Operação de “rollout” acontece hoje à noite
A NASA marcou para as 21:00 EDT (22:00 Brasilia) na terça-feira, 16 de agosto de 2022, a transferência do foguete SLS Block 1/iCPS-Artemis I ‘EM1’ pelo transportador de esteiras Crawler Transporter (engatinhador-transportador, ou CT) do prédio de montagem e teste Vehicle Assembly Building (VAB) para a plataforma (‘Pad’) 39B no Cabo Canaveral. As equipes concluiram os testes do sistema de terminação de voo, a grande atividade final antes de ‘fechar’ o foguete e retrair os andaimes e pontes de acesso. A NASA fará a transmissão ao vivo da ‘rolagem’. A Artemis I é o primeiro teste integrado dos sistemas de exploração de espaço profundo da NASA: a espaçonave Orion, o foguete-portador Space Launch System e os sistemas terrestres do Kennedy Space Center no Cabo. Nos últimos quinze dias, as equipes de turno no VAB realizaram as operações finais antes da saída do transportador CT para a Plataforma B, que incluíram o abastecimento completo de itens no Orion, o teste do sistema de terminação de voo, acesso necessário a partes do estágio principal e ‘booster’s, a verificação no fechamento da saia térmica do ‘booster’ direito, a retração as plataformas de trabalho restantes e a simulação de lançamento completo na sala de controle.
Engenheiros e técnicos na Flórida concluíram os testes e verificações finais do foguete. Ontem, o transportador de esteiras rolou dentro do VAB e sob o foguete. As equipes passaram o dia de hoje trabalhando para preparar a ‘pilha’ integrada para o transporte. No fim de semana, a equipe concluiu o teste do sistema de terminação de voo (FTS), que marcou a última grande atividade final antes de ‘fechar’ o foguete e retrair as plataformas de acesso final no VAB. A agência fará a transmissão ao vivo do ‘rollout’ a partir das 15h EDT (16h Brasilia) no canal NASA Kennedy no YouTube. A Artemis I é o primeiro teste integrado dos sistemas de exploração do espaço profundo da NASA: a espaçonave Orion, o foguete Space Launch System e os sistemas terrestres do Kennedy Space Center em Cabo Canaveral, Flórida. Será um teste de voo sem tripulação, o primeiro de uma série de missões gradativamente mais complexas à Lua. Através do Artemis, a NASA vai pousar a “primeira mulher e a primeira pessoa negra na Lua”, abrindo caminho para uma presença lunar de longa duração e servindo como um ponta-de-lança para enviar astronautas a Marte.
As janelas de lançamento estão assim relacionadas com as fases lunares: 29/08 – Lançamento: 08:33-10:33 nascer da Lua: 08:58 Altitude: -6°-+19° Azimute: 084-099 quarto crescente/5%); 02/09 – Lançamento: 12:48-14:48 nascer da Lua: 12:59 Altitude: -3°-+19° Azimute: 112-129 (crescente/39%); 05/09 – Lançamento: 17:12-18:42 nascer da Lua: 16:17 Altitude: +9°-+22° Azimute: 128-143 (giboso crescente/74%)
Todas as três opções de lançamento são projetadas para missões de longa duração com amerissagem em 10 a 17 de outubro. As janelas de lançamento foram estipuladas em 2 horas para 29 de agosto e 2 de setembro, e 90 minutos para 5 de setembro. Se o veículo lançador estiver pronto em 29 de agosto, mas o lançamento não ocorrer até 5 de setembro, os técnicos terão que devolver o foguete ao VAB para reciclar o sistema de abortamento de voo, e eles podem não conseguir completá-lo a tempo e aprontar o veículo até o início da próxima janela de lançamento (20 de setembro a 4 de outubro).
MISSAO DE TESTE
Durante a Artemis I, a NASA planeja atingir vários objetivos principais. Isso inclui demonstrar o desempenho do escudo térmico da espaçonave nas velocidades de retorno lunar, demonstrar operações e instalações durante todas os estágios da missão, desde a contagem regressiva de lançamento até a recuperação, e resgatar o módulo da tripulação para análise pós-voo.
