ambientais pela Edinboro University, na Pensilvânia. Mais tarde, ela frequentou a Arizona State University, obtendo mestrado em geologia e um doutorado em educação científica. A Dra. Proctor é professora de geologia no South Mountain Community College, onde também atua como oficial de educação aeroespacial para a Civil Air Patrol’s Arizona Wing.

Christopher Sembroski

Simbolizando a “generosidade”, Christopher Sembroski, engenheiro de dados e veterano da Força Aérea dos EUA, servirá como especialista da missão. Sembroski serviu anteriormente como conselheiro no Space Camp e foi voluntário para o ProSpace, uma organização sem fins lucrativos que promovia a iniciativa de voos espaciais privados. Depois de se formar na Embry-Riddle Aeronautical University com o título de Bacharel em Ciências, ele ingressou na Força Aérea dos Estados Unidos como Técnico Eletromecânico e agora trabalha na Lockheed Martin.

Postos da tripulação no cockpit – ilustração G. de Chiara

Etapas da Missão

CONTAGEM REGRESSIVA

h : min : s – EVENTO
00:45:00 – O diretor de lançamento da SpaceX verifica o abastecimento do propelente
00:42:00 – O braço de acesso da tripulação (crew access arm) é retraido
00:37:00 – O sistema de escape de lançamento do Dragon é armado
00:35:00 – Abastecimento de RP-1 (Rocket Propelant 1, querosene de grau de foguete) começa
00:35:00 – O abastecimento de LOX (oxigênio líquido) do primeiro estágio é iniciado
00:16:00 – O abastecimento da LOX do segundo estágio começa
00:07:00 – O Falcon 9 inicia o resfriamento do circuito dos motores Merlin 1D antes do lançamento
00:05:00 – Transição da nave para energia elétrica das baterias internas
00:01:00 – Comando do computador de vôo para iniciar as verificações finais de pré-lançamento
00:01:00 – A pressurização do tanque propelente para a pressão de vôo começa
00:00:45 – O diretor de lançamento da SpaceX verifica o lançamento
00:00:03 – O controlador do motor comanda a sequência de ignição do motor
00:00:00 – Decolagem do foguete

Perfil de lançamento da Crew Dragon C207.2 Resilience
Trajetória de lançamento e zona de pouso do ‘core’ de primeiro estágio no Atlântico
Zona de reentrada do segundo estágio, no Oceano Pacífico

LANÇAMENTO, ATERRISSAGEM E COLOCAÇÃO EM ÓRBITA DA NAVE
Todos os tempos aproximados

h: min: s – EVENTO
00:01:02 Zona de Max Q (momento de pico de estresse mecânico no foguete)
00:02:37 Corte do motor principal do 1º estágio (Main Engine Cut-Off -MECO)
00:02:40 Separação dos 1º e 2º estágios
00:02:41 Motor Merlin 1D Vac do segundo estágio é ligado
00:07:30 Queima de reentrada atmosférica do ‘core’ do 1º estágio
00:08:51 Desligamento do motor do 2º estágio (Second Engine Cut-Off SECO-1)
00:09:04 Ignição de pouso do 1º estágio
00:09:31 Pouso do 1º estágio na balsa-drone Just Read the Instructions
00:12:09 Espaçonave Crew Dragon se separa do 2º estágio
00:13:02 Sequência de abertura do cone do nariz do Crew Dragon inicia-se

