NASA: missão USCV-3/Crew-3 lançada com sucesso

Crew Dragon C210.1 Endurance lançada com o foguete Falcon 9 FT v1.2 Bl5 B1067.2

A espaçonave da SpaceX Crew Dragon C210 ‘Endurance’ foi lançada usando um foguete Falcon 9 FT v1.2 Bl5 B1067.2 em 11 de novembro de 2021, às 02:03 UTC (23:03, horário de Brasília), do Complexo de Lançamento 39A do Kennedy Space Center, na Flórida. A espaçonave entrou em órbita inicial de 201 km de altitude média, inclinada em 51,66 graus, e vai se acoplar em 20 horas com a estação espacial internacional.
      A tripulação da Crew Dragon inclui os americanos comandante Raja Chari, piloto especialista Thomas Marshburn e especialista de missão Kayla Baron, e o especialista de missão alemão Matthias Maurer. O lançamento foi realizado como parte do programa tripulado comercial da NASA num contrato com a SpaceX, que é o desenvolvedor da espaçonave e do veículo de lançamento.
      A cápsula de descida reutilizável da espaçonave fará seu primeiro vôo para a ISS. Está sendo usada pela primeira vez. O primeiro estágio reutilizável B1067.2 do veículo lançador pousou verticalmente no Atlântico, na barca-drone A Shortfall of Gravitas (ASOG), 9 minutos e 34 segundos depois da decolagem.
      A tripulação da espaçonave trabalhará na ISS por cerca de seis meses como parte da equipe da estação. A Crew Dragon irá acoplar automaticamente com a ISS, na porta frontal do módulo Harmony do segmento americano na noite do dia 11, por volta de 20:00 de Brasília.

Posição dos tripulantes no ‘cockpit’ da nave

A missão Crew-3 é a terceira de seis missões tripuladas que a NASA e a SpaceX farão como parte do Programa de Tripulação Comercial da agência. O recente problema ocorrido com o paraquedas da espaçonave Enderavour C206 durante sua amerrissagem, quando uma cúpula demorou a se abrir, não foi considerado importante a ponto de adiar o lançamento da Crew-3. A operação sistema de desfraldamento (reefing) do paraquedas foi analisada e considerada dentro dos parâmetros esperados e as inspeções do paraquedas da Crew-2 não revelaram nada inesperado; de acordo com Bill Gerstenmaier, a SpaceX trocou a balsa drone de recuperação para a Crew-3; ao mesmo tempo, a ISS realizou uma manobra para evitar detritos (restos de um satélite chinês desativado) pouco antes do lançamento; espera-se que isso não tenha impacto no horário de lançamento, já que a mudança na órbita da ISS está dentro das capacidades de compensação dos motores da espaçonave.

Tripulantes no momento da entrada em órbita

Os astronautas americanos Chari e Marshburn foram adicionados em 14 de dezembro de 2020 à tripulação, junto com Maurer. O quarto assento foi deixado em aberto na expectativa de que um cosmonauta russo o tomaria, marcando o início de um acordo que veria a NASA e a Roskosmos trocarem assentos nos Soyuz e Comerciais americanos, embora em abril de 2021 O então chefe em exercício da NASA, Steve Jurczyk, dissera que esse acordo dificilmente começaria depois do lançamento da Crew-3. O quarto assento foi atribuído a Kayla Barron em maio de 2021.

Esquema de lançamento até a aproximação e acoplagem com a ISS

A terceira missão operacional da SpaceX no Programa de Tripulação Comercial foi originalmente programada para lançamento em 31 de outubro de 2021. No entanto, foi adiada para 3 de novembro devido ao clima desfavorável no Oceano Atlântico, e, em seguida, adiada para 7 de novembro de 2021 devido a um pequeno problema médico com Kayla. Por conta do mau tempo esperado, foi novamente adiado para 9 de novembro. Devido aos atrasos, a NASA considerou retornar com os astronautas da Crew-2 antes do lançamento da Crew-3, sendo assim a primeira transferência indireta da tripulação da estação espacial para este tipo de nave. De acordo com a NASA, a agência decidiu trazer os astronautas do Crew 2 antes de lançar seus substitutos. A Crew-2 partiu da estação em 8 de novembro e aterrissou no dia 9. O segmento europeu da missão, a ser realizado por Matthias, é denominado “Cosmic Kiss”.

