NASA exige que empresa apresente foguete e nave espacial funcionais, para avançar com o projeto Artemis
A Starship é uma nave espacial totalmente reutilizável de 9 metros de diâmetro e 50 metros de comprimento, com uma massa seca de 120.000 kg, movida por seis motores Raptor usando metano e oxigênio líquidos. O empuxo total da nave é de aproximadamente 1.170 tf. Serve como segundo estágio do foguete SuperHeavy, que fará a fase de impulso inicial até grande altitude.
A SpaceX vem (informalmente) prometendo o início dos voos de seu sistema Starship/Superheavy para lançar cargas pesadas em órbita baixa e para voos à Lua e Marte desde que a base de lançamento no Texas ficou pronta. Até o início do quarto trimestre de 2022, o plano original, defendido pelo CEO Elon Musk e a parte mais otimista dos engenheiros, era de fazer o teste de voo do foguete Superheavy ‘booster’ 7 (ou B7) com a espaçonave Starship ‘Ship 24’ logo após 28 de dezembro. Na verdade, este cronograma não era levado a sério por ninguem de fora do círculo próximo ao CEO e dos sites especializados americanos, youtubers e blogueiros espaciais que vivem de fabricar (ou extrapolar fatos mundanos como) notícias sobre a SpaceX. A empresa esteve, até o meio do ano, tentando apressar a montagem e configuração do conjunto foguete/nave e no recondicionamento das peças que haviam sido usadas nos testes eletricos e mecânicos. O motivo era que a NASA estabeleceu a condição de que a confiabilidade do lançador deveria ser comprovada ainda nas instalações da SpaceX no Texas, a Starbase de Boca Chica: Para a agência espacial americana, seriam necessários vários lançamentos bem-sucedidos do foguete – tanto em testes suborbitais, testes em órbita fracionada e testes em órbita; Só então a SpaceX teria caminho liberado para transportar blocos inteiros e da espaçonava para a plataforma 39A, onde a plataforma tradicional do Apollo/Shuttle já fora reformada para lançamentos do Falcon 9 nas duas versões, de carga e tripulada.
O trabalho de mitigar riscos
Na sua base no Texas, a SpaceX está se concentrando na mitigação dos riscos de avaria nos seus primeiros testes de voo – uma possibilidade aceita como bastante provável pelos engenheiros. Assim, os técnicos estão realizando sucessivas operações de testes estáticos para minimizar esse risco tanto quanto possível. Durante todo o segundo semestre do ano, tanto a nave espacial e seu foguete, quanto as próprias instalações de lançamento receberam as finalizações dos equipamentos. A torre de serviço e umbilical, com os braços de recuperação e as pontes de umbilicais sendo equipadas com versões atualizadas de conexões, dutos e tubulações. O sistema de suporte de solo, com os tanques de metano, nitrogênio e oxigênio líquido e suas bombas de alimentação e instalações de eletricidade, foi reconfigurado nas ligações do segmento terrestre com mesa circular de lançamento, conhecida informalmente como OLM – orbital launch mount.
O primeiro estágio do foguete é chamado de Super Heavy e é equipado com 33 motores Raptor, todos usados para decolagens com carga útil total. Juntos, eles produziriam mais de 7.000 toneladas-força de empuxo. De acordo com Elon Musk, também é possível usar o termo “Starship ” para todo conjunto. O corpo cilindrico construído primariamente em aço inox 301 tem 9 metros de diâmetro, o o conjunto com a nave mede 118 metros de altura, tornando o Super Heavy/Starship o foguete mais alto de todos os tempos (o Saturn V media 111,63 metros). Supõe-se que o Super Heavy/Starship seja capaz de transportar até 100 toneladas de carga para a órbita baixa da Terra (e após um reabastecimento em órbita seria capaz de transportar 100 toneladas a Marte)
Starship na Flórida
Quanto ao progresso da construção da mesa de lançamento do SuperHeavy em Cabo Canaveral, os trabalhos seguem o cronograma. Funcionarios da empresa acreditavam que seria possivel montar a nave e o foguete na zona da plataforma 39A para verificação de ajuste no primeiro trimestre de 2023, usando a experiência conseguida na Starbase. Já foi feira uma reconfiguração do guindaste o braço umbilical da baia de motor da Starship e para ele servir à montagem e finalização dos braços de captura. Também está sendo montado o sistema anelar de supressão de som e vibração na mesa circular de lançamento. O equipamento para a atualização já chegava à Flórida quando os trabalhos em Boca Chica estavam focados nos testes estáticos, e o empilhamento e armazenamento de vigas, tubos, ferro, insumos e equipamentos já se avolumam no local. Porém, a Starship só chegará a plataforma 39A depois que os exemplares que estão em Starbase provarem sua confiabilidade. Enquanto isso, partes acessórias da estrutura da nave Ship 28 foram trazidas para Boca Chica, onde as instalações de,montagem e teste permitem levantar a Starship com um guindaste que foi adaptado para suspender a nave com base em mancais montados sobre os canards dianteiros, sem o uso de ganchos que interferem nas telhas de proteção térmica.
Enquanto isso, SpaceX e NASA continuam considerando uma atualização da plataforma SLC-40 em Cabo Canaveral (arrendada pela Força Aérea americana para a empresa de Musk) para lançar missões das naves Crew Dragon e Cargo Dragon para a estação espacial internacional, uma vez que o trabalho da plataforma para a Starship está em ritmo acelerado na zona 39A.
A Starship será usada como módulo lunar para pousar astronautas americanos na Lua após 2024
O progresso no foguete em Boca Chica
Nas instalações de teste da empresa, foram feitos ensaios do motor Raptor no suporte de teste tripode visando checar um sistema de controle de vetor de empuxo com motor elétrico. Esse sistema de controle (‘gimball‘ ou basculamento) usa o proprio impulso do motor para dar direção ao foguete em voo, dispensando motores auxiliares e vernier para cabeceio, guinada e rolagem – apesar de que existem motores de gás frio para manobras finas. No ‘booster’, espera-se que alguns dos motores tenham acoplados um gerador elétrico movido por gás sangrado da turbomaquinaria do motor. Basta que este sistema elétrico seja conectado a alguns dos motores para oferecer energia para mover todas as tubeiras equipadas com atuadores na periferia da baia de motores. Isso é feito sem comprometer a capacidade de remoção e substituição rápida do motor em caso de defeito (o equipamento de geração de energia elétrica não faz parte do bloco do motor). Cobertores e isoladores térmicos estão sendo montados entre cada compartimento individual para os motores.
Porta do compartimento de ejeção de satélites
Um grande novo tanque criogênico para oxigênio líquido – LOX – chegou em Brownsville e foi transportado para o local de teste no antigo campo de tiro da Massey [*] . Por outro lado, como parte da preparação e reconfiguração da Ship 24, uma nova tampa foi levantada sobre o compartimento de ejeção (PEU) para satélites Starlink V2 na Ship 24. Os engeheiros passaram as ultimas semanas montando o compartimento, que servirá de simulador para o voo inaugural, e abriram orifícios de equalização de pressão. A tampa nao será móvel e sim soldada sobre os caixilhos. Devem ser instalados simuladores de massa dentro do corpartimento, presos à bancada modular de ejeção para os satélites, cujo modelo dimensional também está pronto (uma estrutura de treliça de alumínio e aço com suportes para ejeção de satélites)
A data de lançamento de 28 de dezembro não foi alcançada, como todas as datas anunciadas formalmente ou “vazadas” para os jornalistas adestrados de Musk. Na verdade, o trabalho realizado nos ultimos meses se concentraram nas atividades de pré-lançamento do ‘booster’ 7. Já o ‘booster’ 9 está destinado a ir para a estação criostática para ensaios de compatibilidade. A espaçonave Ship 24 foi usada para os testes de ignição estática dos motores, visando uma assemblagem (conexão da nave com o foguete) e seu teste completo abastecido (o chamado wet dress rehearsal, ou WDR) provavelmente acontecendo em janeiro do próximo ano. Caso os testes estáticos do B7 sejam bem-sucedidos, a empresa vai a Ship 24 para um teste final estático antes das férias de inverno. O lançamento em si será possível em seis a oito semanas se tudo correr bem com o ‘booster’ 7. Os dados de ensaio estático monomotor para a Ship 24 aparentemente foram satisfatórios, enquanto se planejava refazer o ignição estática com seis motores antes da tentativa orbital, para garantir que os danos do último ensaio com seis motores fossem corrigidos. O booster 8 tem como par a espaçonave Ship 25.
O objetivo principal da nave, para Elon Musk, é Marte
Uma tentativa de lançamento no primeiro trimestre seria importante para a SpaceX confirmar a viabilidade do seu projeto, especialmente com vistas ao emprego do Starship como nave de alunissagem para o Projeto Artemis da NASA, mas na verdade poucos acham que o voo acontecerá no segundo trimestre de 2023.
O ritmo formal de trabalho no Texas continua e esperava-se tudo corra bem no WDR, enquanto os advogados de Musk seguem solicitando renovações de licenças de lançamento aos órgãos reguladores federais e estaduais. É bom lembrar que elon Musk é mal-visto nas altas rodas da admnistração democrata em Washington, para quem o trabalho da SpaceX na Artemis e para o governo em geral é dispensável (devido aos posicionamentos anti-esquerdistas do bilionário nas redes sociais); para Barack Obama e seus auxiliares diretos (que são quem está por trás do presidente ‘oficial’ Joe Biden), o esforço da Artemis é apenas um meio de propaganda de sua adminstração, e eles não teriam problemas em alijar tanto Musk quanto sua empresa do cenário espacial americano – uma vez que Blue Origin, Northrop Grumman, Boeing, ULA etc são empresas mais amigaveis ao governo, que tem nelas parceiros firmes.
A empresa de Musk não será autorizada a lançar a nave em seu voo inaugural até que a probabilidade de avaria na decolagem seja mínima – principalmente com o objetivo de preservar a torre e a mesa ao evitar uma decolagem malsucedida que resultasse numa queda vertical sobre a plataforma e inescapavelmente destruindo as instalações. Ao trabalhar no ‘booster’ B7, os engenheiros passaram estes meses praticando medidas para reduzir o risco de explosão, introduzindo soluções técnicas provisórias não adequadas para um lançamento completo, mas que certificassem essas tecnologias durante as ignições estáticas. Com base nesses testes, os sistemas na plataforma de lançamento e no foguete foram redesenhados na preparação para a ignição de trinta e três motores Raptors e a subsequente tentativa de voo.
[*] A SpaceX fechou em 2021 a compra da Massey’s Gun Shop and Range da RT.4, a caminho de Starbase. As instalações abrigam a “Raptor Facility” e seus usos incluem reparo, reconstrução e teste de motores.
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A SpaceX lançou com sucesso o satélite israelense de imagens EROS C-3 em 30 de dezembro de 2022 às 07:38 UTC (04:38 hora de Brasília). Foi o 61º e último lançamento do ano para a corporação com sede nos Estados Unidos, liderada pelo bilionário Elon Musk. O lançamento do EROS C-3 (Earth Resources Observation Systems C3) pelo foguete Falcon 9 v1.2 FT BL5 n° B1061.11 foi feito a partir do Space Launch Complex 4 East (SLC-4E) da Vandenberg Space Force Base, na Califórnia. O satélite foi colocado numa órbita de 485 km x 503 km, com período de 94.49°, incinada em 139.36 graus.
Satélite ejetado no espaço
O avançado aparelho de observação de 400 kg da empresa de sensoriamento remoto ImageSat International (ISI) será usado para fins de inteligência militar e segurança e é considerado outro grande passo à frente para Israel na indústria espacial global. O satélite custou US$ 186 milhões e oferecerá resolução de alta qualidade e uma taxa de link de dados mais alta do que o modelo EROS B, bem como recursos de imagens multiespectrais, como parte da constelação EROS-NG. A constelação consiste nos EROS C1 e C2, de propriedade de parceiros e já em órbita, dois EROS C3 de propriedade da ISI, o EROS C4 de propriedade de parceiros e dois satélites de radar EROSAR. A ISI é a maior empresa espacial do país, operando uma constelação de satélites de alta resolução globalmente. “Produzimos imagens de satélite para clientes em todo o mundo – alguns são comerciais e outros, clientes de defesa – fornecemos esses serviços em todo o mundo para várias aplicações, desde gerenciamento de desastres até agricultura e imóveis”, Ehud Hayun, diretor sênior de satélite e solo sistemas da ISI, não mencionando, claro, as funções de espionagem.
Aspecto externo do EROS C3
Estrutura do satélite
O equipamento de imageamento com sensores CCD/TDI (Charge Coupled Device/Time Delay Integration) funciona em modos de imagem em localização definida (pontual), em faixa de terreno, em mosaico e estereoscópico, com resolução de 30 cm em bandas espectrais de 450-900 nm, faixa de 12,5 km. O sensor é tipo duplo redundante, funcionando em vermelho, verde, azul e infravermelho próximo. Produz imagens pancromáticas em uma resolução padrão de 0,30 m, e multiespectrais com resolução de 0,60 m, com uma faixa de 11,5 km apontando para o nadir.
O satélite foi construido sobre um chassi OPTSAT-3000 (OPTical SATellite-3000 ou SHALOM – Spaceborne Hyperspectral Applicative Land and Ocean Mission) construído pela Israel Aerospace Industries IAI. O OPTSAT é por sua vez derivado do chassi anterior TecSAR-1. Foi especialmente adaptado para abrigar instrumentação óptica. O chassi básico tem 4,58 metros de envergadura, 3,35 m de altura e 1,20 m de diametro.
Zonas de cobertura do satélite
O primeiro estágio do Falcon 9 desta missão (B1061) lançou anteriormente as Crew-1, Crew-2, SXM-8, CRS-23, IXPE, Transporter-4, Transporter-5, Globalstar FM15 e dois lotes de Starlink. O ‘core’ de primeiro estágio pousou suavemente na zona de aterrissagem LZ-4, próxima à plataforma de disparo. As conchas da carenagem deveriam ser recuperadas no Pacífico a 433 km da costa. Os destroços do segundo estágio cairão no oceano Atlântico.
Campanha de lançamento
Este lançamento foi o último da SpaceX em 2022. Foram 61 voos no ano, um novo recorde para a empresa, que pretende fazer pelo menos cem missões em 2023.