Fases de abortamento da missão (‘stages’)A Crew Dragon tem várias opções de cancelamento durante o lançamento, separadas em etapas:
As etapas ‘1a’ e ‘1b’ são relacionadas à fase de voo do 1º estágio.
As etapas ‘2a’-‘2e’ são semelhantes, sendo relacionadas ao segundo estágio.
O segundo estágio do Falcon 9 será desativado (Second Stage Cut-off – SECO) a 8 minutos e 44 segundos em voo, colocando a nave numa órbita inicial de aproximadamente 190 x 205 km.
O cancelamento no ‘estágio 1a’ começa no momento da decolagem e resultaria em uma queda na água que se estenderia da Flórida até a costa da Carolina do Norte, com as equipes de recuperação estacionadas na Flórida e na própria Carolina do Norte, a busca e resgate chegarão à Dragon dentro de uma hora, caso ocorra um aborto nessa região.
Para as interrupções dos estágios ‘1a’ e ‘1b’, a Crew Dragon usaria seus motores SuperDraco para se impulsionar longe do Falcon 9 antes que seus propulsores Draco regulares a reorientem e estabilizem antes da abertura dos pára-quedas.
Começando com o desligamento do primeiro estágio, o mais longo dos modos de cancelamento começa na etapa ‘2a’.
Isso se estende de T + 2 minutos 32 segundos a T + 8 minutos 05 segundos e resultaria em uma aterrissagem no Oceano Atlântico em qualquer lugar da costa de Delaware, estendendo-se para o norte até as Províncias Marítimas do Canadá.
Durante um abortamento do ‘estágio 2a’, a Dragon se separaria do segundo estágio do Falcon 9, seguido por uma série de queimas progressivas dos motores de abortamento SuperDraco e dos propulsores Draco para permitir que ela chegasse a um local de aterrissagem específico no Atlântico Norte.
O ‘estágio 2b’ vem a seguir, numa janela curta que resultaria em uma queima retrógrada dos motores SuperDraco depois de se separar do segundo estágio para alcançar um local específico depois da província da Nova Escócia.
O modo seguinte de abortamento é o ‘estágio 2c’, que ultrapassa todo o caminho através do Atlântico até a costa oeste da Irlanda. Isso exigiria uma queima progressiva dos motores SuperDraco para permitir que a Crew Dragon atingisse seu alvo de pouso na água.
Abortar no ‘estágio 2d’ prevê a Crew Dragon pousando no Atlântico na costa oeste da Irlanda, mas exigiria uma queima retrógrada dos motores SuperDraco para colocar a nave nesta zona.
A interrupção final no ‘estágio 2e’ é reservada para problemas menores de desempenho no último segundo da subida orbital.
Esta é essencialmente um “abortamento para a órbita” Abort To Orbit (conhecida como manobra ATO), onde a nave dispararia seus propulsores Draco normais para alcançar a órbita ou estaria no que é conhecido como “uma órbita abaixo do planejado”, mas segura, onde poderia simplesmente continuar sua missão. Os vários modos de cancelamento serão declarados pelo controle da missão à tripulação durante o lançamento, à medida que cada novo estágio de cancelamento for atingido
Zonas de amerrissagem de emergência para um lançamento a 51,6 graus de inclinação

OBJETIVOS CIENTÍFICOS

A tripulação do Inspiration4 é a primeira missão espacial comercial tripulada exclusivamente patrocinada por um cidadão particular, e é uma iniciativa de pesquisa em medicina sobre o impacto do voo espacial no corpo humano. Uma vez em órbita, a tripulação realizará experimentos de selecionados sobre saúde e desempenho, que terão aplicações potenciais para a Medicina e durante futuros voos espaciais. Além disso, a SpaceX, o Instituto de Pesquisa Translacional para Saúde Espacial (TRISH) do Baylor College of Medicine e os pesquisadores da Weill Cornell Medicine coletarão dados ambientais, biomédicos e amostras biológicas dos quatro tripulantes antes, durante e depois do voo espacial.

A SpaceX, a TRISH e os cientistas da Weill Cornell Medicine pretendem continuar a ampliar o acesso à pesquisa da medicina espacial, tornando os dados biomédicos coletados para a missão Inspiration4 acessíveis por meio de um repositório aberto financiado e supervisionado pela TRISH que poderá ser acessado para fins de pesquisa. Capacitado pelo Programa de Pesquisa Humana da NASA, o TRISH é um instituto virtual que “encontra e financia ciência e tecnologia médica disruptiva para reduzir os riscos à saúde e ao desempenho dos exploradores espaciais”.