A espaçonave foi modificada com um aumento de 10% no desempenho do motor de aborto que dobrou as velocidades do vento de solo aos quais ela pode resistir com segurança. Além disso, a espaçonave agora tem uma capacidade de “circular” a ISS, que permite que o exterior da estação seja inspecionado e fotografado.

Perfil de lançamento da Crew Dragon C210

Os trajes de pressão usados por esta tripulação apresentam modificações inauguradas na missão anterior: as botas com capas externas mais altas e o design diferente; diferentes pregas nos joelhos, e diferentes padrões de costuras ao redor. As bandeiras nacionais estão no ombro esquerdo ao invés do direito.

Maurer, Marshburn, Chari e Baron no cockpit

O navio de apoio da SpaceX, “Doug”, rebocou a balsa-drone ASOG para o local de pouso no oceano Atlântico para o ‘core’ de primeiro estágio do B1067.2; a frota de suporte inclui o navio Bob.
A separação da nave do segundo estágio ocorreu a 11 minutos e 58 segundos após o lançamento. Acoplamento com a ISS em 12 de novembro às 00:10 GMT , no adaptador de acoplamento – IDA-2 no PMA-2 do módulo Harmony. A duração da missão deve ser de cerca de 6 meses.

Core B1067.2 pousa na balsa-drone ASOG

Cargas úteis

A bordo da Dragon estão mais de 200 kg de suprimentos e equipamentos, incluindo mais de 75 kg dos quais eles usarão para conduzir experimentos a bordo da estação espacial. Aqui segue a descrição de algumas das pesquisas conduzidas pela tripulação em órbita.

Orientação portátil de nave espacial: O Smartphone Video Guidance System (SVGS), criado como uma colaboração entre o Marshall Space Flight Center em Huntsville, Alabama, e o Florida Institute of Technology em Melbourne, está prestes a fazer um teste na estação espacial. O SVGS é uma implementação comercial de baixo custo de sensores avançados projetados para encontro automatizado e captura de espaçonaves. O sistema usa uma câmera para capturar imagens de um farol LED de quatro pontos e analisa o padrão dos pontos iluminados nas imagens para determinar o alcance e a orientação do alvo em relação ao quadro da câmera. O sistema será implantado e testado usando instalação Astrobee da estação, que usa robôs que voam livremente para testar novas tecnologias e softwares. Se for bem-sucedido, o software pode permitir o uso futuro em formações de várias espaçonaves CubeSats ou outros pequenos satélites, demonstrando as vantagens potenciais desta tecnologia em outras operações de proximidade robótica, como rendezvous e acoplagem.
O sistema Astrobee consiste em três robôs autônomos e uma estação de acoplamento para uso dentro da ISS. É um drone autônomo movido por helices e opera em todo o segmento dos Estados Unidos (USOS) usando navegação baseada em visão. Os robôs autônomos são operados remotamente a partir do solo.
A instalação Astrobee permite a pesquisa da tecnologia de vôo livre robótico em microgravidade e é usada para testar a visão computacional, a manipulação robótica, os algoritmos de controle e a Interação Humano-Robô (HRI). As câmeras e sensores realizam o monitoramento da equipe, atividades de amostragem, gerenciamento de logística e outras tarefas de rotina, permitindo assim que os astronautas dediquem seus esforços a outras funções científicas e de engenharia. Cada robô voador livre é capaz de acomodar até três cargas úteis com conexão mecânica, eletricidade e conectividade de dados.

O sistema SVGS calcula a posição de seis estados e o vetor de orientação de um alvo em relação a um sistema de coordenadas conectado ao smartphone. A estimativa da posição e atitude do alvo em relação ao sistema de coordenadas da câmera começa com a captura da imagem do conjunto de alvos iluminados. A posição de atitude em seis graus de liberdade (“6-DOF”) e o vetor de são estimados usando técnicas de fotogrametria geométrica, onde todo o processamento de imagem e estimativa de estado são realizados no smartphone, aliviando a carga computacional em um computador de controle de movimento. No SVGS, o cálculo de estado completo, incluindo captura, processamento de imagem e derivação de estado relativo, é realizado num dispositivo Android, e o estado relativo de 6-DOF é derivadi. O estado computado pode então ser usado por outros aplicativos ou passado para outros aviônicos um bordo de um pequeno satélite como dados de entrada para as funções de orientação, navegação e controle. “Os principais fatores que tornam o SVGS atraente para pequenas aplicações por satélite também o tornam atraente para as missões de exploração humana, em que as naves espaciais precisam se acoplar a uma variedade de plataformas”, disse o investigador principal do SVGS, Dr. Hector Gutierrez, do Instituto de Tecnologia da Flórida. “O nicho para um sensor de operações de proximidade para aplicações espaciais está aberto atualmente. A demonstração na estação espacial é um marco importante para posicionar o SVGS nessa função. ”