CRONOGRAMA
hh: min: ss Evento
00:00:00 Lançamento
00:01:12 Max Q (momento máximo de estresse mecânico no foguete)
00:02:18 Corte dos motores principais do 1° estágio (MECO)
00:02:22 1º e 2º estágios separados
00:02:30 Ignição do motor do 2º estágio (SES-1)
00:02:36 Início da queima de ‘boostback’ do 1º estágio
00:02:41 Descarte da carenagem
00:03:19 Fim da queima de ‘boostback’
00:06: 32 Ignição de reentrada do 1º estágio começa
00:06:56 Ignição de reentrada concluída
00:07:47 Queima de aterrissagem do 1º estágio começa
00:08:19 Aterrissagem do 1º estágio
00:09:45 Corte do motor do 2º estágio (SECO)
00:14:46 Liberação do EROS C-3
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Longa Marcha 3B/G2 Y88 em voo, após decolar de Xichang
A China lançou hoje, 29 de dezembro de 2022, às 04:43 UTC (01:43 Brasilia) o satélite Shiyan 10-02, usando um foguete CZ-3B/G2 Longa Marcha 3B/G2 nº de série Y88. O foguete-portador de 459 toneladas e 56,3 metros de altura foi lançado do centro espacial de Xichang, perfazendo o 64° lançamento chinês do ano. A espaçonave é um satélite de testes de tecnologia, e o corolário usual da mídia estatal chinesa para os objetivos dos Shiyan (Shìyàn Shí hào 02 Xīng, ou SY 10-02 – Shiyan significa “Teste”) normalmente versam em torno de “testes de verificação em órbita de novas tecnologias, como monitoramento do ambiente espacial”. Não foi informada a órbita inicial e nem a órbita-alvo, mas o aparelho anterior, supostamente com as mesmas funções, foi colocado inicialmente em um perigeu de 177 km, apogeu de 40.104 km , inclinação de 51,06° e com período de revolução de 716,3 minutos. Posteriormente, um objeto foi rastreado em uma órbita altamente elíptica de 1.880 por 38.881 quilômetros com inclinação de 63,6 graus, tendo alterado sua inclinação orbital anterior, colocando-o em uma órbita tipo Molniya.
Quanto ao lançamento de hoje, após algumas horas, os órgãos de rastreio ocidentais detectaram dois objetos: um em apogeu de 184 x perigeu de 40.096 km com inclinação orbital de 50.96° e período de 716.25 minutos; e outro em 245 x 40.380 km inclinado em 51.26 graus e período de 723.26 min – possivelmente o satélite e o último estágio do foguete.
O voo do SY-10-02 foi o 507º lançamento chinês e o 458º para um lançador com nome Longa Marcha. No ano de 2022, a China fez um recorde de 64 lançamentos, dos quais 54 usaram foguetes da CASC – China Space Science and Technology Corporation e dez foram de outros fabricantes. A CASC lançou quinze Longa Marcha CZ-2D, nove CZ-4C, seis CZ-2C, quatro CZ-3B, também quatro do modelo CZ-11, três foguetes CZ-2F tripulados, duas unidades para os CZ-4B, CZ-5B, CZ-6 , CZ-6A e CZ-7, um para os CZ-7A, CZ-8 e Smart Dragon (Dragão Sábio) SD-3. Já a estatal concorrente CASIC fez quatro voos com o Kuaizhou KZ-1A e um com um KZ-11; Dois provedores público-privados lançaram dois GSX-1 e exemplares dos LiJian LJ-1, Shian Quxian-1 (Hyperbola-1) Shyan Quxian SQ-1 e ZQ-2 “ZhuQue-2” (um de cada).
Destes lançamentos, dos 64 foguetes espaciais lançados, com apenas dois veículos perdidos em avarias – justamente dos provedores particulares.
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Foi o primeiro lote do “Grupo 5” dos satélites de internet
Foguete decolou de Cabo Canaveral
O foguete Falcon 9 v1.2 FT Block 5 n°B1062.11 da SpaceX foi lançado hoje (28 de dezembro de 2022) às 09:34:38 UTC 04:34:38 EST (06:34:38 de Brasília) a partir da SLC-40 da Estação da Força Espacial de Cabo Canaveral (CCSFS) da Flórida. Como carga estavam cinquenta e quatro satélites Starlink v1.5, que foram colocados numa órbita inicial de 212 km x 330 km, com 43,2 graus de inclinação. O segundo estágio foi colocado à deriva em uma trajetória que o faria ser desintegrado sobre o mar ao sul da Cidade do Cabo, na África do Sul. A liberação dos satélites, em bloco, ocorreu por volta das 06:39 de Brasilia.
O core B1062.11 pousou a cerca de 660km à jusante da Flórida na balsa-drone A Shortfall of Gravitas rebocada pelo barco Crosby Skipper (o trem de aterragem do foguete tocou a prancha da balsa a cerca de 6 metros do centro); As conchas da carenagem de cabeça deveriam ser recuperadas no mar pelo navio de apoio ‘Doug‘. O lote de 54 aparelhos doi denominado “Grupo 5-1”.
Fase inicial de voo até a colocação do lote na órbita-alvo preliminar
Os satélites do Grupo 5 estabelecer-se-ão em uma altitude de 530 km na inclinação de 43,0 graus, usando seus motores elétricos de criptônio. Os dados fornecidos pela SpaceX mostram que ficarão numa órbita que corresponde à segunda geração da constelação (Starlink Gen2, V2) . Embora a empresa tenha indicado que um satélite modelo V1.5 era uma opção para os primeiros lançamentos desta segunda geração em um documento ao governo datado de outubro de 2022 com a FCC, não ficou claro por que a SpaceX priorizaria o lançamento de satélites de geração V2 usando modelos V1.5 enquanto sua constelação de versão 1 permanece incompleta.
Em novembro de 2021, o CEO Elon Musk insinuou que as ineficiências dos satélites Starlink V1 originais poderiam levar a empresa à falência se não pudesse começar a lançar satélites V2 maiores em sua nave Starship até o final de 2022. Uma recente permissão que a SpaceX recebeu da administtração federal de comunicações americana (a Federal Communications Commission – FCC) permite à empresa colocar sua constelação de 2ª geração em uma órbita circular de 530 km com a inclinação de 43,0 graus pretendida neste lançamento e também a 525 km com inclinação de 53,0 graus e, finalmente, em 535 km inclinada em 33,0 graus. Na permissão, concedida em 1º de dezembro, a FCC permitiu à SpaceX orbitar 7.500 satélites de segunda geração. No entanto, essa foi apenas uma aprovação parcial, pois a empresa solicitou à comissão para enviar quase 30 mil desses satélites para a órbita. Além de serem capazes de lidar com mais tráfego, os satélites “Gen2” podem transmitir serviços diretamente para smartphones. Conquanto este lote esteja indo ao espaço num Falcon 9, a SpaceX planeja usar sua espaçonave Starship para lançar os próximos. A nave, que também pode funcionar como segundo estágio do foguete-lançador, reabastecedor, ou mesmo como módulo lunar para o programa Artemis, está em desenvolvimento há 18 meses e aguarda aprovação para o primeiro voo suborbital de teste.
Transmissão ao vivo do lançamento
Segundo anunciou a SpaceX em seu site, “este lançamento marca o primeiro ‘upgrade’ da rede Starlink. Sob nossa nova licença, agora podemos colocar satélites em novas órbitas que adicionarão ainda mais capacidade à rede. Em última análise, isso nos permite adicionar mais clientes e produzr um serviço mais rápido – especialmente em áreas que estão atualmente com excesso de assinaturas.” Isso não deixa claro se os satélites são de segunda geração, ou simplesmente aparelhos de primeira geração colocados no plano orbital reservado para os da segunda.
A nomenclatura divulgada para esta missão está causando confusão: Usando a mesma abreviação dos lançamentos anteriores dos Starlink V1, v1.5, o termo ‘G5-1’ refere-se ao primeiro lançamento do “Grupo 5” da constelação. “Grupo” é sinônimo de “concha” (shell), que descreve um conjunto de satélites que compartilham a mesma inclinação orbital (o e uma altitude semelhante. Das três constelações aprovadas pela SpaceX, apenas uma tem cinco conchas, e essa concha só pode existir a 97,6 graus, não a 43 graus. A constelação Gen2 da SpaceX tem tecnicamente nove planos orbitais planejados, mas a FCC aprovou apenas parcialmente três deles – um dos quais está a 43 graus. Espera-se que a empresa apresente um esclarecimento sobre o fato.
Resumo da campanha de lançamento
Cronograma de lançamento
hh:min:ss Evento
00:01:12 Max Q (momento máximo de estresse mecânico)
00:02:29 Corte do motor principal do 1º estágio (MECO)
00:02:32 1º e 2º estágios separados (estagiamento)
00:02: 39 Ignição do motor do 2º estágio
00:02:44 Separação da carenagem de cabeça
00:06:44 Ignição de reentrada do primeiro estágio
00:07:00 Queima da reentrada do estágio concluída
00:08:26 Ignição de pouso do primeiro estágio
00:08:38 Corte do motor do 2º estágio (SECO-1)
00:08:47 Pouso do primeiro estágio
00:18:43 Separação dos satélites Starlink
Estatísticas da missão 193º lançamento de um foguete Falcon 9 desde 2010 202º lançamento da família Falcon desde 2006 11º lançamento do Falcon 9 ‘core‘ B1062 67º lançamento do Falcon 9 dedicado principalmente à rede Starlink 59º lançamento do Falcon 9 em 2022 60º lançamento pela SpaceX em 2022 57ª tentativa de lançamento orbital com base em Cabo Canaveral em 2022
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Primeiro lote do “Grupo 5” da constelação decola amanhã
Fase inicial de voo até a colocação do lote na órbita-alvo preliminar
O foguete Falcon 9 v1.2 FT Block 5 n°B1062.11 da SpaceX está programado para lançar o lote Starlink 5-1 a partir da SLC-40 da Estação Espacial de Cabo Canaveral (CCSFS) da Flórida, não antes das 4h40 EST (09:40:10 UTC, 06:40:10 de Brasilia) de amanhã, quarta-feira, 28 de dezembro de 2022. A previsão do tempo marca a probabilidade de clima favorável em 90% no dia 28 e também 90% de clima bom na zona de pouso do ‘core’ de primeiro estágio ; para o dia 29, o clima também está em 90% . O foguete deve fazer um desvio durante o lançamento (a ‘perna de cachorro’) para alterar seu azimute a fim de obter a inclinação final de 43°; O segundo estágio será desintegrado sobre o mar ao sul da Cidade do Cabo, na África do Sul. A liberação dos 54 satélites está marcada para às 09:59:01.940 UTC.
O core B1062.11 deve pousar a cerca de 660km à jusante do local de decolagem na balsa-drone A Shortfall of Gravitas rebocada pelo barco Crosby Skipper; As conchas da carenagem de cabeça devem ser recuparadas no mar pelo navio de apoio ‘Doug‘.
Transmissão ao vivo do lançamento
Os satélites do Grupo 5 estabelecerão em uma altitude de 530 km na inclinação de 43,0 graus. Os dados fornecidos pela SpaceX mostram que esses satélites ficarão numa órbita que corresponde à segunda geração da constelação (Starlink Gen2, V2) . Embora a empresa tenha indicado que um satélite modelo V1.5 era uma opção para os primeiros lançamentos desta segunda geração em um documento ao governo datado de outubro de 2022 com a FCC, não ficou claro por que a SpaceX priorizaria o lançamento de satélites de geração V2 usando modelos V1.5 enquanto sua constelação de versão 1 permanece incompleta. Em novembro de 2021, o CEO Elon Musk insinuou que as ineficiências dos satélites Starlink V1 originais poderiam levar a empresa à falência se não pudesse começar a lançar satélites V2 maiores em sua nave Starship até o final de 2022. Uma recente permissão que a SpaceX recebeu da administtração federal de comunicações americana (a FCC) permite à empresa colocar sua constelação de 2ª geração em uma órbita circular de 530 km com a inclinação de 43,0 graus pretendida neste lançamento e também a 525 km com inclinação de 53,0 graus e, finalmente, em 535 km inclinada em 33,0 graus.
Segundo anunciou a SpaceX em seu site, “este lançamento marca o primeiro ‘upgrade’ da rede Starlink. Sob nossa nova licença, agora podemos colocar satélites em novas órbitas que adicionarão ainda mais capacidade à rede. Em última análise, isso nos permite adicionar mais clientes e produzr um serviço mais rápido – especialmente em áreas que estão atualmente com excesso de assinaturas.” Isso não deixa claro se os satélites são de segunda geração, ou simplesmente aparelhos de primeira geração colocados no plano orbital reservado para os da segunda.
Resumo da campanha de lançamento
A nomenclatura divulgada para esta missão está causando confusão: Usando a mesma abreviação dos lançamentos anteriores dos Starlink V1, v1.5, o termo ‘G5-1’ refere-se ao primeiro lançamento do “Grupo 5” da constelação. “Grupo” é sinônimo de “concha” (shell), que descreve um conjunto de satélites que compartilham a mesma inclinação orbital (o e uma altitude semelhante. Das três constelações aprovadas pela SpaceX, apenas uma tem cinco conchas, e essa concha só pode existir a 97,6 graus, não a 43 graus. A constelação Gen2 da SpaceX tem tecnicamente nove planos orbitais planejados, mas a FCC aprovou apenas parcialmente três deles – um dos quais está a 43 graus. Espera-se que a empresa apresente um esclarecimento sobre o fato.
Cronograma de lançamento
hh:min:ss Evento
00:01:12 Max Q (momento máximo de estresse mecânico)
00:02:29 Corte do motor principal do 1º estágio (MECO)
00:02:32 1º e 2º estágios separados (estagiamento)
00:02: 39 Ignição do motor do 2º estágio
00:02:44 Separação da carenagem de cabeça
00:06:44 Ignição de reentrada do primeiro estágio
00:07:00 Queima da reentrada do estágio concluída
00:08:26 Ignição de pouso do primeiro estágio
00:08:38 Corte do motor do 2º estágio (SECO-1)
00:08:47 Pouso do primeiro estágio
00:18:43 Separação dos satélites Starlink
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‘Falta de sincronização’ teria sido o motivo do adiamento
Visão artística do HANBIT-TLV na plataforma modular desmontável da Innospace
O lançamento de prova do foguete de motor híbrido HANBIT-TLV, a ser testado no Centro Espacial de Alcântara, foi adiado “para o primeiro trimestre de 2023”, sem especificar-se uma data ou janela de lançamento. Segundo a Innospace, empresa sul-coreana que alugou uma área do centro espacial do Maranhão, “… verificações foram concluídas em relação a um problema inesperado de sincronização do sistema”. Não foi especificado tampouco em qual sistema ocorreu a “falta de sincronização”, e de qual natureza ela foi.
Expected to try again the HANBIT-TLV test flight in Q1 2023. Currently completed checkups for an unexpected system synchronization issue. Continuing our launch journey next year! Stay tuned for update. 🎥HANBIT-TLV on Dec. 21 pic.twitter.com/VmnaECu39s
O voo de teste do foguete deveria ocorrer entre as 06:00 e 08:00 de quarta-feira, dia 21 de dezembro. Seria a terceira tentativa desde segunda-feira, ocasião em que foi adiada pela primeira vez devido às condições meteorológicas no Centro Espacial de Alcântara no Maranhão; na segunda vez, terça-feira, um defeito numa valvula de regulagem de temperatura (ou uma leitura incorreta de transdutor) do sistema de pressurização do oxigênio líquido levou a mais um adiamento.
Na manhã da própria quarta-feira, a Força Aérea anunciou que uma “questão de ordem técnica” impediu o lançamento, e que profissionais da empresa sul-coreana estavam conduzindo avaliação técnica para que o problema fosse sanado “… e, com segurança, o lançamento possa ser efetuado em data a ser definida.”
Da declaração da FAB à época do terceiro adiamento, apenas reagrupando as sentenças, foi possível reconstruir um arrazoado: “O foguete passou em todos os testes de segurança e recebeu a aprovação para a fase final do voo, não apresentando problemas. Não foram identificados problemas nem com o foguete, nem com o centro de lançamento mas uma questão de ordem técnica impediu o lançamento.”