EXPERIMENTOS

A equipe do Inspiration4 conduzirá a seguinte pesquisa patrocinada pela TRISH:

Coleta de atividade de ECG de nível de pesquisa, movimento, sono, frequência e ritmo cardíaco, saturação de oxigênio no sangue, ruído de cabine e intensidade de luz.
Execução de uma série de testes no aplicativo Cognition para avaliar as mudanças no desempenho comportamental e cognitivo. Este aplicativo é usado atualmente por astronautas em pesquisas da NASA.
Varredura de órgãos por meio de dispositivo ultrassom Butterfly IQ +, projetado com inteligência artificial para uso por “especialistas não médicos”. Os dados coletados determinarão se leigos podem auto-adquirir imagens de grau clínico sem orientação de suporte terrestre e fornecerão uma linha do tempo das mudanças biológicas antes e durante o vôo. Este dispositivo também é usado na Estação Espacial Internacional.
Coleta e teste gotas de sangue durante o vôo para marcadores de função imunológica e inflamação, usando um dispositivo miniaturizado denominado Imunoensaio de Fluxo Vertical (Vertical Flow Immunoassay VFI).
Testes de equilíbrio e percepção pré- e imediatamente pós-vôo para medir a adaptação sensório-motora durante as mudanças de gravidade. Esses testes são realizados por astronautas no retorno de seus voos espaciais.
Arquivar, analisar totalmente e compartilhar amostras biomédicas e dados em colaboração com os investigadores da Weill Cornell Medicine e comilação de um banco de dados aberto para permitir uma maior pesquisa colaborativa.
Além disso, a SpaceX está colaborando com investigadores da Weill Cornell Medicine para realizar uma análise longitudinal e multi-omicas da tripulação, incluindo genoma, epigenoma, transcriptoma, proteoma, microbioma, metaboloma, exossomo, telômero, imunofenotipagem de célula única V (D) J e mapas de epítopos e análise de transcriptoma espacial. Essas amostras e dados serão adicionados a um ‘Biobanco’ que conterá amostras congeladas e dados da missão.

Os investigadores da Weill Cornell Medicine trabalharam em colaboração com a equipe médica da SpaceX na coleta de amostras do Inspiration4 e visam replicar muitos dos protocolos e experimentos que foram feitos no estudo de gêmeos da NASA (NASA Twins Study) e nas missões de sequenciador biomolecular. A WorldQuant está fornecendo apoio financeiro para o trabalho na Weill Cornell Medicine. O biobanco conterá alíquotas de espécimes tripulados, microbianos e ambientais coletados antes, durante e depois das missões e permitirá a pesquisa de longo prazo e o monitoramento da saúde dos astronautas.

CARGAS COMEMORATIVAS E ÍTENS PARA LEILÃO

As cargas comemorativas incluirão a primeira música NFT a ser tocada em órbita, criada pela banda de rock Kings of Leon. Um NFT ( Non-Fungible Token) é um ativo digital armazenado em blockchain. O NFT, uma performance nunca antes lançada de “Time in Disguise” do álbum mais recente da banda, está entre os itens que entrarão em órbita e depois sserão leiloados no YellowHeart para apoiar o St. Jude Children’s Research Hospital e sua campanha de arrecadação de fundos de US$ 200 milhões. ” Hayley Arceneaux, oficial médica da missão, jogará o NFT a bordo do veículo SpaceX Dragon.