Melhores dietas: O voo espacial afeta o corpo humano de várias maneiras, incluindo o funcionamento do sistema imunológico. A investigação da Fisiologia Alimentar Food Physiology documentará se os efeitos das melhorias na dieta também melhoram a função imunológica e o microbioma intestinal e se essas melhorias podem ajudar as tripulações a se adaptarem melhor aos voos espaciais. Uma compreensão aprimorada dos efeitos dos alimentos na fisiologia da microgravidade pode ajudar os cientistas a continuar a melhorar a dieta dos voos espaciais e a saúde da tripulação. Uma vez em órbita, os astronautas coletarão amostras biológicas para fornecer dados aos cientistas de volta ao solo para um estudo contínuo de como as mudanças na dieta afetam a vida na microgravidade.

Crescimento Uniforme de Cristal de Proteína (Uniform Protein Crystal Growth UPCG) está planejado para subir a bordo da Crew-3 e retornar à Terra depois na Crew-2. O estudo visa cultivar um lote de nanocristais quase perfeitos de RNA riboswitch, que é responsável por ligar e desligar genes individuais. Depois de voltar a bordo da Crew Dragon, os pesquisadores planejam analisar rapidamente esses nanocristais usando o laser de elétrons livres de raios-X (XFEL), uma tecnologia de imagem atômica que permite aos usuários criar um filme das mudanças estruturais que ocorrem durante um período crítico que dura apenas milissegundos. Este processo não foi observado devido à incapacidade de fazer crescer cristais grandes o suficiente no solo. As descobertas podem ajudar os pesquisadores a entender melhor o processo de troca de genes, bem como avançar a própria tecnologia XFEL.

Monitorando a saúde do astronauta – o Spaceflight Standard Measures (SSM) é um conjunto de medições biológicas tiradas de membros da tripulação para caracterizar os efeitos de viver e trabalhar no espaço. As medidas padrão incluem medições fisiológicas, psicológicas e químicas que quantificam a saúde e o desempenho da tripulação ou do sujeito antes, durante e depois do vôo. Os dados são arquivados e disponibilizados para estudos futuros que podem melhorar a compreensão sobre como o corpo humano se adapta à microgravidade. Suprimentos adicionais para este experimento serão lançados com o Crew-3, que então participará da coleta de dados a bordo da estação.

Exercício eficiente – na Terra, os músculos precisam trabalhar constantemente contra a gravidade, o que permite que eles cresçam mais fortes ou mantenham a força naturalmente. Para prevenir a atrofia muscular e a perda óssea resultante na microgravidade, os astronautas se exercitam por cerca de duas horas e meia todos os dias. O estudo EasyMotion da ESA pretende aumentar a eficiência deste exercício através da estimulação elétrica muscular (electrical muscle stimulation EMS), uma técnica de fortalecimento em que os músculos são estimulados pela aplicação de impulsos elétricos. O EasyMotion combina exercícios direcionados com a tensão muscular subjacente obtida usando EMS para aumentar a eficiência do exercício. Na estação espacial, Maurer usará um traje EMS especializado, lançado a bordo do Dragon para complementar seu programa de exercícios de corrida, ciclismo e treinamento de força.

Além dos experimentos carregados a bordo da Dragon, os astronautas da Crew-3 vão conduzir experimentos adicionais e demonstrações de tecnologia durante sua missão. A Crew-3 é importante para o teste de novas atualizações para o Sistema de Controle Ambiental e Suporte de Vida (environmental control & life support system – ECLSS) da estação espacial, incluindo o banheiro recém-instalado, o Brine Processing Assembly (unidade de processamento de salmoura), purificadores de dióxido de carbono e dois novos sensores de hidrogênio programados para chegar a bordo de uma Cargo Dragon no final de dezembro. Tripulações de astronautas em missões de exploração de longa duração precisarão de sistemas ECLSS para recuperar cerca de 98% da água que trazem no início de suas viagens.