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O CZ-4B Y55 decola do Centro de Lançamento de Taiyuan, Província de Shanxi
Um foguete Longa Marcha-4B (CZ-4B número de série Y55) lançou o satélite de observação Gaofen-11 04 do Centro de Lançamento de Satélites de Taiyuan (plataforma LC9), Província de Shanxi no norte da China, em 27 de dezembro de 2022, às 15:37 hora de Pequim (07:37 UTC ou 04:37 de Brasília). De acordo com fontes oficiais, o Gaofen-11 04 (高分 十一 号 04, Gāo Fēn Shíyī hào 04, “GF11-04”) entrou na órbita-alvo inicial de acodo com o planejado e adiciocionar-se-á uma rede com os Gaofen-11 01 , 02 e 03 para “melhorar a eficiência da observação da Terra e fazer maiores contribuições para e desenvolvimento social nas áreas de levantamento fundiário, planejamento urbano, propriedade fundiária, projeto de rede viária, estimativa de safra e prevenção e mitigação de desastres.” A órbita inicial comum para os aparelhos GF 11 é de 248 km por 694 km, inclinada em 97.4° em relação ao equador. Mais tarde foi registrado que a espaçonave foi colocada em perigeu de 245 km por apogeu de 697 km com 97,3 graus de inclinação. A órbita de trabalho será circularizada para 495 km nos próximos meses.
De acordo com relatos, as espaçonaves Gaofen 11 podem ser capaz de atingir uma resolução de imagem do solo de 10 cm ou menos. Se essa conjectura puder ser confirmada, a China confirma ter capacidade de imagem por satélite inferior apenas à dos Estados Unidos. Mesmo com nome civil, os Gaofen 11 demonstram claramente a sua utilização militar: podem fornecer informação para a implementação de grandes estratégias nacionais como o “Cinturão e Estrada” e a modernização da defesa nacional chinesa. O sistema imageador do satélite permite “ler uma manchete de jornal nas mãos de alguém no solo”.
O Gaofen tem capacidade de uso militar
O satélite é por vezes comparado aos Key Hole KH-11 KENNEN dos americanos, e o diâmetro da abertura do telescópio óptico é em 1,7 metro – o que pode indicar a presença de um grande espelho usado por um telecópio tipo dobsoniano. O maior espelho transportado por um satélite comercial de observação é o de 1,1 m dos Worldview 3 & 4, fabricado nos EUA pela ITT Exelis. Para satélites não comerciais, os franceses publicaram imagens de seus Helios 2, sugerindo que têm um espelho de 1,4 m. O GF-1 é melhor que todos eles e só é superado em sua categoria de imagem óptica por dois aparelhos dos EUA, o telescópio espacial Hubble, que possui espelho de 2,4 m trabalhando em comprimentos de onda ópticos; os espiões KENNEN que devem ter um tamanho de espelho semelhante ao do Hubble. Isso é apoiado pelo fato de que o National Reconnaissance Office ofereceu dois espelhos ópticos de 2,4 m de seu estoque para a NASA, para que a agência espacial civil os usasse nos WFIRST.
Como os GF-11s ficam posicionados em de 247 x 693 km (parâmetros convertidos em óbita circular de 470 km posteriormente), um espelho de 1,7 m daria uma resolução terrestre de 8 a 10 cm no perigeu, por volta das 10h, horário solar local e a 20°N, diretamente sobre a Índia e o Mar da China Meridional. A resolução divulgada em novembro de 2020 pelo acadêmico Li Deren, de fato, é de 0,1 metro. Na altitude média de 470km a resolução ainda é de 15 a 20 cm, superando todos os satélites comerciais e a maioria dos de reconhecimento. Isso coloca a China no seleto clube de países que podem adquirir qualidades de resulução tipo NIIRS 8-9 [*] o que significa que a resolução é alta o suficiente para identificar pequenas armas portáteis. Supostamente, os únicos membros deste clube são os EUA e agora a China, e esse continuará a ser o caso no futuro previsível, com talvez a Rússia se juntando a eles mais tarde se o programa Razdan cumprir suas promessas.
Nenhum detalhe mais aprofundado do satélite divulgado, continuando a reticência chinesa com esse tipo de Gaofen. Até esta data, a China havia lançado sessenta e dois foguetes orbitais, com 60 deles bem-sucedidos. O foguete e o satélite usados neste lançamento foram desenvolvidos pela Quinta Academia da China Aerospace Science and Technology Corporation – CASC e fabricados pela Aerospace Dongfanghong Satellite Co. Segundo a mídia oficial, este foi o 457º voo de um foguete que usa o nome Longa Marcha, contanto todos os modelos.
Emblema da campanha de lançamento
O Centro de Lançamento de Taiyuan experimenta muito frio em dezembro, e a temperaturas atingem 30 graus Celsius negativos. A fim de garantir que o foguete não fosse afetado pelas condições ambientais e fosse lançado dentro do prazo previsto, medidas de salvaguarda foram tomadas: por um lado, proteção contra baixas temperaturas para inverno, e a combinação de camada de isolamento e ar quente bombeado é usada; por outro lado, os preparativos a fim de melhorar a trajetória em relação à carga dos ventos de alta altitude, quando as condições do vento atingem um certo limite, a trajetória é modificada aumentando a probabilidade do lançamento na janela pré-determinada.
O Longa Marcha 4B é desenvolvido pelo Grupo de Ciência e Tecnologia Aeroespacial, como capacidade de funcionamento em temperatura ambiente como um foguete de três estágios, capaz de lançar vários tipos de satélites em diferentes requisitos de capacidade de órbitas, colocar um unico satelite ou cargas multiplas em órbita sincrona com o sol ou em órbita geossincrona. O CZ-4B é desenvolvido pelo Grupo de Ciência e Tecnologia Aeroespacial, capaz de lançar vários tipos de satélites em diferentes requisitos de capacidade de órbitas, colocar um unico satelite ou cargas multiplas, em órbita sincrona com o sol ou órbita geossincrona. A capacidade de carga orbital pode chegar a 2,5 toneladas.
[*] –A comunidade de imagens aéreas utiliza a Escala Nacional de Classificação de Interpretabilidade de Imagens (NIIRS-National Image Interpretability Rating Scales) para definir e medir a qualidade das imagens e o desempenho dos sistemas de câmeras. Por meio de um processo conhecido como “avaliação” de uma imagem, o NIIRS é usado por analistas para atribuir um número que indica a interpretabilidade de uma determinada foto. O conceito NIIRS fornece um meio de relacionar diretamente a qualidade de uma imagem com as tarefas de interpretação para as quais ela pode ser usada. Embora o NIIRS tenha sido aplicado principalmente na avaliação de imagens aéreas, ele oferece uma abordagem sistemática para medir a qualidade das imagens fotográficas ou digitais, o desempenho dos dispositivos de captura e os efeitos dos algoritmos de processamento de imagens.
Um deles, uma espaçonave similar aos CBERS operados com o Brasil
Foguete Longa Marcha 4C (CZ-4C) número Y39 decola de Taiyuan
A China enviou dois satélites – um de sensoriamento remoto e outro de radioamador – ao espaço, a partir do Centro de Lançamento de Satélites de Taiyuan, na Província de Shanxi, no norte da China, no domingo, 25 de dezembro de 2021. O satélite Ziyuan-1-02E (Zīyuán Yī hào 02E Wèixīng) ou ZY-1 02E, foi lançado às 23h11 (horário de Pequim, 0311 UTC de 26 de dezembro) por um foguete Longa Marcha-4C n° Y39. Foi a 403ª missão da série de foguetes Longa Marcha e o 53º lançamento orbital da China em 2022. A série ZY-1 de satélites civis de sensoriamento remoto começou como um projeto conjunto China-Brasil Earth Resources Satellite (CBERS), mas as séries ZY-1 e CBERS foram em algum momento divididas em projetos separados. O satélite, desenvolvido pela Academia Chinesa de Tecnologia Espacial CAST, funcionará em órbita solar síncrona. Ele carrega uma câmera de infravermelho próximo, uma câmera hiperespectral e uma outra câmera, de infravermelho. Outro satélite sensoriamento, o ZY-1 02D, foi colocado em órbita em setembro de 2019. As duas espaçonaves formarão uma rede para atender à necessidade de dados de sensoriamento remoto de resolução média e investigação de recursos naturais, exploração mineral e monitoramento do ambiente geológico. O satélite recebeu uma nova câmera infravermelha de onda longa ao conjunto de câmeras visuais de infravermelho próximo já existente (com resolução de 2,5 metros na faixa pancromatica e com 10 metros de resolução em faixa multispectral); No ZY-12D, havia uma câmera hiperespectral de 166 bandas.
O ZY-1 2E é similar as CBERS produzidos com o Brasil
Como carga útil secundária foi transportado o satélite de rádioamador XW-3 para servir como plataforma de pesquisa para alunos do ensino médio, da escola de Beijing 101. O satélite também faz parte do projeto de pesquisa espacial Xiwang (Esperança) entre a China e a África. O XW-3, desenvolvido pela Dongfanghong Satellite Co., subsidiária da CAST, se tornará uma plataforma para pesquisas realizadas por alunos de instituições de ensino e ajudará na popularização da ciência entre a população. Ele carrega cargas úteis como uma pequena câmera de imagem, equipamento de processamento inteligente e aparelhos para conduzir experimentos em geração termoelétrica de semicondutores.
Os dois satélites estabeleceram-se em uma órbita inicial com perigeu de 765 x apogeu de 768 km, inclinada em 98,59°, com período de circulação de 100,17 min.
O veículo de lançamento Longa Marcha 4C (CZ-4C) de três estágios, foi desenvolvido pela SAST para lançar espaçonaves em várias órbitas terrestres. De acordo com os desenvolvedores, o foguete é capaz de lançar até 3 toneladas de carga em órbita síncrona com altitude de cerca de 700 km.
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O ideal de não mais descartar foguetes levou a avanços técnicos com motivadores econômicos
O Starship/SuperHeavy da SpaceX tem 120 metros de comprimento e uma força de empuxo de decolagem de 7.700.000 quilogramas-força, e é concebido como um lançador de dois estágios reutilizáveis
O desejo de acesso de baixo custo ao espaço tem sido o sonho de todas as nações que viajam pelo espaço desde o lançamento do Sputnik em 1957. A empresa aeroespacial comercial de Elon Musk, SpaceX, concluiu com sucesso a viagem do primeiro foguete reciclável de propelente liquido há sete anos. “Esses recordes que Musk está quebrando em termos de tecnologia aeroespacial são muito importantes para a indústria de satélites”, disse Mauricio Segovia, presidente da AXESS, uma empresa global de telecomunicações via satélite para o mercado corporativo. “Até essa conquista, cada pessoa, máquina ou reparo que se queria fazer no espaço, exigia a construção de um novo foguete. O que a SpaceX nos mostrou é que esse investimento substancial não precisa ser tão efêmero. Este marco revolucionará completamente o mercado de satélites.” Com a tecnologia do reparo dos estágios e reaproveitamento de motores é possível reduzir custos em até 30%, segundo algumas análises. A reutilização do Falcon 9 não incluiu apenas a reconstrução dos motores; As duas peças da coifa que têm a função de proteger o satélite durante o voo atmosferico também são reaproveitadas – e o custo aproximado dessas peças é de cerca de 6 milhões de dólares, segundo informações fornecidas pela SpaceX e Musk.
Desde que a SpaceX começou a reutilizar seus foguetes, representantes de todos os principais contratantes começaram a fazer sua própria avaliação da “economia da reutilização”. Por exemplo, a United Launch Alliance, indiscutivelmente a principal concorrente da SpaceX, conduziu sua própria análise, que concluiu que a reutilização só compensa se cada veículo produzido fizer pelo menos dez lançamentos. Além disso, é bastante óbvio que um veículo de lançamento descartável tem maior capacidade de carga, pois não precisa reservar parte do combustível para o pouso. Além disso, um foguete reutilizável requer um casco mais forte, trem de pouso, aletas de ‘grid’ e outros equipamentos que aumentam a massa total, o que, por sua vez, reduz ainda mais a carga útil máxima. Na verdade, a SpaceX já tem hoje seis ‘boosters’ que fizeram pelo menos dez lançamentos, mas Elon Musk também não concordou com essa avaliação.
Embora as nações e as empresas comerciais tenham dado passos evolucionários em direção a reuilização ao longo das décadas, especialmente nos últimos anos, até bem pouco tempo eles ficaram aquém de uma verdadeira mudança de paradigma que reduziria o custo do lançamento de cargas pesadas a um grau revolucionário. Na SpaceX, que planeja voar com seu projeto Starship reutilizável em seu primeiro voo orbital, possivelmente no inicio de 2023 – será o primeiro voo de teste de ponta a ponta do foguete de dois estágios que consiste no lançador Super Heavy e no estágio superior Starship que eventualmente transportaria astronautas e até turistas. Se tudo correr bem, o voo demonstrará o quão diferente este foguete de carga pesada é de todos os anteriores.
Voo de teste suborbital do Starship
Depois de decolar de Boca Chica, Texas, os 33 motores Raptor do Super Heavy impulsionarão a nave não-tripulada em para a altitude orbital que então se separará e descerá com a ajuda de seus motores movidos a metano líquido e oxigênio para o que a empresa vagamente chama de “aterrissagem suave” no Golfo do México. Isso contrastaria com a descrição de Musk de que o Super Heavy retornaria a Boca Chica para ser pego pelos braços da torre de recuperação “Mechazilla” agora em finalização. Uma vez separada do Super Heavy, a Starship continuará em direção à altitude orbital, impulsionada por seis Raptors e, uma vez nessa altitude, desligará seus motores e começará uma descida balistica em direção ao Oceano Pacífico. Isso envolverá uma técnica demonstrada por uma série de voos de protótipo em 2020 e 2021 no Texas, nos quais os Raptors reacenderam para virar a base da nave para o solo (manobra bellyflop). Desta vez, porém, a Starship tentará um pouso suave a noroeste de Kauai, nas ilhas havaianas. A empresa não especificou se os planos exigem um “mergulho” ou pouso em algum tipo de embarcação. Os registros da FAA indicam que a SpaceX pode não recuperar o Starship e o Super Heavy desde o primeiro voo, mas os planos operacionais exigirão mais um novo voo completo.
O foguete e a nave terão 9 metros de diâmetro
Se o lançamento de teste for bem-sucedido, representará um passo fundamental para reduzir o custo de acesso ao espaço a um grau revolucionário. Demonstrar que componentes caros podem ser devolvidos à Terra provavelmente inspirará outras empresas a adotar a reutilização.
A história dos custos astronômicos dos voos espaciais
As missões lunares Apollo da década de 1960 e início dos anos 70 geraram empolgação com as viagens espaciais – mas também confirmaram que o uso de veículos descartáveis não era sustentável. Pouco mais de um ano após o histórico pouso da Apollo 11, o então presidente dos EUA, Richard Nixon, decidiu truncar o plano original de dez pousos lunares, tornando a missão Apollo 17 a última em dezembro de 1972. O programa acabou custando US$ 25,4 bilhões, quase US$ 165 bilhões em dólares de hoje.