Os itens do leilão de carga útil do Inspiration4 também incluirão uma variedade de itens “culturalmente significativos” doados à St. Jude, incluindo:

Jaquetas da missão com obras de arte de pacientes de St. Jude e obras originais dos membros da equipe da Inspiration4, criadas pelo artista co-fundador da Space for Art Foundation Ian Cion e pela astronauta aposentada Nicole Stott, e feitas à mão pelo produtor de réplicas Ryan Nagata. Também 33 quilos de lúpulo que, na volta, serão usadas para fazer uma cerveja por cervejeiros da Samuel Adams. Como parceiro da Inspiration4, Adams comprometeu uma doação $ 100.000 para o St. Jude. Um conjunto de caneta Fisher e moeda espacial do 50º aniversário da Apollo 11 contendo um pedaço de material da Apollo.

Um ‘ukulele’ da Martin Guitar que Chris Sembroski vai tocar no espaço. Cinquenta NFTs de arte de 50 artistas serão leiloados na plataforma Origin Protocol em colaboração com a Subtractive, incluindo um NFT que a Dra. Sian Proctor trará ao espaço que também já havia viajado para as Fossas Marianas, tornando-se a primeira obra de arte esteve nas profundezas do oceano e, em seguida, entrou em órbita. Um conjunto de brinquedos STEM de plástico e pelúcia baseados nos cinco personagens da série de animação “Space Racers”. Um mini-astronauta de pelúcia que será entregue ao licitante vencedor com uma coleira original desenhada pelo artista Romero Britto. A recente revista TIME com capa dos quatro membros da tripulação que eles autografarão após o retorno à Terra.

A IWC Schaffhausen projetou e doou quatro relógios com temas espaciais exclusivos que representam os valores de Liderança, Esperança, Generosidade e Prosperidade. Os relógios “Pilot’s Watch Chronograph Edition Inspiration4” serão usados ​​pelos quatro tripulantes, antes de serem leiloados. Instrumentos de escrita StarWalker da Montblanc e artigos de papelaria para a tripulação escrever.

O leilão começa na quinta-feira, 9 de setembro, e vai até novembro, com diferentes itens disponíveis. Todos os itens podem ser licitados visitando stjude.org/inspiration4.

ESPAÇONAVE C207 ‘RESILIENCE’

Crew Dragon C207

A Crew Dragon foi projetada para voar de forma autônoma, mas a tripulação podem monitorar o desempenho das manobras, como a aproximação e acoplagem com uma estação espacial, por exemplo.

Seu peso fica em torno de 9.500 a 12.500 kg. A massa total nave C207 deve estar em cerca de 12.300 kg. O foguete inteiro deve pesar 595.000 kg. A nave leva mais de 200 kg de carga e pode trazer cerca de 150 kg, embora esse valor esteja sujeito a alterações. A cápsula  é equipada com uma seção de tronco com painéis solares atualizados com o objetivo de estender a limitação de cerca de 120 dias em órbita. Os painéis atualizados devem mitigar a degradação das células solares, permitindo permanecer em órbita por até seis meses atendendo aos requisitos de missão da NASA.

COMPOSIÇÃO DA NAVE

A Dragon é composta de dois elementos principais: a cápsula, projetada para transportar tripulação e carga crítica pressurizada, e o compartimento de carga (“trunk”-tronco), que é um “módulo de serviço” não pressurizado. A cápsula é subdividida em seção pressurizada, seção de serviço e cone do nariz, que é aberto uma vez em órbita e fechado antes da reentrada. Perto da base da cápsula, mas fora da estrutura pressurizada, estão os propulsores Draco, que permitem manobras orbitais. Propulsores Draco adicionais estão alojados sob o cone do nariz, junto com os sensores de navegação e controle de orientação (GNC) da nave.

CÁPSULA

A cápsula é construída em aluminio-litio com aço, inconel, fibra de carbono e materiais plásticos. A Crew Dragon, projetada desde o início para ser um dos veículos espaciais mais seguros já construídos, se beneficia da herança de voo da versão atual de carga (Cargo Dragon), usada para reabastecer a estação espacial. A nave tem 8,10 metros de comprimento e um diâmetro maximo de 3,88 metros na cápsula (3,66 metros no tronco). A cabine foi projetada com duas janelas para que os passageiros possam ver o exterior diretamente de seus assentos. A nave possui um Sistema de Controle Ambiental e Suporte à Vida (ECLSS) que garante um ambiente confortável e seguro para os membros da tripulação.