Os sistemas atuais de recuperação de água na urina utilizam destilação produzem uma salmoura. O processador Brine Processing Assembly receberá esse efluente contendo água e extrairá a água restante. Uma vez instalado no módulo Tranquility da estação, o BPA bombeará salmoura do Conjunto do Tanque de Filtro de Reciclagem Avançada da UPA em uma ‘bexiga’ de membrana dupla. Essa bexiga vai passar o vapor d’água seletivamente para a atmosfera da cabine. Uma vez na atmosfera, a água é retirada do ar por meio de outra parte do Sistema de Recuperação de Água, um trocador de calor de condensação. O trocador de calor enviará essa umidade de volta para o Conjunto de Processamento de Água, onde será convertida de volta em água potável. As ‘bexigas’ usadas do BPA contendo a salmoura seca resultante serão removidas e armazenadas e, eventualmente, descartadas ou devolvidas à Terra para estudo. Com este conjunto de processador de salmoura, espera-se recuperar água adicional da salmoura produzida pelo processador de urina, de forma que a recuperação geral de água fique perto de 98%.

Eles também planejam testar a impressão de fibra óptica e uma impressora tipo ‘bioprinter’ portátil e estudar o endurecimento do concreto entre algumas das mais de 200 investigações durante seu tempo em órbita.

Espaçonave C210 ‘Endurance’

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 C210 na missão USCV-3 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.

Espaçonave com o cone de nariz fechado para lançamento – ilustração G. de Chiara
Espaçonave com o cone de nariz aberto em configuração de voo orbital – ilustração G. de Chiara

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 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.

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, semelhantes às usadas no Space Shuttle para conectar os ladrilhos TPS à estrutura, 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. (As proteções térmicas das Cargo Dragon mostraram um conteúdo significativo de sal – acima de 25% em massa – na camada de carbono, indicando uma penetração significativa de água.) 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, feita de polímero de silicone com pequenas esferas de sílica embutidas. Tem 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 da ISS é acima de 90% de oxigênio atômico (descoloração semelhante pela mesma causa é visível nas mantas térmicas do Shuttle, Soyuz e ISS, principalmente nas bordas das escotilhas).

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.

No topo da capsula está um sistema de acoplagem NDS andrógino, de tecnologia de “baixo impacto” , que suporta engate automatico e manual e tem parafusos explosivos para separação de emergência. Uma vez acoplado, a interface do NDS pode transferir energia, dados, comandos, ar, comunicação e, em futuras versões, poderá transferir água, combustível, oxidante e gás pressurizador. A escotilha tem um diâmetro de 800 milímetros. 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 ligados às paredes. 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.

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.

Sistema de acoplamento

A SpaceX construiu seu sistema de acoplagem usando o sistema “NDS” como ponto de partida para desenvolver sua versão. Modelos do NDS IDD foram disponibilizados pela NASA. Isso permitiu à SpaceX criar sua versão de um sistema compatível em um período de tempo muito curto.

O sistema NDS da Dragon se acopla ao anel de engate instalado no adaptador IDA (International Docking Adapter) que está ligado na ponta do compartimento PMA 3 no módulo Harmony. O NDS usa um novo componente de amortecimento de contato, chamado SIMAC (Soft Impact Mating Attenuation Concept), que é um design não proprietário, essencialmente baseado no APAS-95 russo, mas com um anel de captura suave mais estreito. O adaptador é compatível com o International Docking System Standard (IDSS).

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.

A Crew Dragon foi projetada com três 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.

A nave possui um avançado sistema de propulsão com oito motores SuperDraco 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.

 A nave tem sensores eletromagnéticos (EM) baseados em espectro de comprimento de onda visível e infravermelho que incluem câmeras padrão, infravermelhas (IR) e sistemas de luz, detecção e alcance (Light Detection and Ranging ou LIDAR). O sistema de aproximação usado pela nave é o DragonEye, um LIDAR que produz imagens tridimensionais com base na quantidade de tempo necessária para que um único pulso de laser do sensor atinja o alvo e retorne, fornecendo informações de alcance e posição da Dragon para a ISS.