Em janeiro de 1972, Nixon instruiu a NASA a construir uma espaçonave reutilizável para transportar pessoas e cargas para a órbita baixa . O projeto do ônibus espacial (space shuttle) tornou-se a arquitetura icônica registrada na história: na ascensão, um orbitador reutilizável receberia propelente de um grande tanque externo descartável, além de impulso adicional de dois boosters de propelete sólido cujas caixas seriam retiradas do mar e reutilizadas.
O Falcon Heavy é uma adaptação do Falcon 9 mediante o agrupamento de três ‘core’ de primeiro estágio
Nos anos seguintes, a NASA procurou reduzir os custos de lançamento, incentivando o setor privado a desenvolver seus próprios foguetes. Embora a agência tivesse contratos com entidades comerciais desde sua criação em 1958, ela tratou essas fontes mais como fornecedores de peças necessárias, mantendo o controle absoluto sobre todos os aspectos de seus programas – um processo que provou ser caro. Assim, em 1983, o então presidente Ronald Reagan assinou a Diretriz de Decisão de Segurança Nacional-94, “Comercialização de Veículos de Lançamento descartáveis”, que iniciou um maior envolvimento comercial no desenvolvimento de lançadores. A agência também estabeleceu o Escritório de Programas Comerciais em setembro de 1984 para encorajar o setor privado a se envolver ainda mais nas atividades espaciais.
1986 – uma tragédia abre o caminho para a comercialização do espaço
A tragédia do ônibus espacial Challenger em 1986 acelerou o impulso para o desenvolvimento comercial de veículos de lançamento descartáveis e encorajou as empresas comerciais a defender um papel mais ativo. E enquanto Reagan proibiu temporariamente cargas comerciais de voar em voos de ônibus espaciais após a perda do Challenger, esse hiato não impediu que empresas privadas desenvolvessem ativamente seus próprios veículos de lançamento descartáveis para os clientes. Na frente reutilizável, a pesquisa recebeu um impulso significativo com a dissolução da União Soviética em 1991 e o consequente fim da Guerra Fria. O motivo: o excesso de dólares do governo ou “dividendo da paz” forneceu uma nova oportunidade para pesquisas de longo prazo. Com o financiamento da NASA, várias empresas aeroespaciais começaram a experimentar diferentes conceitos de veículos de lançamento em apoio ao desejo da entidade de acesso garantido ao espaço, focando especificamente em sistemas de propulsão convencionais que lançariam dois estágios em órbita. Os primeiros participantes foram Boeing, Lockheed Martin e Orbital Sciences Corp, esta última posteriormente comprada pela Northrop Grumman.
Uma pequena vitória para a reutilização parcial veio em 1990 com o primeiro lançamento do foguete Pegasus pela Orbital, no qual um avião Lockheed L-1011 modificado carregou o foguete e a carga a uma altitude de 12 km e os liberou. Embora limitado a cargas úteis de 454 quilos, o projeto foi um passo significativo em direção a uma mudança revolucionária de paradigma na capacidade de lançamento e demonstrou a economia significativa de custos de um veículo multiuso. Um motivador para este trabalho foi que a frota de ônibus espaciais não conseguiu reduzir os custos como esperado. Além disso, cada orbitador exigia mais reformas entre os voos do que o inicialmente esperado.
O F9 pode transportar veículos tripulados como o Crew Dragon
Assim, em uma tentativa de fornecer uma alternativa ao ônibus espacial, a NASA em 1996 concedeu à Lockheed Martin um contrato para desenvolver o X-33, visando um veículo de estágio único para órbita alimentado por um motor aerospike linear, um projeto notável para sua falta de tubeira convencional. Se tudo corresse como planejado, o X-33 evitaria a dispendiosa preparação do veículo de lançamento. Mas depois que o programa experimentou uma longa série de dificuldades técnicas – incluindo aumento de peso e evidências de que o veículo experimentaria instabilidade de voo se algum dia decolasse – a agência cancelou o esforço em 2001 sem nunca pilotar o demonstrador. Os engenheiros conduziram testes de solo com os dois protótipos que a Rocketdyne construiu a partir do design do motor aerospike linear, escolhido por seu impulso específico mais alto em comparação com o motor com tubeiras. Durante o teste de solo de 2001 Stennis Space Center da NASA no Mississippi, um dos motores foi acionado por 30 segundos. Os problemas experimentados pelos desenvolvedores do X-33 sugerem que pelo menos dois estágios de lançamento compreendendo propulsão convencional, como no projeto da Starship, permanecem necessários para um veículo verdadeiramente econômico. A experiência adquirida com esses esforços anteriores estimulou uma participação comercial mais ampla. Após extenso lobby da indústria aeroespacial, em novembro de 2005, a NASA estabeleceu o Commercial Crew and Cargo Program Office, C3PO, com o objetivo de incentivar o crescimento do setor de espaçonaves privadas, que por sua vez estabeleceu o programa Commercial Orbital Transportation Services, COTS. Embora o C3PO gerenciasse o COTS, a própria entidade recuou de sua abordagem prática normal e assumiu o papel de investidora e consultora para fomentar o desenvolvimento de sistemas de transporte espacial comercial.
O X-33 chegou a ser visto como uma esperança nos voos espaciais com naves reutilizaveis nos anos 90
Esta foi uma nova forma de fazer negócios – em suma, um novo paradigma. A novidade foi a agência espacial se tornar parceira da indústria e não sua superintendente — tudo com o objetivo de reduzir os custos de acesso ao espaço, embora o foco ainda não fosse os veículos lançadores espaciais reutilizáveis. O COTS criou um caminho para o programa de Desenvolvimento de Tripulação Comercial para estabelecer serviços de transporte de astronautas para a Estação Espacial Internacional. A concessão de contratos à Boeing e à SpaceX em 2014 para prover esses serviços marcou um marco para restaurar a capacidade dos EUA de enviar à ISS com foguetes fabricados nos Estados Unidos.
Esse foco comercial renovado liberou a NASA para concentrar seus fundos internos em pesquisas para propulsão espacial avançada, como a propulsão elétrica capaz de fornecer impulsos específicos muito altos. O desenvolvimento da própria capacidade de acesso ao espaço foi deixado para os esforços de empresas comerciais. Todos esses esforços de comercialização para reduzir o custo por quilo de alcance do espaço, embora significativos, ainda permaneceram evolutivos. Nenhum deles abordou o “elefante na sala” – a necessidade de um determinado veículo de lançamento voar várias vezes e que essa reutilização se tornasse a norma em todo o setor de lançamentos. A lógica era inescapável: ninguém construiria um avião 747, o encheria de passageiros em Los Angeles, voaria para Nova York e depois o jogaria fora. A única forma de dobrar a curva de custo do acesso ao espaço de forma revolucionária seria através do uso múltiplo de um mesmo foguete.
O Starship tem motores Raptor padrão e adaptados a vacuo
A tecnologia de lançamento e pouso vertical adotada pela SpaceX e pela Blue Origin de Jeff Bezos foi inspirada no desenvolvimento de dois demonstradores de baixa altitude Delta Clipper-Experimental , ou DC-X. A Força Aérea dos EUA forneceu financiamento inicial, mas o programa foi posteriormente transferido para a NASA. A McDonnell-Douglas iniciou a construção do primeiro veículo em 1991 e voou com ele pela primeira vez em White Sands, no Novo México, em 1993. O DC-XA, como foi chamado o segundo veículo, fez o voo final do programa em julho de 1996, quando atingiu uma altitude de 3.140 metros. Embora o programa tenha terminado, sua influência na indústria não.
Os estágios reutilizáveis dos veículos de lançamento são mesmo realmente um benefício?
Musk diz que, embora a reutilização de um Falcon 9 reduza a carga útil máxima em menos de 40%, a reforma e as atualizações do ‘booster’ custam menos de 10% do custo total. Como resultado, após dois lançamentos, o custo total e a capacidade de carga são aproximadamente comparáveis a um lançamento de um foguete descartável. E se forem realizados pelo menos três voos com um ‘booster’, a economia será inegável. O raciocínio é lógico, mas é difícil verificá-lo.
A carenagem de cabeça do Falcon 9 é formada por duas conchas
É preciso entender que uma empresa privada não revela todas as nuances de sua situação financeira. No entanto, há dados para análise. Em primeiro lugar, faz sentido dizer que não há limite óbvio para o número de lançamentos de um ´core’ de primeiro estágio. No momento, o máximo é de mais de 14 vezes e esses estágios ainda não foram desativados. Alguns anos atrás, Musk revelou o custo marginal de lançar um Falcon 9 reutilizável em uma entrevista na Aviation Week. Os custos marginais são os custos associados apenas ao relançamento do foguete após a sua primeira missão já ter sido concluída e paga. Agora, de acordo com Musk, o custo marginal de relançar um Falcon 9 era de apenas cerca de US$ 15 milhões, dos quais, apenas uma parte, US$ 10 milhões, são necessários para construir um novo estágio superior. Os $ 5 milhões restantes incluem o custo de restauração das carenagens, recarga de hélio, propelentes e, de fato, a restauração do foguete. O custo de restauração do primeiro estágio era de apenas US$ 250.000 há dois anos, disse Musk.
Motores
Musk disse que há casos não apenas de reparo, mas também de substituição de um ou dois motores por novos. É óbvio que o preço deve saltar aqui. O mistério de quantas vezes os Merlins precisam ser consertados também está envolto em trevas. Deve-se entender que eles não desenvolvem seus recursos de maneira muito uniforme, pois três dos nove motores do ‘booster’ são religados durante o processo de pouso. É verdade que a SpaceX raramente faz um teste de ignição na plataforma (static fire test) em estágios que já voaram antes – então, aparentemente, consertar e ainda mais substituir motores de vez em quando não afeta muito o custo médio de restauração de um ‘booster’ usado.
Os tanques de propelente ocupam o maior volume da estrutura do primeiro estágio do Falcon 9. A SpaceX é conhecida por realizar raios-X entre os lançamentos para verificar soldas, procurar rachaduras ou outros defeitos. Não há informações exatas sobre a frequência com que são consertados, mas, a julgar pelas palavras de Musk e de quem acompanha tudo o que acontece dentro das empresas SpaceX, isso acontece raramente.
Carenagens de cabeça
Para essas, a história é diferente. Aparentemente, depois de um ano recuperando regularmente as carenagens, a SpaceX está começando a mudar para o retorno seletivo, o que tem intrigado um certo público. O próprio programa de reutilização de conchas de carenagem foi desenvolvido pela empresa ao longo dos anos, graças ao qual elas participam regularmente de várias missões (o atual recorde de voo confirmado para as conchas é de seis usos. No entanto, de acordo com observações para uma das conchas da missão Starlink 4-25, o voo foi o sétimo).
Após o voo, as conchas da carenagem são recuperadas no oceano
Durante todo o tempo, em 123 vezes durante 63 missões, as conchas da carenagem do nariz foram reutilizadas. A empresa relançou pelo menos uma concha em 84% de suas missões não-tripuladas para clientes. A princípio, a SpaceX tentou pegar as conchas com redes usando os barcos Ms. Tree e Ms. Chief, então fez um progresso significativo para tirá-las da água. Quem acompanha as atividades da empresa notou que em julho, após o lançamento da Starlink 4-25, durante a qual, talvez, uma das conchas foi utilizada pela sétima vez, nenhuma tentativa foi feita para devolvê-las, e em outubro 22, após o lançamento em uma missão Starlink 4-36, o barco de apoio Bob retornou a Port Canaveral com um único segmento de carenagem. Foi então que aqueles que consideram isso não lucrativo e começaram a dizer que “a SpaceX também percebeu isso”. Ainda não há uma resposta exata para a questão de por que isso está acontecendo, mas os especialistas sugeriram que a empresa pode ter acumulado conchas de carenagem suficientes entre maio e agosto deste ano, graças ao sucesso de seu programa de retorno, e elas começaram a consumir muito espaço em depósitos. Entre outras coisas, a empresa pode chegar à conclusão de que o tempo de uso de algumas conchas atingiu um nível crítico, o que tornaria inútil a sua recuperação. Ou seja, quando a empresa não deseja as carenagens usadas, pode simplesmente descartá-las.
Há alguns meses, a empresa se dedica ativamente à modernização do sistema de extração das conchas da água, realizando treinamentos e testes regulares com os guindastes de seus barcos. Em geral, a SpaceX definitivamente não se recusa a salvar as conchas da carenagem.
A empresa, líder mundial em lançamentos espaciais comerciais, continua desenvolvendo um programa para reutilizar todas as partes possíveis do veículo lançador, mas alguns analistas continuam negando sua eficácia. Como a SpaceX é pioneira nesse assunto, aguarda-se muitos dados interessantes. Por exemplo, alguns especialistas dizem que dez lançamentos era o ciclo inicial de voos sem remanufatura. Até agora, as revisões dos ‘booster’s do Falcon 9 não foram relatadas, e Musk disse que com elas a vida útil aumenta para mais de cem voos. Um dos procedimentos mais difíceis, talvez, seja a limpeza das unidades de turbobombas de todos os nove Merlins pelo fato de trabalharem com querosene. Mas para os novos motores Raptors que usam metano, esse processo é muito mais simples.
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Cassada e Rubio passaram sete horas no espaço aberto instalando o ‘iROSA’
Josh Cassada trabalhando junto à treliça ‘truss’ que suporta os paineis solares da estação
Dois dos engenheiros de vôo americanos da Expedição 68 da Estação Espacial Internacional, Josh Cassada e Frank Rubio, da NASA instalaram mais um bloco de painéis solares extras na estrutura de suporte do segmento americano, hoje, 22 de dezembro de 2022. A repressurização da câmara estanque Quest encerrou a caminhada espacial às 15h27 horário do leste, ou 20:27 UTC (17:27 Brasília), com duração total de 7 horas e 8 minutos. Cassada e Rubio instalaram o ‘Painel Solar Roll-Out da ISS’ (iROSA – ‘roll out’ significando desfraldável, como uma ‘língua de sogra’) no canal de energia 4A na seção esquerda “P4” da Integrated Truss Structure.
O painel iROSA sendo estendido, em frente ao painel antigo
Decorrida cerca de uma hora de atividade, Cassada liberou os dispositivos antirrotação do iROSA que o mantinham no lugar. Rubio protegeu os cabos de energia que seriam conectados assim que o iROSA estivesse no lugar e certificando-se de que o sistema de captura suave estivesse pronto para sua instalação.
Os iROSAs aumentarão a capacidade de geração de energia em até 30%, aumentando a potência total disponível de 160 para até 215 quilowatts. Cassada e Rubio estão no meio de uma missão de seis meses trabalhando a bordo do laboratório de microgravidade “para avançar o conhecimento científico e demonstrar novas tecnologias para futuras missões de exploração tripulada e robótica, incluindo missões lunares através do programa Artemis”, segundo repete o corolário espacial americana em todo despacho sobre as atividades a bordo.
Imagem de TV da câmera de capaceteResumo da atividade
Reunião entre executivos da NASA e Roskosmos sobre o vazamento na Soyuz
Enquanto a EVA de quinta-feira estava em andamento, o gerente do programa da estação espacial da NASA, Joel Montalbano, e o diretor executivo da Roskosmos para voos espacial tripulado, Sergei Krikalev, participaram de uma teleconferência de áudio. Os dois executivos espaciais discutiram a investigação em andamento do vazamento detectado na nave da tripulação Soyuz MS-22.