Durante a viagem, os astronautas a bordo podem definir a temperatura interior da cabine entre 18 e 27 graus C.

O sistema de suporte vital armazena oxigênio gasoso para consumo metabólico e para o traje espacial durante uma emergência envolvendo uma cabine despressurizada. Este usa nitrox, uma mistura de 23% de oxigênio e 77% de nitrogênio, para uma variedade de aplicações, incluindo verificações de vazamentos de traje, compensar vazamentos de ar etc. Um outro uso do nitrox é também resfriar o ar da cabine e do traje durante a reentrada, já que o sistema de controle térmico da cápsula é limitado durante esta fase de vôo. Sob o piso, o oxigênio e o nitrox são armazenados em dois pacotes de três recipientes de pressão. Os tanques são baseados nos tanques de oxigênio do veículo de retorno de tripulação da NASA X-38 e são projetados e qualificados para os padrões da NASA.

O sistema de controle de pressão incorpora três elementos principais para manter a pressão da cabine dentro dos requisitos. Estas são as válvulas de ventilação ativa, a válvula de alívio de pressão positiva e a válvula de alívio de pressão negativa. Além disso, a espaçonave tem um plugue de equalização de pressão manual em cada escotilha para permitir que indivíduos fora da cápsula equalizem manualmente a pressão. Todas as válvulas e plugues normalmente permanecem destampados durante a missão, incluindo o tempo na estação, mas as tampas são fechadas caso haja suspeita de vazamento.

Esquema do sistema de suporte ambienal da Crew Dragon

Em uma contingência envolvendo uma despressurização, as duas válvulas de repressurização de cabine são abertas para compensar o vazamento e tentar manter a pressão acima de 8 psia.
Outra contingência em que os AVVs são utilizados é numa atmosfera interna contaminada resultante de um incêndio. Se os níveis de produtos de combustão tóxicos estiverem acima de um limite definido, a cabine é purgada com nitrox usando as válvulas primárias enquanto os AVVs mantêm uma pressão da cabine de 8,0-8,5 psia. Se a atmosfera estiver ainda mais contaminada, ela pode ser ventilada para quase vácuo e substituída por nitrox limpo usando os conjuntos de válvula de repressurização.

A sua proteção térmica é formada pelo material “phenolic impregnated carbon ablator” – ablator de carbono impregnado fenólico ( PICA-X) que é usado para o escudo principal. Cerca de 45 peças quadradas são usadas. Eles têm 8 centímetros de espessura e cada um pesa cerca de um quilo. Aproximadamente 1 centímetro é uma camada de carbono, 1 centímetro adicional é de material pirolizado e os seis centímetros restantes são efetivamente material virgem.

Banheiro da espaçonave

A camada extra virgem é necessária para isolar a estrutura e o adesivo usado para colar os “ladrilhos” do calor da reentrada. Mantas de isolamento de tensão separam as peças do casco principal da cápsula. Essa estrutura de apoio é de material “composite”. É provável que os ladrilhos em si não sejam reutilizáveis após a submersão em água, mas fontes ligadas à fima fornecedora Fiber Materials Inc disse que nunca havia testado uma reutlização após exposição à agua salgada. O SPAM-Lite ( SpaceX Proprietary Ablator Material Lite – Material Ablativo Leve Proprietário da SpaceX) é usado na maior parte do escudo lateral. É uma espuma sintética de polímero de silicone com pequenas esferas de sílica com cerca de 5 centímetros de espessura. Esta camada externa é degradada pela exposição ao oxigênio atômico em órbita, já que a atmosfera tênue no regime orbital acima de 90% de oxigênio atômico.