A DragonEye Space Camera é uma FLC (Flash LIDAR camera) 3D leve, de (11,2 x 11,9 x 12,2 cm), capaz de capturar uma gama completa de 128×128 pixels em cada quadro, até 10 quadros por segundo, permitindo um alcance 3D de 16.300 dados e pontos de intensidade a serem gerados como imagens em nuvem de pontos 3D ou fluxos de vídeo em tempo real.

O DragonEye consiste em três componentes principais: o mecanismo do sensor 3D, o iluminador a laser com lente / difusor e os sistemas de resfriamento integrado ao casco externo. Desenvolvido em apenas 10 meses, do conceito ao hardware final, o DragonEye foi entregue ao Centro Espacial Kennedy da NASA em 16 de fevereiro de 2009, para integração com o Space Shuttle Endeavour, para ser testado e validado numa missão à ISS. As câmeras padrão oferecem a capacidade de detectar passivamente o alvo, mas exigem condições de iluminação adequadas. As câmeras de infravermelho permitem a detecção e rastreamento de naves sem a necessidade de condições específicas de iluminação. A Crew Dragon utiliza essa câmera de infravermelho e processamento de imagem para fornecer os dados relativos ao sistema de navegação. Esses sistemas operam independentemente das condições de iluminação, mas exigem que o sensor ilumine o veículo alvo com uma fonte eletromagnetica, como os lasers tipo SWIR – “Short Wave Infrared Laser”. A vantagem desses sensores é sua capacidade de operar com menos consumo de energia, maior alcance, flexibilidade operacional e infraestrutura reduzida quando comparados aos sensores baseados em radiofrequencia (RF).

As coberturas dos Dracos é geralmente arrancada 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 4 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.

O unico detalhe a verificado na missão DM-2 foi o desempenho das células solares, que podem sofrer degradação. A SpaceX designa locais de pouso ‘offshore’, na costa dos EUA, para a nave. O local principal de pouso é no oceano Atlântico, a partir de Cabo Canaveral, na Flórida. O local secundário é no Golfo do México, variando do sul de Brownsville, Texas, a uma área ao norte de Florida Keys até 170 milhas náuticas no mar. Após o bem-sucedido teste de voo da Demo-2 e a conclusão do processo de certificação da NASA, a SpaceX começou missões regulares de rotação de tripulação para a estação espacial, começando com a USCV-1.

Foguete

O primeiro estágio do Falcon 9 incorpora nove motores Merlin e tanques de liga de alumínio-lítio contendo os propelentes, 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.

Foguete F9 v1.2 BL5 B1061.2 com seus componentes separados

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.

 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 65,78 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 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 .

Os astronautas da NASA vinham realizando testes de ajuste do traje para se preparar para as missões. O traje visa proporcionar um ambiente pressurizado para o astronauta a bordo em situações atípicas, como a despressurização da cabine. 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.

SISTEMA DE ESCAPE DE EMERGÊNCIA

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), que restaurou a capacidade dos Estados Unidos de levar e trazer quantidades significativas de carga de e para o estação espacial. A Cargo Dragon completou diversas missões para a estação em órbita. A nave está equipada com um sistema de escape de lançamento altamente confiável, capaz de transportar a tripulação para a segurança em qualquer ponto durante a subida ou no improvável evento de uma anomalia na plataforma. Embora a tripulação possa assumir o controle manual da nave, se necessário, as missões da Crew Dragon podem acoplar e desacoplar automaticamente com a estação. Após desacoplar da estação e reentrar na atmosfera da Terra, a Crew Dragon usará um sistema aprimorado de quatro paraquedas para pousar no Atlântico. A estrutura da Crew Dragon A nave tem 8,10 metros de comprimento e um diâmetro maximo de 3,88 metros na cápsula (3,66 metros no tronco).

Uma serie de parafusos explosivos existe para descartar o cone do nariz (em órbita), caso ele não feche após o desengate da ISS. O cone do nariz não é necessário para proteger o conjunto de acoplamento na reentrada, mas se ele emperrar na posição aberta, impedirá a reentrada. 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.

Author: homemdoespacobrasil

Sua referência em Astronáutica na internet

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