Não foi meteoro
Krikalev disse: “após uma análise extra, descobrimos que a penetração do radiador aconteceu de uma direção diferente” – excluindo a possibilidade de impacto por micrometeoro. Além disso, o executivo disse que “… o dano na superfície da placa do radiador é de cerca de quatro milímetros de diâmetro e o dano no tubo de refrigeração é inferior a um milímetro. Mas a cratera externa tem cerca de quatro milímetros de diâmetro.” As equipes terrestres continuam avaliando dados e opções para o retorno seguro da tripulação à Terra. Ele confirmou que, como resultado do acidente, o refrigerante havia desaparecido completamente do sistema de refrigeração.
Montalbano disse : “Eu me comunico com Sergey [Krikalev] regularmente. Também a nível operacional, temos conversas diárias”, disse ele em resposta a um jornalista. “Trocamos constantemente informações. Trabalhamos em equipe juntos, como sempre – nada mudou a esse respeito.” Já o diretor da agência espacial russa, Yuri Borisov, disse em uma entrevista à mídia oficial que a próxima Soyuz na fila, a Soyuz MS-23, pode estar pronta até 19 de fevereiro próximo, e já está em teste no Cosmódromo de Baikonur.
A Soyuz pode voar para a ISS de forma autônoma, e seria relativamente rotineiro acoplar em uma porta e então ter a Soyuz MS-22 desencaixada e retornar à Terra vazia. Montalbano acrescentou que um dos últimos temas de discussão entre as duas agências espaciais foi a reconciliação de dados sobre chuvas de meteoros. “Nós do Centro de Controle da Missão (MCC) em Houston e do TsUP em Moscou seguimos a direção das chuvas de meteoros e chegamos à mesma conclusão”, disse ele.
Cargueiro russo afastou a ISS de detritos espaciais
Na quarta-feira, 21 de dezembro, a órbita da estação espacial foi ajustada usando os motores da nave de carga Progress MS-20 para evitar uma colisão com detritos espaciais. O astrofísico Jonathan McDowell, do Jonathan’s Space Report, identificou os detritos como provenientes do lançamento de um foguete Zenit em 18 de julho de 2011 com um estágio superior Fregat, que colocou o telescópio espacial russo Spektr-R em órbita. McDowell enfatizou que os destroços não são do próprio estágio Fregat, mas de um tanque de propelente (um tanque extra em forma toroidal, instalado na base do aparelho) que foi alijado na época e se desintegrou em 8 de maio de 2020. Os motores da espaçonave, acoplada no módulo de serviço Zvezda do segmento russo da estação, foram ligados às 16:42, horário de Moscou (10:42 Brasília) por 620,6 segundos e deram um impulso de 1 m/s.
Segundo dados preliminares, após a manobra, a altitude média da órbita da ISS aumentou 1,7 km e atingiu 417,97 km. Durante todo o tempo de voo da estação, foram realizadas 330 correções de sua altitude orbital, incluindo 179 com a ajuda das espaçonaves Progress.
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Problema foi na segurança no polígono de lançamento
A equipe da Innospace da Coréia do Sul anunciou em suas redes sociais hoje, 22 de dezembro de 2022, que “… devido a erro em um sistema de gerenciamento de segurança, encontrado após a conclusão dos preparativos de decolagem do HANBIT-TLV, a tentativa de lançamento não foi realizada dia 21, infelizmente. Após verificações com a Força Aérea Brasileira, a nova janela de lançamento pode ser definida. Fiquem atentos às atualizações.”
Due to an error in a safety management system, found after the completed lift-off preparations of HANBIT-TLV, its test launch attempt has not made on Dec. 21 BRT unfortunately. After checkups with Brazilian Air Force, the new launch window can be set. Stay tuned for updates. pic.twitter.com/FTzwwu0vda
O voo de teste do foguete Hanbit-TLV deveria ocorrer a partir do centro espacial de Alcântara, no Maranhão, entre as 06:00 e 08:00 de quarta-feira, dia 21. Seria a terceira tentativa desde segunda-feira, ocasião em que foi adiada pela primeira vez devido às condições meteorológicas no Centro Espacial de Alcântara no Maranhão; na segunda vez, terça-feira, um defeito numa valvula de regulagem de temperatura (ou uma leitura incorreta de transdutor) do sistema de pressurização do oxigênio líquido levou a mais um adiamento.
Na manhã da própria quarta-feira, a Força Aérea anunciou que uma “questão de ordem técnica” impediu o lançamento, e que profissionais da empresa sul-coreana estavam conduzindo avaliação técnica para que o problema fosse sanado “… e, com segurança, o lançamento possa ser efetuado em data a ser definida.”
Segurança é rígida nas operações de lançamento
Visão artística simplificada e fora de escala de um arranjo de complexo de lançamento hipotético em Alcântara
A equipe de comando da operação de lançamento é responsável por receber e analisar a telemetria do foguete, dos circuitos de solo e da plataforma de lançamento em si, para determinar se, por seu lado, é seguro prosseguir com a contagem regressiva. No caso do HANBIT, esse comando fica a cargo dos engenheiros da Innospace, com uma linha direta de acompanhamento com o pessoal da Força Aérea, que é responsável pela integridade do centro espacial.
A segurança do perímetro é garantida por um sistema que protege pessoas e prédios tanto no entorno do foguete quanto no sob sua trajetória de voo. Pode ser acionada antes, durante ou depois da decolagem. Normalmente, permite-se que, uma vez no ar, o foguete continue em sua trajetória mesmo que esteja apresentando pane, de modo a preservar as instalações de lançamento (isso depende do tipo de avaria, da direção em que o foguete se encontra e de outras especificações particulares a cada veículo ou centro espacial). Para um veículo considerado ‘fora de curso’, a segurança pode ser implementada comandando o desligamento dos motores ou acionando um sistema de terminação de voo independente, que possui transceptores redundantes no foguete. O sistema de terminação (autodestruição) normalmente tem explosivos que rompem os tanques e levam à natural desintegração com o estresss aerodinâmico, ou com um comando que cancele o empuxo e acarrete a natural destruição do lançador apenas na queda.
Concepção do foguete decolando da plataforma modular CLS, no centro de lançamentos de Alcântara
Nem todos os programas espaciais usam sistemas de terminação de voo, como por exemplo a Rússia, que devido ao fato de que seus locais de lançamento sejam localizados em enormes áreas desérticas, simplesmente permite-se que o foguete desligado caia no chão ou no mar. As tarefas executadas por operações de segurança do polígono referem-se às areas de perigo, para divulgar e implementar áreas de perigo (NOAM/NTN), executar vigilância, e garantir os espaços aéreo, marítimo e espacial para evitar colisões. Um centro de lançamentos normalmente tem um Chefe de Segurança de Perímetro, (cargo com várias designações, dependendo da nação ou operador responsável – por exemplo o termo inglês “Range Safety Officer”). Durante lançamentos, o chefe de segurança pode tomar medidas de cancelamento do voo se houver violação dos critérios de segurança estabelecidos (violação da área permitida de destruição), voo errático óbvio do foguete, ou uma falha de telemetria (perda de contato de rádio).
segundo a Innospace, o problema de terça-feira ocorreu numa válvula de regulagem de temperatura no bloco da bomba elétrica que injeta o fluido oxidante (oxigênio líquido, no tanque azul) na câmara do combustível sólido à base de parafina (recipiente amarelo), e que fica entre os dois.
O Chefe de Segurança de Perímetro avalia o risco de cada operação no polígono de lançamento. A realização de avaliações de risco pela analise de dados meteorológicos, por exemplo, permite que o Chefe de Segurança garanta a segurança do pessoal do governo e da população civil. Geralmente, os sistemas que fornecem dados incluem uma rede de torres meteorológicas com sensores de vento, temperatura e ponto de orvalho em vários níveis e uma rede de perfis de vento por radar com sistemas de sondagem radioacústica. Todas relatam vento, temperatura e ponto de orvalho, a cada minuto ou a cada cinco minutos. O grupo de segurança do local de lançamento deve controlar os perigos potenciais para as operações e deve direcionar ações de proteção e pode interromper as operações, se necessário, em um momento apropriado. O equipamento de teste e os dispositivos de medição usados devem ser calibrados para garantir que o equipamento aplicável esteja dentro do limite de calibração, verificando os rótulos, etc. Além disso, verifica-se se o equipamento de teste e os dispositivos de medição estão em conformidade com sua configuração de uso e se funcionam adequadamente antes do uso.
Este seria o perfil de voo balístico do HANBIT-TLV, com uma ascenção vertical seguida de uma curva balística sobre o Oceano Atlântico
O Hanbit-TLV, um veículo de teste, é um foguete de estágio único de 16,3 metros projetado para verificar o desempenho de seu motor de foguete tipo híbrido de 15 toneladas-força de empuxo desenvolvido pela Innospace. O foguete deveria ser lançado a uma altitude de 100 quilômetros em um teste suborbital.
Compressor da bomba elétrica de oxigênio líquido desenvolvida pela empresa sul-coreana
O uso de bomba elétrica é utilizado por outras empresas que trabalham com foguetes de pequeno porte, como a Astra americana e a Rockelab neozelandesa-americana. Ao contrário das máquinas tradicionais que usam propelente sangrado do circuito de alimentação para girar o eixo da bomba, por vezes equipados com um pre-queimador ou um gerador de gás em sua forma mais simples [*], o design puramente elétrico oferece simplicidade de construção e ciclo de funcionamento, ainda que limitado a potências menores. A INNOSPACE desenhou sua bomba elétrica de oxigênio líquido usando impressão 3D para o compressor centrífugo e sua caixa.
A empresa sediada em Sejong pretende desenvolver o primeiro lançador de satélite comercial privado da Coréia do Sul, o Hanbit-Nano, com dados coletados deste lançamento de teste. O Hanbit-Nano será um foguete de dois estágios equipado com um motor híbrido de 15 toneladas, alimentado por combustível sólido e um oxidante líquido.
[*] – Outros motores usam um gerador de vapor, funcionando com produtos como o peróxido de hidrogênio, para tocar a turbobomba. É um sistema dissociado dos fluidos propulsores e por carregar um tanque próprio, é mais pesado.
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Arianespace perde seu terceiro foguete da família e com ele dois satélites Pleiades NEO
O Vega C numero 2 VV22 decolou de Kourou para ser perdido em uma avaria de segundo estágio
O foguete-portador Vega C n° 2 código VV22 da Arianespace, que deveria lançar os satélites Pléiades Neo 5 e 6 a partir da plataforma ELV-1 do espaçoporto europeu de Kourou, na Guiana Francesa, foi perdido em voo ontem 21 de dezembro de 2022. A decolagem deu-se às 01h47 UTC (20 de dezembro, às 22h47, horário de Brasilia) mas devido a um problema com o segundo estágio Zefiro 40, aproximadamente 2 minutos e 27 segundos depois, ocorreu uma perda de pressão na caixa do envelope motor. Segundo a Arianespace, “… as análises de dados estão em andamento para determinar os motivos dessa falha.” O lançamento foi marcado anteriormente para 24 de novembro, mas adiado por uma pane no foguete. A Arianespace esperava que este voo comercial sigua o sucesso, em 13 de julho passado, de outro Vega C operado pela Agência Espacial Européia (ESA).
A órbita de trabalho das espaçonaves seria sincronizada com o sol, e para ambos os satélites a inclinação seria de 97,89° – com o Pleiades Neo 5 sendo estabelecido em um perigeu de 605 km com apogeu de 622 km; para o Pléiades Neo 6, perigeu seria de 619 km por um apogeu de 637 km.
“Após a decolagem e a ignição nominal do P120C, primeiro estágio, foi observada uma perda de pressão no Zefiro 40, o segundo estágio ”, disse Stéphane Israël, CEO da Arianespace, confirmando o comunicado oficial do departamento de mídia. “… depois dessa pane, observamos um desvio da trajetória e uma anomalia muito forte. Infelizmente, podemos dizer que a missão foi perdida.” Uma coletiva de imprensa será organizada na quarta-feira, 21 de dezembro, ao meio-dia, horário local (15:00 UTC).
Segundo análises, o que restou do foguete (o segundo estágio Z40, terceiro Z-9, carenagem de cabeça, estágio superior AVUM+ e as espaçonaves), caiu no Oceano Atlântico próximo a 56 graus leste e 18 graus norte; o veículo estava a 110 km de altitude em rumo de 97,8 graus em relação ao equador.
As consequências de uma destruição sobre o oceano
As caixas dos motores sólidos deste foguete são equipados com dispositivos de neutralização que consistem em cargas pirotécnicas destinadas a quebrar o invólucro após a separação dos estágios e assim garantir o afundamento no oceano. Se o impacto da estrutura com a água induzir danos que permitam a inundação dentro da câmara de combustão, e o ar retido remanescente não for suficiente para sustentar a flutuação da estrutura, o requisito de afundamento é satisfeito.
Os últimos Pleiades Neo
Satélites no encapsulamento
Os satélites perdidos Pléiades Neo 5 e 6 (totalizando 1.977 kg) seriam os dois mais recentes da constelação de observação Pléiades Neo, a terceira e a quarta espaçonaves em um quarteto construídos e de propriedade da Airbus. Os dois primeiros satélites Pléiades Neo foram lançados em 2021 em dois diferentes foguetes Vega, mas a Airbus colocou o terceiro e quarto na mesma missão para aproveitar a capacidade de carga do Vega C. Cada espaçonave é projetada para operar por pelo menos dez anos.
Os satélites (chassi S950) de resolução de 30 cm, foram totalmente financiados e fabricados por sua operadora Airbus, os dois últimos aparelhos da constelação. O primeiro, Pléiades Neo 3, foi colocado em órbita com sucesso pelo Vega ‘Flight 18’ em 28 de abril de 2021, e o segundo, Pléiades Neo 4, pelo Vega número 19 em 16 de agosto seguinte. Construída pela Airbus, a constelação “permite obter imagens de qualquer ponto do globo, várias vezes ao dia, com resolução de 30 cm. Altamente ágeis e reativos, eles podem receber tarefas até 15 minutos antes da aquisição e enviar as imagens de volta à Terra na hora seguinte. Menores, mais leves, mais ágeis, precisos e reativos do que a concorrência, eles são os primeiros de sua classe cuja capacidade estará totalmente disponível comercialmente”. A constelação óptica compreenderia quatro satélites idênticos em fases a 90° um do outro.
Primeira falha do Vega-C e terceira no geral
Foguete VEGA-C
O VEGA (Vettore Europeo di Generazione Avanzata) é um foguete de propelente sólido com um estágio superior opcional de combustível líquido para re-ignição e capacidade de injeção precisa. O veículo tem 29,9 metros de altura, um diâmetro principal de 3,03 metros e uma massa de decolagem de 137.000 kg. No voo dos CERES, o foguete terá em seu último estágio um adaptador-dispensador ‘CLIP’ para ejetar os satélites em órbita.
A fase de voo dos três primeiros estágios duraria cerca de sete minutos, quando o terceiro estágio Zefiro 9 se separaria da cabeça espacial, que compreendia o estágio AVUM+ e os dois satélites. O estágio AVUM+ iria acionar seu motor pela primeira vez cerca de nove minutos e meio, seguido de uma fase de costeamento balística de aproximadamente 35 minutos, a fim de atingir a altitude de ejeção do primeiro satélite.