Espaçonave com o cone de nariz fechado para lançamento

Grande parte da descoloração do SPAM observada nas fotos pós-reentrada parece ser por esta erosão, e não tanto pelo aquecimento da reentrada. O XIRCA (material ablativo de cerâmica refratária impregnada com silicone SpaceX), de forma flexível, é usado como preenchimento de lacunas. Um material resinoso é usado para revestir o XIRCA. Parece ser o mesmo material usado para preencher os orifícios dos parafusos nos painéis dos SPAM. Já um material prateado é usado na borda externa do escudo principal, sendo um tipo de resina impermeabilizante.

Espaçonave com o cone de nariz aberto em configuração de voo orbital

No topo da capsula está um sistema de acoplagem NDS andrógino, sobre o qual para esta missão foi adaptada a cúpula de observação, cujo acesso é feito através da escotilha superior, que tem um diâmetro de 800 milímetros. A SpaceX diz que a cúpula é de “vidro”, mas Elon Musk confirmou que na verdade é de poli metacrilato de metila ( PMMA ), também conhecido como acrílico, perspex ou plexiglass. É um termoplástico transparente frequentemente usado em forma de folha como uma alternativa leve ou resistente a estilhaços ao vidro.

A cabine (cockpit) tem 9,3m3 de espaço interno, sendo equipada com quatro assentos anatômicos feitos de aluminio e fibra de carbono suspensos em amortecedores. Embaixo dos assentos estão suportes para fixação de cargas. A porta de acesso lateral (para entrada e saída da tripulação) abre para fora, sustentada por dois braços hidráulicos que giram para cima. Uma fechadura de abertura externa fica à direita, num rebaixo quadrado de 12 cm de profundidade, equipado com uma alavanca de acionamento.

Cúpula de observação em três camadas

Uma serie de parafusos explosivos existe para descartar o cone do nariz (em órbita), caso ele não feche ao comando. O cone do nariz não é necessário para proteger o conjunto frontal na reentrada, mas se ele emperrar na posição aberta, impedirá o retorno. Daí a capacidade de ejetar manualmente o cone do nariz. Também existem parafusos pirotécnicos nos sistemas de paraquedas. Um conjunto deles detona os paraquedas de estabilização e os extratores (“drogues”), e outro conjunto serve para cortar os cordames dos paraquedas principais . Esses são usados no caso de o computador de vôo deixar de desconectar automaticamente os paraquedas após a queda na água. A falha em descartar os pára-quedas após o pouso pode levar a cápsula a ser arrastada no mar por centenas de metros se um deles for soprado pelo vento.

Painel de comando com telas touchscreen e comandos mecânicos na parte inferior

Motores

Os motores da nave estão todos instalados na cápsula da tripulação. São os “Draco” para manobra e controle geral e os “SuperDraco” para escape de emergência. Os Dracos (ou propulsores ‘reaction control system’ RCS – sistema de controle a reação) na parede lateral da cápsula são cobertos com uma cobertura do tipo “rip-off”. Servem para evitar danos às tubeiras antes do lançamento. As instalações sanitárias, rudimentares, estão localizadas atrás de um painel privativo.

As coberturas dos Dracos são geralmente arrancadas pela corrente de ar em algum momento durante a subida através da densa atmosfera inferior. Os desesseis Dracos, cada um queimando ~ 0,13 kg / s, geram 400 newtons de empuxo usando uma mistura hipergólica de monometil-hidrazina e tetróxido de nitrogênio. Os SuperDracos (como propulsores de emergência) são cobertos com plugues de descarga projetados para permanecer no local durante toda a fase de lançamento, operações no espaço, reentrada e aterrissagem. Sua função é proteger os motores contra a intrusão de água do mar nas operações de recuperação e subseqüentes.