O SLS gerará 3,9 milhões de quilogramas-força de empuxo dos quatro motores RS-25 do seu Core Stage (o primeiro estágio) e do par de Solid Rocket Boosters (SRBs) de cinco segmentos, na decolagem. Isso representa cerca de 300.000 kgf a mais de empuxo de lançamento do que o do lançador Saturn V do projeto Apollo dos anos 1960.
Após a decolagem, os quatro motores RS-25 do Core Stage e os SRBs impulsionarão o SLS durante os primeiros dois minutos do voo. Então, similarmente a um lançamento de space shuttle do passado, os propulsores serão descartados pousando de pára-quedas no Oceano Atlântico para recuperação e reforma. Os motores do Core Stage continuarão a queimar por mais seis minutos – novamente, não muito diferente de um perfil de ascensão de um ônibus espacial – até que esgotem e desliguem cerca de 8,5 minutos após o lançamento. O estágio ICPS executará então o “TLI burn” – queima de injeção translunar, que enviará a Orion para a Lua, tornando a Artemis I a primeira vez desde a Apollo 17 que uma nave com capacidade humana escapou da órbita da Terra.
A viagem de ida da nave à Lua levará vários dias, segundo o Press Kit da Artemis-1, antes de entrar em uma Órbita Retrógrada Distante (DRO). Essa elipse circular levará a espaçonave a cerca de 64.000 quilômetros além da Lua, tornando-a a maior distância que um veículo construído para homens já percorreu. Depois de passar entre seis e dezenove dias no DRO, a nave iniciará seu retorno à Terra, o que pode levar até duas semanas. Significativamente, espera-se que a espaçonave atinja uma distância máxima de 450.000 quilômetros, superando o recorde da Apollo 13, de 400.170 quilômetros.
De acordo com o gerente da missão, Mike Sarafin, a natureza não tripulada deste voo permite um esforço particularmente agressivo para realizar quatro “objetivos prioritários”. Em ordem, essas prioridades são (1) a capacidade da Orion de reentrar na atmosfera a uma velocidade de retorno lunar de Mach 32, equivalente a 40.000 km/h – dados de um mergulho de Mach 32 na atmosfera podem ajudar nos preparativos para futuras arquiteturas de retorno de Marte. As velocidades de reentrada de uma missão a Marte podem chegar a Mach 36, cerca de 44.400 km/h, (2) uma demonstração do veículo completo em todas as fases do ambiente de voo real, (3) a recuperação satisfatória da cápsula para testes e inspeção pós-missão e (4) o desempenho de carga útil e atividades de prospecção, incluindo imagens de bordo, da Terra e da Lua.
De acordo com o plano, a Artemis-1 terminará com uma amerrissagem de pára-quedas no Oceano Pacífico, na costa de San Diego, Califórnia, após 42 dias e três horas de voo e cerca de 2,1 milhões de quilômetros.
Testes adicionais
Além dos objetivos principais, os engenheiros esperam realizar uma série de objetivos de teste adicionais para entender melhor como a espaçonave se comporta no espaço e preparar-se para futuras missões com tripulação. A realização desses objetivos adicionais ajuda a reduzir o risco em missões com uma tripulação tripulada a bordo e também oferece dados extras para que os engenheiros possam avaliar as tendências no desempenho da nave ou melhorar a confiança nas suas capacidades. Alguns dos objetivos adicionais planejados para a missão Artemis I incluem:
Pesquisa modal
Em seu módulo de serviço, construído na Europa, o Orion está equipado com 24 motores do sistema de controle de reação (reaction control system, ou RCS) responsáveis por mover a espaçonave em diferentes direções (guinada e cabeceio) e girá-la (rolagem). O levantamento modal é uma série prescrita de pequenos disparos do RCS que ajudarão os engenheiros a testar a margem de tolerância estrutural das asas dos paineis solares da Orion durante a missão. Os controladores de voo comandarão vários pequenos disparos dos motores para fazer com que os painéis se flexionem. Eles medirão o impacto dos disparos nos painéis e avaliarão se as unidades de medida inercial usadas para navegação estão experimentando o que deveriam. Até que essa pesquisa modal seja concluída, grandes pulsos de jato translacionais serão limitados a 40 segundos.