O estágio AVUM+ reiniciaria seu motor numa segunda vez com duração de 2 minutos e 30 segundos para circularizar a órbita a uma altitude de 629 km antes de liberar o primeiro satélite. No próximo estágio, 6 minutos e 39 segundos depois, seria feita uma ignição de 15 segundos, levando a uma nova fase balística com duração de cerca de 36 minutos. Seria então efetuada uma terceira fase de ignição do AVUM+ com duração de 5 segundos, seguida pela liberação do segundo satélite a uma altitude de 614 km. Cerca de nove minutos depois ocorreria a quarta e última ignição do estágio, por um período de 61 segundos, que o tirará de órbita. Isso marcaria o fim da missão de uma hora, 53 minutos e 55 segundos.
Modelo VEGA-C
O Vega C substitui os primeiros e segundos estágios do antigo Vega por envelopes motor maiores e mais robustos. O motor do terceiro estágio permaneceu o Zefiro 9 e o quarto estágio AVUM de propelentel líquido tem o mesmo motor ucraniano com um tanque de propelente maior. O modelo novo é mais comprido que o original e possui uma carenagem de cabela maior produzida pela suíça Beyond Gravity, ex-RUAG Space. A família Vega foi projetada para colcoar satélites de pequeno a médio porte em órbita. Desenvolvido em parceria entre a Avio e a Agência Espacial Européia, o foguete é capaz de transportar até 2.300 kg de carga útil para uma órbita polar de 700 quilômetros, em relação a capacidade aos 1500 kg satelizáveis do modelo original do Vega.
O segundo estágio Zefiro 40 substituiu o Zefiro 23 do Vega, com 50% a mais de propelente (36.200 kg), medindo 7,6 m de comprimento e 2,3 m de diâmetro – e gerando 132.902,5 kgf de empuxo.
A família desses foguetes já sofreu três avarias catastróficas em 22 voos, e que ocorreram nos últimos oito lançamentos após quatorze voos consecutivos bem-sucedidos desde que o lançador entrou em serviço em 2012.
O VEGA foi projetado para enviar pequenos satélites para a orbita terrestre baixa. Ele oferece “flexibilidade de missão a um custo acessível”. Juntamente com a família de lançadores Ariane, representa a solução europeia para acessibilidade espacial. O foguete é composto por quatro estágios, os três primeiros equipados com motores de propelente sólido e o último de propulsão líquida. Ele pode transportar uma ou várias cargas úteis com um total de até 1.500 kg em qualquer órbita em missões até uma órbita circular de 700 km. O voo inaugural da nova versãoocorreu em fevereiro de 2012. Após o sucesso deste primeiro lançamento, o projeto cresceu em importância e o lançador ganhou um histórico muito bom de voos bem-sucedidos, colocando vários tipos de cargas em órbita, incluindo vários smallSats (os chamados pequenos satélites) para vários clientes privados, institucionais e governamentais.
Concepção do foguete decolando da plataforma modular CLS, no centro de lançamentos de Alcântara
A equipe da Innospace da Coréia do Sul cancelou hoje, 21 de dezembro de 2022, o voo de teste do foguete Hanbit-TLV cuja decolagem deveriaocorrer a partir do centro espacial de Alcântara entre as 06:00 e 08:00 de Brasília. O problema que levou à falha não foi revelado pela empresa, embora hajam rumores de que o motor híbrido chegou a ser acionado mas em seguida, desligado. Seria a terceira tentativa desde segunda-feira, ocasião em que foi adiada pela primeira vez devido às condições meteorológicas no Centro Espacial de Alcântara no Maranhão; na segunda vez, na terça, um defeito numa valvula de regulagem de temperatura (ou uma leitura incorreta de transdutor) do sistema de pressurização de oxigênio líquido levou a mais um adiamento.
A acessoria de mídias sociais da Força Aérea Brasileira anunciou que “uma questão de ordem técnica impediu hoje a realização do lançamento experimental do foguete HANBIT-TLV em conjunto com uma empresa privada de outra nação [a Innospace], a partir do Centro de Lançamento de Alcântara. Os profissionais da empresa sul-coreana […] já estão conduzindo uma avaliação técnica detalhada para que o problema seja sanado e, com segurança, o lançamento possa ser efetuado em data a ser definida.”
A Innospace estava originalmente programada para lançar seu foguete de demonstração de tecnologia às 06:00, hora de Brasília de terça-feira, do Centro de Lançamento no norte do Brasil, mas já às 4 horas da manhã foi decido adiar o lançamento. A empresa anunciou que reagendaria o voo depois que o defeito fosse corrigido.
Este seria o perfil de voo balístico do HANBIT-TLV, com uma ascenção vertical seguida de uma curva balística sobre o Oceano Atlântico
O Hanbit-TLV, um veículo de teste, é um foguete de estágio único de 16,3 metros projetado para verificar o desempenho de seu motor de foguete tipo híbrido de 15 toneladas-força de empuxo desenvolvido pela Innospace. O foguete deveria ser lançado a uma altitude de 100 quilômetros em um teste suborbital.
segundo a Innospace, o problema de terça-feira ocorreu numa válvula de regulagem de temperatura no bloco da bomba elétrica que injeta o fluido oxidante (oxigênio líquido, no tanque azul) na câmara do combustível sólido à base de parafina (recipiente amarelo), e que fica entre os dois.
O uso de bomba elétrica é utilizado por outras empresas que trabalham com foguetes de pequeno porte, como a Astra americana e a Rockelab neozelandesa-americana. Ao contrário das máquinas tradicionais que usam propelente sangrado do circuito de alimentação para girar o eixo da bomba, por vezes equipados com um pre-queimador ou um gerador de gás em sua forma mais simples [*], o design puramente elétrico oferece simplicidade de construção e ciclo de funcionamento, ainda que limitado a potências menores. A INNOSPACE desenhou sua bomba elétrica de oxigênio líquido usando impressão 3D para o compressor centrífugo e sua caixa.
O HANBIT-TLV tem apenas um estágio
Compressor da bomba elétrica de oxigênio líquido desenvolvida pela empresa sul-coreana
A empresa sediada em Sejong pretende desenvolver o primeiro lançador de satélite comercial privado da Coréia do Sul, o Hanbit-Nano, com dados coletados deste lançamento de teste. O Hanbit-Nano será um foguete de dois estágios equipado com um motor híbrido de 15 toneladas, alimentado por combustível sólido e um oxidante líquido.
Resumo da campanha de lançamento
[*] – Outros motores usam um gerador de vapor, funcionando com produtos como o peróxido de hidrogênio, para tocar a turbobomba. É um sistema dissociado dos fluidos propulsores e por carregar um tanque próprio, é mais pesado.
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Concepção do foguete decolando da plataforma modular CLS, no centro de lançamentos de Alcântara
Após a falha numa valvula do controle de temperatura, a equipe da Innospace da Coréia do Sul aparentemente resolveu o problema e colocou o foguete Hanbit-TLV em condições de voar. A decolagem deve ocorrer a partir do centro espacial de Alcântara hoje, quarta-feira 21 de dezembro de 2022, às 06:00 Brasília. Será a terceira tentativa desde segunda-feira, ocasião em que foi adiada pela primeira vez devido às condições meteorológicas no Centro Espacial de Alcântara no Maranhão.
“[planejamos para] 21 de dezembro às 6h BRT o lançamento do HANBIT-TLV do Centro Espacial de Alcântara no Brasil, com amanhã. A equipe reiniciou os preparativos para o lançamento a partir das 17h de hoje.” – anunciou a startup sul-coreana na noite do dia 20.
A Innospace estava originalmente programada para lançar seu foguete de demonstração de tecnologia às 06:00, hora de Brasília de terça-feira, do Centro de Lançamento no norte do Brasil, mas já às 4 horas da manhã foi decido adiar o lançamento. A empresa anunciou que reagendará o voo depois que o defeito for corrigido.
Este seria o perfil de voo balístico do HANBIT-TLV, com uma ascenção vertical seguida de uma curva balística sobre o Oceano Atlântico
Após a falha, o foguete foi transportado de volta para o centro de montagem. O Hanbit-TLV, um veículo de teste, é um foguete de estágio único de 16,3 metros projetado para verificar o desempenho de seu motor de foguete tipo híbrido de 15 toneladas-força de empuxo desenvolvido pela Innospace. O foguete deveria ser lançado a uma altitude de 100 quilômetros em um teste suborbital.
segundo a Innospace, o problema ocorreu numa válvula de regulagem de temperatura no bloco da bomba elétrica que injeta o fluido oxidante (oxigênio líquido, no tanque azul) na câmara do combustível sólido à base de parafina (recipiente amarelo), e que fica entre os dois.
O uso de bomba elétrica é utilizado por outras empresas que trabalham com foguetes de pequeno porte, como a Astra americana e a Rockelab neozelandesa-americana. Ao contrário das máquinas tradicionais que usam propelente sangrado do circuito de alimentação para girar o eixo da bomba, por vezes equipados com um pre-queimador ou um gerador de gás em sua forma mais simples [*], o design puramente elétrico oferece simplicidade de construção e ciclo de funcionamento, ainda que limitado a potências menores. A INNOSPACE desenhou sua bomba elétrica de oxigênio líquido usando impressão 3D para o compressor centrífugo e sua caixa.
O HANBIT-TLV tem apenas um estágio
Compressor da bomba elétrica de oxigênio líquido desenvolvida pela empresa sul-coreana
A empresa sediada em Sejong pretende desenvolver o primeiro lançador de satélite comercial privado da Coréia do Sul, o Hanbit-Nano, com dados coletados deste lançamento de teste. O Hanbit-Nano será um foguete de dois estágios equipado com um motor híbrido de 15 toneladas, alimentado por combustível sólido e um oxidante líquido.
Resumo da campanha de lançamento
[*] – Outros motores usam um gerador de vapor, funcionando com produtos como o peróxido de hidrogênio, para tocar a turbobomba. É um sistema dissociado dos fluidos propulsores e por carregar um tanque próprio, é mais pesado.
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Problema no radiador da Soyuz está sendo gerenciado, diz diretor da Roskosmos
Tripulação da Soyuz MS-22: Franco Rubio, Sergey Prokopyev e Dmitri Petelin
Os colegas americanos na ISS ajudaram os russos na situação com a espaçonave Soyuz MS-22, que tem um radiador danificado. O anúncio foi feito pelo diretor da Roskosmos, Yuri Borisov, hoje, terça-feira 20 de dezembro de 2022, durante uma conversa com a tripulação russa da 68ª expedição principal , cosmonautas Sergei Prokopyev, Dmitry Petelin e Anna Kikina. “Digam um olá a toda a equipe americana, eles se portaram com dignidade, estenderam uma mão amiga. Eles ofereceram várias opções de assistência, até o lançamento de nossos cosmonautas em suas espaçonaves. Mas não há necessidade disso hoje” disse ele durante a conversa. Segundo o diretor da Roskosmos, a tripulação da ISS é um exemplo para o mundo inteiro de como trabalhar em conjunto nas situações mais difíceis. “Que muitos políticos aprendam com vocês “, acrescentou Borisov.
A nave Soyuz MS-22, lançada em setembro passado com Sergey Prokopyev, Dmitri Petelin e Franco Rubio, e que está acoplada no módulo Rassvet da estação espacial internacional, e tem sido o cerne de uma discussão desde que foi detectado um vazamento de líquido regulador no radiador da espaçonave.
Em 15 de dezembro, durante a preparação para uma caminhada espacial dos russos, uma queda de pressão foi registrada no sistema de controle térmico externo da Soyuz MS-22. Uma inspeção visual confirmou o vazamento de líquido refrigerante, calculada em 0,8 mm de fenda, então a saída foi cancelada. Segundo a Roskosmos, no dia seguinte foram realizados testes dos sistemas da espaçonave, incluindo seu controle de movimento com acionamento dos motores de acoplagem e orientação – e não havia outras falhas. No dia 18, usando as câmeras do manipulador remoto ERA da estação, a superfície externa da Soyuz foi examinada. Uma análise dos dados recebidos permitiu detectar o possível local de dano no compartimento instrumental-agregado “PAO” próximo à unidade de acionamento da bateria solar. De acordo com dados preliminares, o dano pode ter sido causado por um micrometeoróide ou detritos espaciais que bateram na placa cilindrica radiador.
A conversa do executivo-chefe com os cosmonautas
Yuri Borisov, diretor da agência espacial russa
Na conversa por rádio, Borisov, que estava no centro de controle TSUP nos arredores de Moscou, perguntou sobre o humor dos cosmonautas, a situação na estação, se a equipe assistiu à final da Copa do Mundo e a sobre a comunicação com suas famílias. O diretor da Roskosmos prometeu garantir a segurança e o retorno regular da tripulação à Terra, e também pediu para transmitir saudações à tripulação do segmento americano:
Anna Kikina chegou a bordo da nave Crew Dragon na missão Crew-5
Borisov: Sergei, Dima e Anya, boa tarde. Como está seu humor? Sergey Prokopyev: Boa tarde. Ótimo humor, tudo está maravilhoso. Borisov: Você vê o amanhecer várias vezes ao dia, então o clima deve estar sempre bom para você. Prokopyev: Sim, muitas vezes vemos o amanhecer. Petelin: Acabou de passar um recentemente. Borisov: Espero que esse mal-entendido que tivemos com o sistema de controle térmico não tenha afetado seu humor e compostura. Vocês são ótimos. Prokopyev: Sim, há um ambiente de trabalho a bordo. Temos muitos experimentos científicos que estamos prontos para realizar. Agora, a atividade extraveicular foi adiada um pouco, mas espero que retomemos o trabalho. Borisov: Também espero que os especialistas do TsUP encontrem a maneira mais ideal de resolver essa situação e que continuem todos os experimentos científicos. E esperemos pela conclusão regular de sua expedição. Prokopyev: Sim, muito obrigado. Agora a situação a bordo é bastante aceitável. Temos temperaturas excelentes em todos os lugares, e é bastante confortável dentro da nave – agora está em torno de 27 graus, ou seja, a tripulação se sente muito bem lá dentro. Às vezes fazemos testes lá. Borisov: É ótimo, acho que vocês são pessoas preparadas, prontas para qualquer situação e, portanto, nada deve perturbá-los. Prokopyev: Sim, já passamos por tais situações de emergência na preparação para o vôo, então para nós tudo está indo da maneira que praticamos no solo. Borisov: Você conseguiu assistir à final da Copa do Mundo? Prokopyev: Sim, é incrível termos assistido quase toda a final ao vivo com pequenas pausas na comunicação, mas, mesmo assim, vivenciamos todas as emoções. Acabou sendo uma partida muito bonita. Borisov: Messi foi campeão Prokopyev: Com certeza, estávamos torcendo por ele. Borisov: Espero que suas famílias estejam sempre em contato com vocês. Está tudo bem com vocês nesse sentido? Prokopyev: Sim, claro. Eles não se preocupam, já descrevemos toda a situação, portanto, nesse sentido, nossas famílias estão cientes. Não é a primeira vez, então acontece. Bem, sim, eles extraem um pouco de informação de várias fontes, inclusive da mídia, que escreve informações nem sempre adequadas e fantasiam um pouco. Então a família fica um pouco preocupada, mas a gente acalma, ‘tá’ tudo bem. Borisov: Quero que saiba que faremos todo o possível para garantir sua segurança e seu retorno normal à Terra. Desejo-lhe uma agradável continuação do voo, e o mais importante – bom humor e saúde. Kikina: Muito obrigada, desejamos também muita saúde, para que tudo se desenvolva com sucesso e segurança. Prokopyev: Obrigado, boa sorte a todos nós. Borisov: E o Ano Novo está chegando, o Natal está chegando, logo haverá presentes e, espero, serão apenas agradáveis. Prokopyev: Obrigado, Yuri Ivanovich, feliz ano novo também. Kikina: E um clima festivo para todos. Borisov: Obrigado, Anya. Tenha um bom trabalho, estamos orgulhosos de vocês, obrigado por esta conversa. Prokopyev: Muito obrigado, também ficamos muito satisfeitos em ouvir você. O clima é ótimo, véspera de Ano Novo. Muito obrigado pela sua preocupação, tudo de bom. Borisov: Diga olá a toda a equipe americana, eles se mostraram muito dignos nesta situação e nos deram uma ajuda. Mas espero que possamos resolver isso nós mesmos. Kikina: Muito obrigada, eles são ótimos companheiros. Trabalhamos bem juntos em uma equipe bem coordenada. Prokopyev: Com certeza diremos a eles, eles estão se preparando para uma atividade extraveicular, que está marcada para amanhã, então eles ficarão felizes em ouvir tais palavras. Borisov: Você está dando um exemplo para o mundo inteiro de como trabalhar juntos na situação mais difícil. Deixe muitos políticos aprenderem com você. Prokopyev: Sim, muito obrigado. Isso é verdade, temos uma excelente interação uns com os outros, apoiamos e ajudamos. Portanto, há algo a aprender no mundo inteiro, com certeza. Kikina: Sim, mútua assistência, apoio mútuo, bom humor e clima amistoso, então é ótimo. Borisov: Continue com o mesmo espírito para que nenhum problema afete o curso de sua missão e a conclusão do vôo. Boa sorte para vocês, adeus, pessoal. Kikina: Muito obrigada, tenha um bom dia. Prokopyev: Obrigado, Yuri Ivanovich, tchau, tenha um bom dia e feliz ano novo. Petelin: Obrigado, tchau.