Os SuperDraco são  agrupados em quatro pares , com cada motor capaz de produzir 71 quilonewtons de empuxo, sendo alimentados pelo mesmo propelente dos Draco. Num evento de emergência, os SuperDraco queimam propelente 200 vezes mais rápido que os Draco. A câmara de combustão é impressa em Inconel, uma liga de níquel e ferro, usando um processo de sinterização direta de metal a laser. Os plugues de proteção dos SuperDracos contra a invasão da água do mar são importantes, pois os motores são peças caras e, portanto, serão reutilizados em outras Crew Dragons. Prevenir sua exposição desnecessária ao reentrar na atmosfera e na água do mar ajuda significativamente a sua reutilização. Eles só são literalmente explodidos na eventualidade de os SuperDracos serem realmente usados – num aborto no lançamento.

 Já os motores Dracos comuns são muito mais baratos e só são reutilizados quando não sofreram muitos danos devido ao uso no espaço, ao reentrar no aquecimento e à exposição à água do mar. Em naves Cargo Dragons reutilizadas, um número significativo desses motores foi substituído por novos. Como tal, o termo “reutilizado” para as Cargo Dragons é incorreto. “Reconstruído” está mais de acordo com a realidade. A nave opera apenas em órbita baixa. Isso significa que fica sob a luz do sol por apenas 45 minutos, seguido por 45 minutos sem luz solar. O sistema de radiadores é usado para trocar calor e manter os sistemas em temperatura apropriada sem dificuldades.

A nave possui o sistema de propulsão e uma série de paraquedas que podem ser ativados instantaneamente a partir do momento em que são armados na plataforma de lançamento até a inserção orbital. A nave é altamente automatizada. Durante a fase de subida, a tripulação apenas assiste os sistemas. Toda a subida à órbita é totalmente automatica, incluindo todos os modos de cancelamento. Não há interruptores ou joysticks, à exceção de uma alça em forma de “T” para detonação do sistema de escape manual. Mas a desativação manual do modo de emergência automático é aplicável apenas antes de um comando automatico de aborto da missão ser acionado. Não pode ser usado para finalizar uma opção de cancelamento que está em processo de execução.

A única coisa que a equipe pode fazer para intervir na subida controlada por computador é usar o recurso de abortamento manual. Os sistemas são tão sofisticados que, no momento em que o cérebro humano pode processar os alarmes que está ouvindo e decidir executar um abortamento manual, os aviônicos já identificaram a falha, decidiram que um abortamento é necessário, acionaram os parafusos de retenção e acenderam os motores de emergência.

A Crew Dragon já estará longe do Falcon 9 e antes que o comandante possa falar a palavra “abortar”. Os modos de intervenção manual em órbita são, por exemplo, controlar manualmente a aproximação com a ISS ou intervir manualmente nas fases finais do engate. Há também uma opção para fazer a manobra de sair de órbita em modo manual. Mas a própria fase de descida, incluindo os estágios de entrada na atmosfera e abertura dos pára-quedas, é totalmente autônoma.

TRONCO – ‘TRUNK’

O tronco da Dragon faz a ligação da cápsula com o Falcon 9 em sua ascensão ao espaço. Em órbita, metade do tronco contém um painel solar e a outra metade um radiador que rejeita o calor. Tanto o radiador quanto o painel solar são portanto montados no exterior, que permanece preso à Dragon até pouco antes da reentrada, quando o tronco é descartado.

Falcon 9 B1062.3

Foguete

Foguete F9 v1.2 BL5 B1062.3

O primeiro estágio do Falcon 9 incorpora nove motores Merlin e tanques de liga de alumínio-lítio contendo como propelente oxigênio líquido e o chamado querosene “de grau de foguete” (RP-1) resfriado para ficar mais denso. Após a ignição, um sistema de retenção na plataforma garante que todos os motores sejam verificados quanto ao desempenho de empuxo antes que o foguete seja liberado para o vôo. O Falcon 9 gera mais de 750 toneladas de empuxo no nível do mar, mas produz mais de 890 t no vácuo. Os motores são acelerados gradualmente perto do final do voo do primeiro estágio para limitar a aceleração do veículo à medida que a massa do foguete diminui com a queima de combustível. O interestagio é uma estrutura de material „composite‟ que conecta o primeiro e o segundo estágio e contem o sistema de liberação e separação.