Certificação de câmera de navegação óptica
A Orion possui um sistema avançado de orientação, navegação e controle (guidance, navigation & control, ou GN&C) responsável por saber onde a espaçonave está localizada no espaço, para que lado está apontada e para onde está indo. Ele usa principalmente dois rastreadores de estrelas, que são sensores que captam imagens do campo estelar ao redor da nave, da Lua e da Terra e as comparam com um mapa de estrelas embutido no sistema de controle. A câmera de navegação óptica é uma câmera secundária que captura imagens para ajudar a orientar a espaçonave, observando o tamanho e a posição dos corpos celestes na imagem. Várias vezes durante a missão, essa câmera de navegação será testada para certificá-la para uso em voos futuros. Uma vez certificada, a câmera também pode ajudar a Orion a retornar de forma autônoma se perder a comunicação com a Terra.
Avaliação térmica do rastreador de estrelas
Os engenheiros esperam caracterizar o alinhamento entre os rastreadores estelares do sistema de orientação e as unidades de medição inercial da nave, expondo diferentes áreas da espaçonave ao Sol e ativando os rastreadores nos diferentes estados térmicos. As medições informarão a incerteza no estado de navegação devido às curvas e expansão térmica que, em última análise, afetam a quantidade de propelente necessária para manobras durante missões tripuladas.
Caracterização do Wi-Fi das câmeras de ponta de painel solar
As câmeras afixadas nas pontas das asas solares se comunicam com o controlador de câmera da nave por meio de uma rede Wi-Fi integrada. Neste experimento, os controladores de voo variam o posicionamento dos painéis solares para testar a potência do Wi-Fi enquanto os painéis estão em configurações diferentes. O teste permitirá que os engenheiros otimizem a rapidez com que as imagens tiradas pelas câmeras nas extremidades das painéis podem ser transmitidas para os gravadores integrados.
Avaliação do módulo de tripulação/módulo de serviço
Os controladores usarão as câmeras nas asas dos paineis solares para tirar fotos detalhadas dos módulo da tripulação e de serviço duas vezes durante a missão para identificar impactos de qualquer micrometeoróide ou detritos orbitais. Isso preve uma sessão de fotos no início da missão que oferecerá imagens logo após a espaçonave ter voado além da altitude onde a maioria dos detritos espaciais residem e uma segunda pesquisa na ‘perna’ de retorno , que ocorrerá vários dias antes da rentrada.
Uplink de protocolo de transferencia de arquivos grandes
Engenheiros irão fazer o uplink de grandes arquivos de dados para Orion para entender melhor quanto tempo leva para a espaçonave receber arquivos consideráveis. Durante a missão, os controladores usarão a Dep Space Network para se comunicar e enviar dados para a espaçonave, mas os testes antes do voo não incluíram o uso da rede. O teste ajudará a informar a comprensão sobre se a capacidade de uplink e downlink é suficiente para auxiliar a validação de classificação tripulada da comunicação de ponta a ponta antes da Artemis II, que será o primeiro voo com astronautas.
Controle de fluxo do circuito do radiador
Dois circuitos de radiador no Módulo de Serviço europeu da espaçonave ajudam a dissipar o calor gerado por diferentes sistemas ao longo do voo. Existem dois modos de funcionamento para os radiadores. Durante o modo de velocidade, suas bombas operam a uma velocidade constante para ajudar a limitar as vibrações – o principal modo usado durante a Artemis I e durante o lançamento para todos os voos do programa. Já o modo de controle permite um melhor controle das bombas do radiador e sua taxa de fluxo, e será usado em missões tripuladas quando for desejado um controle mais refinado do fluxo através desses radiadores. Este objetivo testará o modo de controle para oferecer dados adicionais sobre como ele opera no espaço.
Incidencia de ‘plumas’ de propulsão no painel solar
Dependendo do ângulo do painel solar durante alguns disparos de propelentes, a “pluma” ou os gases de escape desses disparos, podem aumentar a temperatura deles. Por meio de uma série de pequenos disparos do RCS, os engenheiros reunirão dados para caracterizar o aquecimento das asas do painel.
Contaminação por restos de propelente
O propelente líquido mantido nos tanques na espaçonave se move de maneira diferente no espaço do que na Terra devido à falta de gravidade. O movimento do propelente ou ‘sloshing’, no espaço, é difícil de modelar em terra, e os engenheiros planejam coletar dados sobre o movimento do propelente durante várias atividades planejadas durante a missão.