A flexibilidade da nave russa
A Soyuz é uma espaçonave extremamente confiável e resistente a falhas; os dois únicas pontos onde não há possibilidade de prover redundância total é na estrutura da nave em si (os cascos dos compartimentos, que por razões óbvias não podem ser duplicados) ou um vazamento no líquido do sistema de termorregulação (a possibilidade de que um fragmento ou micrometeoro atinja um dos tubos do radiador é considerada uma em cinquenta anos). Os requisitos de confiabilidade russos prevêem que uma falha num sistema ou um erro do cosmonauta não deve levar à interrupção do programa de voo ou à criação de situações críticas à segurança; duas falhas no sistema ou dois erros dos cosmonautas, ou uma falha e um erro do cosmonauta no decorrer de seu trabalho não devem impedir o resgate da tripulação e a preservação do equipamento principal da estação espacial, o que possibilita para continuar o programa de voo após um eventual trabalho de restauração necessário ter sido realizado.
O radiador ativo é a parte branca na seção traseira da espaçonave
Instalar um circuito independente de termoregulação acarretaria em mais de 50 quilos extras na espaçonave, para uma eventualidade tão improvável – ainda mais porque a Rússia sempre prepara duas ou três espaçonaves quase em paralelo. Sempre há uma disponível para uma missão de resgate ou para uma ocasião especial – tal como aconteceu com a Soyus MS-14 lançada com o robô Fyodor no lugar dos tripulantes para testar o foguete Soyuz 2.1a, a Soyuz MS-19 que foi especialmente adaptada para uma missão de propaganda levando a atriz Yulia Peresild e o diretor de cinema Kim Shipenko; ou a Soyuz MS-20 que foi usada para o voo turístico do empresário Yuzaku Maezawa e seu assistente Hirano.
Para a Soyuz MS, o requisito de tolerância a falhas foi implementado de modo que o programa de voo deve ser executado no caso de qualquer falha em um mecanismo ou sistema funcionalmente redundante (à despressurização dos compartimentos da espaçonave ou dos circuitos hidráulicos do sistema de controle térmico SOTR); a segurança da tripulação e da estação orbital deve ser garantida no caso de duas falhas em um sistema ou uma falha em um sistema que não seja a estrutura dos compartimentos ou redundância funcional em um mecanismo. A garantia de tolerância a falhas de acordo com o plano de ação foi realizada nas medidas de modificação do modelo anterior Soyuz ‘TMA-M’ para o ‘MS’.
A nave é composta por três compartimentos. O circuito do radiador está na parte branca do compartimento de montagem instrumentos PAO; O veículo de descida (ou cápsula) é a parte que retorna à Terra com a tripulação. O compartimento de habitação BO é usado para levar cargas, abrigar o banheiro e servir de área extra.
Os danos ao casco da Soyuz MS-22 tornaram-se conhecidos em 15 de dezembro, quando os cosmonautas russos confirmaram o vazamento da unidade de resfriamento. As atividades de EVA foram suspensas, enquanto certificava-se de que a temperatura no compartimento de habitação da espaçonave era de cerca de 30 ° C. No mesmo dia, a NASA falou sobre o teste bem-sucedido dos motores DPO da espaçonave. A temperatura e a umidade estavam dentro dos limites aceitáveis, todos os sistemas da ISS estavam funcionando normalmente e nada ameaçava a tripulação. Em 17 de dezembro, a Roskosmos falou sobre a situação na ISS: os cosmonautas estavam se preparando para o fim de semana, fazendo atividades rotineiras. No dia seguinte, surgiram informações sobre a possibilidade do envio de uma espaçonave de resgate à ISS. A Roskosmos levará cerca de um mês para substituir a Soyuz MS-22 pela Soyuz MS-23.
A espaçonave possui o sistema SOTR para regular sua temperatura. O SOTR consiste numa parte ativa, o sistema termoregulirovaniya STR (Sistema de controle térmico) e numa parte passiva, o sredstva passivnogo termoregulirovaniya SPTR (auxílios de ajuste térmico passivo). O STR é um sistema que inclui vários circuitos hidráulicos: Kontur zhilykh otsekov KZhO (circuito do módulo habitável), kontur navesnogo radiatora KNR (circuito do radiador anexado), kontur vodyanogo okhlazhdeniya (KVO) (circuito de refrigeração a água), promezhutochnyy kontur podogreva (PKP) (circuito de aquecimento intermediário) e kontur otkachki kondensata KOK (circuito de evacuação de condensado).
A nave tem 7 metros de comprimento, 7,2 toneladas de massa e capacidade de operar no espaço por 210 dias
O calor do Sol impinge 1.400 watts/m² sobre a Soyuz, e a reverberação dessa radiação na Terra acrescenta 700 W/m². A própria radiação do planeta acrescenta 200 W/m². A nave se aquece, já que cerca de 500 W são produzidos pelos equipamentos eletrônicos, e cada cosmonauta emite cerca de 100 W.
Durante as fases de voo autônomo, o isolamento passivo não é suficiente. É preciso um sistema ativo, além de evacuar as calorias, o STR e consiste principalmente em três loops. O primeiro loop permite captar as calorias produzidas no interior do compartimento, por meio de dois aparelhos denominados KhSA. Há um no Compartimento de Descida (SA) e outro no Compartimento de Habitação (BO). Esses dois KhSAs captam as calorias e as transmitem para um fluido de transferência de calor, o triol, que circula no circuito graças a uma bomba ENA3. O fluido então passa por um trocador de calor (ZhZhT) e transmite as calorias para o segundo circuito. É impossível reparar tais danos em órbita se for uma penetração com violação de várias camadas da camada de proteção EVTI e da tubulação. Não existem tecnologias para simplesmente preparar, soldar e vedar com fita.
Nave americana já teve impacto no radiador
Uma pane de radiador já ocorreu em setembro de 2006 numa espaçonave americana: Um objeto desconhecido perfurou o radiador em uma das duas portas do compartimento de carga a bordo do shuttle Atlantis durante um voo, mas não colocou em perigo a nave ou seus seis astronautas, disse a NASA. “Não se causou nenhum outro dano ao veículo além de penetrar no radiador.” O impacto ocorreu na missão STS-115 do Atlantis para instalar novas treliças (“truss”) e painéis solares na Estação Espacial Internacional. O voo de treze dias terminou com um pouso antes do amanhecer em 21 de setembro. De acordo com estudos, o objeto desconhecido – um micrometeoróide ou pedaço de detrito orbital – causou uma pequena perfuração de 2,7 milímetros no radiador traseiro de estibordo e pareceu deixar uma marca mínima. As equipes de processamento do ônibus espacial descobriram o buraco enquanto trabalhavam na espaçonave. O impacto também danificou uma área de 2,5 cm na malha tipo favo de mel de alumínio do radiador, mas não furou nenhum dos 26 tubos de refrigeração do painel de 1,25 mm de espessura. Os painéis do radiador traseiro medem 4,6 metros por 3,5 metros.
O orbitador shuttle tinha dois paineis de radiador instalados em cada porta do compartimento de carga, funcionando com fluido Freon. Eram paineis grandes, ocupando grande parte das portas de quase 18 metros da espaçonave
Mesmo que a brecha tivessa rompido um dos tubos, o Atlantis carregava duas linhas de refrigeração redundantes; uma brecha no loop de Freon teria levado o software de bordo a desligar o sistema danificado. Cerca de 70% das necessidades de resfriamento do orbitador podiam ser atendidas por apenas um circuito de resfriamento, embora a situação levasse a discussões sobre desligar eletrônicos não vitais ou retornar à Terra mais cedo, dependendo do cronograma da missão, mas não foi situação de emergência.
Precedente de substituição de espaçonaves
A Soyuz 34 foi lançada para substituir a supostamente defeituosa Soyuz 32, acoplada à estação espacial Salyut 6
Lyakhov e Ryumin esperaram em órbita a chegada da Soyuz 34
Há 40 anos, em 1979, a nave de transporte Soyuz 32, que estava acoplada na estação orbital Salyut 6 para transportar os cosmonautas Vladimir Lyakhov e Valery Ryumin, foi considerada “insegura” para a reentrada devido a uma possível falha do motor principal depois que a nave-visitante Soyuz 33 (com uma tripulação internacional soviético-búlgara) apresentou defeito no seu motor (o motor da Soyuz 32 pertencia ao mesmo lote de produção do da nave 33); A missão de visita seguinte (URSS-Hungria), foi cancelada e no seu lugar a nave Soyuz 34, com motores revisados, foi enviada sem tripulação e acoplada automaticamente à Salyut, e finalmente trouxe Lyakhov e Ryumin de volta em agosto daquele ano após um recorde de 175 dias voo na Salyut 6. (A Soyuz 32, com os motores ‘suspeitos’, foi desacoplada em modo automatico e voltou à Terra desocupada, pousando normalmente).
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Foguete VEGA-C colocará os Pleiades-NEO 5 e 6 em órbita
Na terça-feira, 20 de dezembro de 2022, às 22:47 de Brasília (01:47 UTC da quarta-feira, 21), o foguete-portador Vega C da Arianespace decolará da plataforma ELV-1 do espaçoporto europeu de Kourou, na Guiana Francesa, com os satélites Pléiades Neo 5 e 6. O lançamento estava marcado anteriormente para 24 de novembro, mas foi adiado por uma pane no foguete. A Arianespace espera que este voo comercial sigua o sucesso, em 13 de julho passado, de outro Vega C operado pela Agência Espacial Européia (ESA).
A fase de voo dos três primeiros estágios durará cerca de sete minutos, quando o terceiro estágio Zefiro 9 se separará da cabeça espacial, que compreende o estágio superior AVUM+ e os dois satélites Pléiades Neo. O estágio AVUM+ irá acionar seu motor pela primeira vez cerca de nove minutos e meio, seguido de uma fase de costeamento balística de aproximadamente 35 minutos, a fim de atingir a altitude de ejeção do primeiro satélite.
O estágio AVUM+ reiniciará seu motor numa segunda ignição com duração de 2 minutos e 30 segundos para circularizar a órbita a uma altitude de 629 km antes de liberar o primeiro satélite. No próximo estágio, 6 minutos e 39 segundos depois, será feita uma ignição de 15 segundos, levando a uma nova fase balística com duração de cerca de 36 minutos. Será então efetuada uma terceira fase de ignição do AVUM+ com duração de 5 segundos, seguida pelo lançamento do segundo satélite a uma altitude de 614 km. Cerca de nove minutos depois ocorrerá a quarta e última ignição do AVUM+ por um período de 61 segundos, que o tirará de órbita. Isso marcará o fim da missão de uma hora, 53 minutos e 55 segundos. A órbita de trabalho final das espaçonaves será sincronizada com o sol (SSO), e para ambos os satélites a inclinação será de 97,89° – com o Pleiades Neo 5 a ser estabelecido em um perigeu de 605 km com apogeu de 622 km; para o Pléiades Neo 6, perigeu de 619 km x apogeu de 637 km.
Os Pléiades Neo 5 e 6, satélites de sensoriamento remoto (chassi S950) de resolução de 30 cm, com 990 kg de massa cada, foram totalmente financiados e fabricados por sua operadora Airbus, são os dois últimos aparelhos da constelação Pléiades Neo. O primeiro, Pléiades Neo 3, foi colocado em órbita com sucesso pelo Vega ‘Flight 18’ em 28 de abril de 2021, e o segundo, Pléiades Neo 4, pelo Vega número 19 em 16 de agosto seguinte.
Satélites no encapsulamento
Construída com as mais recentes inovações e tecnologia da Airbus, a constelação “permite obter imagens de qualquer ponto do globo, várias vezes ao dia, com resolução de 30 cm. Altamente ágeis e reativos, eles podem receber tarefas até 15 minutos antes da aquisição e enviar as imagens de volta à Terra na hora seguinte. Menores, mais leves, mais ágeis, precisos e reativos do que a concorrência, eles são os primeiros de sua classe cuja capacidade estará totalmente disponível comercialmente”. A constelação óptica compreende quatro satélites idênticos em fases a 90° um do outro.
Foguete VEGA
O VEGA (Vettore Europeo di Generazione Avanzata) é um foguete de propelente sólido com um estágio superior opcional de combustível líquido para re-ignição e capacidade de injeção precisa. O veículo tem 29,9 metros de altura, um diâmetro principal de 3,03 metros e uma massa de decolagem de 137.000 kg. No voo dos CERES, o foguete terá em seu último estágio um adaptador-dispensador ‘CLIP’ para ejetar os satélites em órbita.