O Falcon 9 usa um sistema de separação de estágios totalmente pneumático para um afastamento altamente confiável e com baixo choque que pode ser testado no solo, diferentemente dos sistemas pirotécnicos usados na maioria dos veículos lançadores. O Falcon 9 está equipado com um Sistema de Terminação de Vôo Autônomo para ser usado no caso improvável de o foguete sair do curso ou deixar de responder. As pernas de aterrissagem em fibra de carbono e as aletas de grade (grid fins) hipersônicas, fechadas durante a subida, são dois dos elementos críticos essenciais para garantir uma aterrissagem segura e bem-sucedida do primeiro estágio do foguete.

Foguete F9 v1.2 BL5 B1062.3 com seus componentes separados

 O segundo estágio tem um motor Merlin D Vac com 95tf de empuxo funcionando com oxigenio liquido e querosene. Uma pequena seção de 70 cm de altura conecta o topo do segundo estágio com a borda inferior do tronco da nave espacial.

O foguete tem uma altura de 65,74 metros, uma massa média no lançamento de 59o.000 kg , capacidade de carga util em órbita baixa de 22.800 kg e um diâmetro médio de 3,66 metros.

Traje pressurizado da SpaceX

Traje espacial

A SpaceX projetou seu traje espacial para os astronautas usarem dentro da espaçonave enquanto voam de e para a estação espacial e para garantir sua segurança enquanto operam em órbita baixa da Terra. O traje é feito sob medida e foi projetado para ser funcional, leve (cerca de 9,1 kg) e oferecer proteção contra despressurização em potencial. Um único ponto de conexão, na coxa do traje, conecta sistemas de suporte à vida, incluindo conexões de ar e energia. O capacete é fabricado de forma personalizada usando a tecnologia de impressão 3D e inclui válvulas integradas, mecanismos para retração e travamento da viseira e microfones dentro da estrutura. O traje visa proporcionar um ambiente pressurizado para o astronauta a bordo em situações atípicas, como a despressurização da cabine.

Traje pressurizado

O traje é vestido por uma abertura com ziper, do tipo de roupa de mergulho, na parte da virilha, abrindo em todo o comprimento do lado interior das “calças”. O fecho funciona com duas “franjas” de borracha, forçadas juntas pelos dentes do zíper. A extremidade do zíper onde a aba de puxar termina usa as superfícies internas de duas flanges, nas superfícies interna e externa, para comprimir a borracha ao redor da abertura, para garantir o selo hermético.

Esse traje também contem os sistemas de comunicação e refrigeração a bordo durante o voo regular. Recursos adicionais incluem : Capacete rígido com viseira móvel impresso em 3D, luvas compatíveis com tela sensível ao toque , camada externa resistente a chamas, proteção auditiva durante subida e reentrada. O traje tem um ponto de conexão único entre a roupa e o sistema de suporte vital. O umbilical é conectado no assento e fica ligado na placa de conexão na coxa do lado direito do traje. Ganchos no calcanhar da bota que prendem os pés ao apoio (pedal) do assento. Os trajes de pressão a serem usados por esta tripulação apresentam modificações em relação aos primeiros trajes da SpaceX: as botas tem capas externas mais altas e o design diferente; há diferentes pregas nos joelhos, e diferentes padrões de costuras ao redor. A bandeira dos EUA está no ombro esquerdo enquanto o emblema da missão no direito.

Author: homemdoespacobrasil

Sua referência em Astronáutica na internet

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