Modo de busca e rastreamento (search and tracking, SAT)
O modo SAT é um algoritmo destinado a recuperar e manter as comunicações após uma possível perda do ‘status’ de navegação da Orion, perda prolongada de comunicações com a Terra ou após uma perda temporária de eletricidade que faça com que a nave reinicie o equipamento. Para testar o algoritmo, os controladores de voo comandarão a nave para entrar no modo SAT e, após cerca de 15 minutos, restaurar as comunicações normais. Testar esse modo SAT dará aos engenheiros a confiança de que pode ser considerado a opção final para corrigir uma perda de comunicação quando uma tripulação estiver a bordo.
Estudo de comportamento aerotérmico na reentrada
Durante a reentrada da cápsula na atmosfera terrestre, uma série prescrita de dezenove disparos do sistema de controle de reação será feita para entender o desempenho em comparação com os dados projetados para a sequência. Os engenheiros estão interessados em coletar esses dados durante o alto aquecimento que acontece na reentrada da espaçonave, onde os efeitos aerotérmicos são maiores.
Funcionalidade integrada de rastreamento auxiliado por satélite de busca e resgate (SARSAT)
O teste SARSAT verificará a conectividade entre radiofaróis a serem usados pela tripulação em voos futuros e estações terrestres que recebem o sinal. Os radiofaróis serão ativados e alimentados remotamente por cerca de uma hora após a amerrissagem e também ajudarão os engenheiros a entender se o sinal transmitido interfere com os equipamentos de comunicação usados durante as operações de recuperação, incluindo o farol tri-banda integrado que transmite a localização precisa da espaçonave após a amerrissagem.
Re-ligação do sistema de arrefecimento de amônia
Após a amerrissagem da Artemis I, a ‘caldeira’ de amônia da cápsula será desligada por vários minutos e depois reiniciada para oferecer dados adicionais sobre a capacidade do sistema. Caldeiras de amônia são usadas para ajudar a controlar os aspectos térmicos da espaçonave para manter seus sistemas de eletricidade e aviônicos resfriados e manter o interior do módulo da tripulação a uma temperatura confortável. Em alguns cenários potenciais de pouso de contingência para missões tripuladas, os astronautas podem precisar desligar esse sistema para verificar se há perigos fora da espaçonave e, em seguida, ligá-la novamente para prover resfriamento adicional. Os engenheiros realizarão testes adicionais para coletar dados, incluindo o monitoramento do escudo térmico e dos componentes internos quanto à intrusão de água salgada após a amerrissagem. Eles também testarão o receptor GPS na cápsula para determinar a capacidade da espaçonave de captar o sinal transmitido ao redor da Terra, o que poderia ser usado para aumentar sua capacidade de entender seu posicionamento em caso de perda de comunicação com os controladores da missão. Coletivamente, a realização de objetivos adicionais durante o voo oferece informações adicionais que os engenheiros podem usar para melhorar a Orion. Isso é importante porque a espaçonave da NASA está programada para levar astronautas ao espaço profundo nos próximos anos.
Cubesats acompanhantes: Os BioSentinel, NEA Scout e três outros CubeSats foram autorizados a reabastecer suas baterias durante sua espera a bordo do SLS. Mas cinco outros não foram permitidos à recarga, incluindo o LunaH Map e Lunar IceCube. Alguns não podiam ser recarregados sem removê-los do foguete; em outros casos, os engenheiros temiam que o processo pudesse desencadear descargas que poderiam prejudicar o resto do lançador. “Temos que estar muito cientes do risco para a missão principal quando fazemos interface com esses CubeSats”, diz Jacob Bleacher, cientista-chefe de exploração da NASA.
Estes pesquisadores são os principais responsáveis pelos experimentos dos cubesats:
Ramona Gaza, líder da equipe científica do MARE, NASA
Thomas Berger, investigador principal dos manequins Helga e Zohar, Centro Aeroespacial Alemão
Oren Milstein, CEO da StemRad
Ye Zhang, cientista do programa de biologia vegetal, Ciências Biológicas e Físicas da NASA
Sergio Santa Maria, cientista-chefe do BioSentinel, NASA
Mihi I. Desai, investigador principal do CuSP, NASA
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