Foguete VEGA-C
O VEGA é o veículo de lançamento da Arianespace projetado para enviar pequenos satélites para a orbita terrestre baixa. Ele oferece “flexibilidade de missão a um custo acessível”. Juntamente com a família de lançadores Ariane, representa a solução europeia para acessibilidade espacial. O foguete é composto por quatro estágios, os três primeiros equipados com motores de propelente sólido e o último de propulsão líquida. Ele pode transportar uma ou várias cargas úteis com um total de até 1.500 kg em qualquer órbita em missões até uma órbita circular de 700 km. O voo inaugural do Vega ocorreu em fevereiro de 2012. Após o sucesso deste primeiro lançamento, o projeto cresceu em importância e o lançador ganhou um histórico muito bom de voos bem-sucedidos, colocando vários tipos de cargas em órbita, incluindo vários smallSats (os chamados pequenos satélites) para vários clientes privados, institucionais e governamentais.
Foguete sul-coreano de teste teve decolagem adiada por problema em válvula
Foguete na plataforma modular CLS, instalada co centro de lançamentos de Alcântara
O lançamento do foguete Hanbit-TLV da Innospace sul-coreana, a partir do centro espacial de Alcântara no Maranhão, foi cancelado hoje, 20 de dezembro de 2022, devido a um problema técnico. Um defeito relacionado a uma bomba de resfriamento foi verificado durante o exame pré-lançamento após o foguete Hanbit-TLV ter sido instalado na posição vertical na mesa de lançamento. Esta foi a segunda vez que o lançamento foi adiado – data original era segunda-feira, mas foi adiada por um dia devido às condições meteorológicas no local de lançamento.
segundo a Innospace, o problema ocorreu numa válvula de regulagem de temperatura no bloco da bomba elétrica que injeta o fluido oxidante (oxigênio líquido, no tanque azul) na câmara do combustível sólido à base de parafina (recipiente amarelo), e que fica entre os dois.
A Innospace estava originalmente programada para lançar seu foguete de demonstração de tecnologia às 06:00, hora de Brasília de terça-feira, do Centro de Lançamento no norte do Brasil, mas já às 4 horas da manhã foi decido adiar o lançamento. A empresa anunciou que reagendará o voo depois que o defeito for corrigido.
O foguete foi transportado de volta para o centro de montagem. O Hanbit-TLV, um veículo de teste, é um foguete de estágio único de 16,3 metros projetado para verificar o desempenho de seu motor de foguete tipo híbrido de 15 toneladas-força de empuxo desenvolvido pela Innospace. O foguete deveria ser lançado a uma altitude de 100 quilômetros em um teste suborbital.
Este seria o perfil de voo balístico do HANBIT-TLV, com uma ascenção vertical seguida de uma curva balística sobre o Oceano Atlântico
Compressor da bomba elétrica de oxigênio líquido desenvolvida pela empresa sul-coreana
O uso de bomba elétrica é utilizado por outras empresas que trabalham com foguetes de pequeno porte, como a Astra americana e a Rockelab neozelandesa-americana. Ao contrário das máquinas tradicionais que usam propelente sangrado do circuito de alimentação para girar o eixo da bomba, por vezes equipados com um pre-queimador ou um gerador de gás em sua forma mais simples [*], o design puramente elétrico oferece simplicidade de construção e ciclo de funcionamento, ainda que limitado a potências menores. A INNOSPACE desenhou sua bomba elétrica de oxigênio líquido usando impressão 3D para o compressor centrífugo e sua caixa.
A empresa sediada em Sejong pretende desenvolver o primeiro lançador de satélite comercial privado da Coréia do Sul, o Hanbit-Nano, com dados coletados deste lançamento de teste. O Hanbit-Nano será um foguete de dois estágios equipado com um motor híbrido de 15 toneladas, alimentado por combustível sólido e um oxidante líquido.
[*] – Outros motores usam um gerador de vapor, funcionando com produtos como o peróxido de hidrogênio, para tocar a turbobomba. É um sistema dissociado dos fluidos propulsores e por carregar um tanque próprio, é mais pesado.
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Yuri Borisov afirma que não há perigo a bordo; outra nave pode ser preparada para eventual substituição
Yuri Borisov, diretor da agência espacial russa
O diretor geral da Roskosmos, Yuri Borisov, deu detalhes sobre o vazamento no sistema de termorregulação da nave espacial Soyuz MS-22, acoplada à ISS. Hoje, 19 de dezembro de 2022, soube-se que os especialistas da Roskosmos haviam estabelecido a localização exata dos danos. Ela está localizada no radiador do sistema de resfriamento próximo à unidade de dobradiça e extensão do painel solar. “Existem dois circuitos: interno e externo. Tudo aconteceu no compartimento de instrumentos e motores – PAO. Uma inspeção preliminar mostrou que há um pequeno orifício, de cerca de 0,8 mm, que levou à despressurização [do subssistema STR de controle de temperatura, que perdeu líquido refrigerante]. A temperatura é estável, não subiu mais de 30 graus. Todas as especulações de que a temperatura subiu mais de 50 graus são falsas ”, disse ele a repórteres.
A nave Soyuz MS-22, lançada em setembro passado com Sergey Prokopyev, Dmitri Petelin e Franco Rubio, e que está acoplada no módulo Rassvet da estação espacial internacional, e tem sido o cerne de uma discussão desde que foi detectado um vazamento de líquido regulador no radiador da espaçonave.
A Soyuz é uma espaçonave de sete toneladas e quase sete metros de comprimento. Seu primeiro lançamento foi em 1966 e desde então mais de 150 já foram lançadas.
Segundo Borisov, nada ameaça a vida dos cosmonautas e a nave está funcionando bem. “… no momento o próprio aparelho Soyuz MS-22 está funcionando. No dia 16 de dezembro, ligamos os motores e verificamos se estava funcionando. A situação realmente não é muito agradável ”, disse.
Os especialistas da Roskosmos decidirão sobre outras ações em relação à espaçonave. É possível que ela seja usada para a descida da tripulação russa à Terra. “Se a situação estiver sob controle e tivermos total confiança no desempenho da espaçonave, ela será usada para uma descida regular, conforme planejado, em março”, disse o chefe da corporação estatal. No caso de um “desenvolvimento desfavorável dos eventos”, uma nave sobressalente ( a Soyuz MS-23, que já estava sendo preparada para um voo regular em março próximo) será enviada para a Estação Espacial Internacional.
A nave é composta por três compartimentos. O circuito do radiador está na parte branca do compartimento de montagem instrumentos PAO; O veículo de descida (ou cápsula) é a parte que retorna à Terra com a tripulação. O compartimento de habitação BO é usado para levar cargas, abrigar o banheiro e servir de área extra.
Os danos ao casco da Soyuz MS-22 tornaram-se conhecidos em 15 de dezembro, quando os cosmonautas russos confirmaram o vazamento da unidade de resfriamento. As atividades de EVA foram suspensas, enquanto certificava-se de que a temperatura no compartimento de habitação da espaçonave era de cerca de 30 ° C. No mesmo dia, a NASA falou sobre o teste bem-sucedido dos motores DPO da espaçonave. A temperatura e a umidade estavam dentro dos limites aceitáveis, todos os sistemas da ISS estavam funcionando normalmente e nada ameaçava a tripulação. Em 17 de dezembro, a Roskosmos falou sobre a situação na ISS: os cosmonautas estavam se preparando para o fim de semana, fazendo atividades rotineiras. No dia seguinte, surgiram informações sobre a possibilidade do envio de uma espaçonave de resgate à ISS. A Roskosmos levará cerca de um mês para substituir a Soyuz MS-22 pela Soyuz MS-23.
Detalhe do radiador cilíndrico da nave espacial (este é um modelo antigo, usado nos anos 70 em outra versão da Soyuz, mas apresenta configuação similar)
A espaçonave possui o sistema SOTR para regular sua temperatura. O SOTR consiste numa parte ativa, o sistema termoregulirovaniya STR (Sistema de controle térmico) e numa parte passiva, o sredstva passivnogo termoregulirovaniya SPTR (auxílios de ajuste térmico passivo). O STR é um sistema que inclui vários circuitos hidráulicos: Kontur zhilykh otsekov KZhO (circuito do módulo habitável), kontur navesnogo radiatora KNR (circuito do radiador anexado), kontur vodyanogo okhlazhdeniya (KVO) (circuito de refrigeração a água), promezhutochnyy kontur podogreva (PKP) (circuito de aquecimento intermediário) e kontur otkachki kondensata KOK (circuito de evacuação de condensado).
O radiador ativo é a parte branca na seção inferior da espaçonave
O calor do Sol impinge 1.400 Watts/m² sobre a Soyuz, e a reverberação dessa radiação na Terra acrescenta 700 W/m². A própria radiação do nosso planeta acrescenta 200 W/m². A nave se aquece, já que cerca de 500 W são produzidos pelos equipamentos eletrônicos, e cada cosmonauta emite cerca de 100 W.
Quadro de aviso eletroluminescente de situação térmica no painel Neptune da Soyuz. Foto Nicolas Pillet – Kosmonavtika
KsSA. O equipamento da foto é antigo, produzido pela NPO Nauka, que foi substituído desde 2002 por um modelo menor produzido pela RKK Energia. – foto Nicolas Pillet – Kosmonavtika
Durante as fases de voo autônomo, o isolamento passivo não é suficiente. É preciso um sistema ativo, além de evacuar as calorias, o STR e consiste principalmente em três loops. O primeiro loop permite captar as calorias produzidas no interior do compartimento, por meio de dois aparelhos denominados KhSA. Há um no Compartimento de Descida (SA) e outro no Compartimento de Habitação (BO). Esses dois KhSAs captam as calorias e as transmitem para um fluido de transferência de calor, o triol, que circula no circuito graças a uma bomba ENA3. O fluido então passa por um trocador de calor (ZhZhT) e transmite as calorias para o segundo circuito. É impossível reparar tais danos em órbita se for uma penetração com violação de várias camadas da camada de proteção EVTI e da tubulação. Não existem tecnologias para simplesmente preparar, soldar e vedar com fita.
Precedente de substituição de espaçonaves
Há 40 anos a Soyuz 34 foi lançada para substituir a supostamente defeituosa Soyuz 32, acoplada à estação espacial Salyut 6
Há 40 anos, em 1979, a nave de transporte Soyuz 32, que estava acoplada na estação orbital Salyut 6 para transportar os cosmonautas Vladimir Lyakhov e Valery Ryumin, foi considerada “insegura” para a reentrada devido a uma possível falha do motor principal depois que a nave-visitante Soyuz 33 (com uma tripulação internacional soviético-búlgara) apresentou defeito no seu motor (o motor da Soyuz 32 pertencia ao mesmo lote de produção do da nave 33); A missão de visita seguinte (URSS-Hungria), foi cancelada e no seu lugar a nave Soyuz 34, com motores revisados, foi enviada sem tripulação e acoplada automaticamente à Salyut, e finalmente trouxe Lyakhov e Ryumin de volta em agosto daquele ano após um recorde de 175 dias voo na Salyut 6. (A Soyuz 32, com os motores ‘suspeitos’, foi desacoplada em modo automatico e voltou à Terra desocupada, pousando normalmente).
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Concepção artística da decolagem do foguete a partir de Alcântara
A equipe sul-coreana da Innospace prepara o seu primeiro foguete suborbital de testes HANBIT-TLV para lançamento amanhã, 20 de dezembro de 2022 às 06:00 horas, a partir do Centro Espacial de Alcântara, no Maranhão, esperando aproveitar a janela de lançamento que vai até terça-feira. O voo já foi atrasado em um dia por conta do clima desfavorável nas cercanias do polígono de lançamento. A velocidade máxima prevista no voo deve atingir 4.600 km/h para um apogeu entre 80 e 100 km. O CEO da empresa anunciou que a carga útil (o sistema de controle inercial brasileiro SISNAV) não será separada do ‘core’ de estágio único e cairá no mar integrada a ele para uma queda destrutiva no oceano Atlântico. O SISNAV é transportado como experimento de validação, já que o foguete tem o seu próprio sistema de controle inercial e computador de guiagem instalado na seção superior do estágio de impulsão.
O clima em Alcântara na noite do dia 19 mostra ventos de 18 km/h ao nível do solo, 11 km/h a 5.500 metros e 60 km/h a 30 mil metros; O céu se encontra sem nuvens; não houve chuva durante o dia, e a umidade relativa do ar está em 80% no solo e 40% a 3.000 metros, com uma temperatura de 28 graus C.
Perfil do voo do foguete, a partir de Alcântara, com altitude máxima de 100 km
A massa exata de decolagem do foguete foi declarada pela INNOSPACE em 8.400 kg, com o motor desenvolvendo 15.295,7 kgf. A empresa coreana não planeja testar o sistema de separação da carenagem de cabeça, e a carga SISNAV não será ejetada no voo. O CEO da empresa declinou de confirmar a suposição de que o foguete transporta um segundo estágio simulado nem quis confirmar se toda a parte cilíndrica do foguete é ocupada pelos componentes do motor (tanque de LOX e os tanques de pressurização, pacote de baterias, envelope da caixa de combustível sólido etc). A tubeira é equipada com um sistema de controle basculante de direcionamento para arfagem e guinada, funcionando com atuadores elétricos. Não se especificou se a eletricidade vem das mesmas baterias que alimentam a bomba de injeção de LOX no envelope de combustível. O controle de rolagem usa uma reserva separada de gás frio, mas não especificou qual – possivelmente, nitrogênio.
O lançamento do foguete, do tamanho de um míssil militar terra-terra, verificará o desempenho ideal e do empuxo do motor de parafina e oxigênio líquido para o futuro HANBIT-Nano, descrito como “o primeiro lançador civil de pequenos satélites da Coreia do Sul”. O Hanbit-Nano de dois estágios foi projetado para transportar uma carga útil de 50 quilos para órbita de 500 quilômetros. O foguete tem um motor híbrido de 15 toneladas-força que usa oxigênio líquido como oxidante e um combustível à base de parafina – e como carga útil, dentro da carenagem ogival do nariz, carrega o sistema de controle inercial SISNAV, de fabricação brasileira.
Resumo da campanha de lançamento
Segundo a Força Aérea Brasileira, “… os custos com o foguete e sistema de lançamento, bem como a logística envolvida, foram custeados integralmente pela Innospace.” Já o valor investido no SISNAV “… é muito complexo [de se] mensurar, uma vez que se confunde com o próprio desenvolvimento de parte importante do Programa Espacial Brasileiro. Investimentos foram realizados, por exemplo, desde sua concepção ainda no Instituto de Estudos Avançados (IEAv), que concebeu os primeiros girômetros a fibra óptica nacionais. O desenvolvimento incluiu a construção de laboratórios de aferição e testes dos sensores, além de demonstradores de conceito tecnológico com várias formas de processamento de sinal e diferentes arquiteturas de trabalho, além de ensaios em voo e em lançamentos suborbitais”.
Concepção artística do foguete na plataforma de disparo Coalesced Launch System
Em abril, a Innospace assinou um acordo com o Departamento de Ciência e Tecnologia Aeroespacial do Brasil para lançar o sistema de navegação inercial brasileiro, denominado SISNAV, sendo transportado como carga útil do HANBIT-TLV. “Este voo de teste do foguete suborbital HANBIT-TLV servirá como um passo importante para entrar no mercado de serviços de lançamento de pequenos satélites”, disse Kim Soo-jong Kim, CEO da Innospace.
A campanha de lançamento, batizada Operação Astrolábio, ocorrerá entre os dias 19 e 21 de dezembro de 2022 a partir do Centro de Lançamento de Alcântara (CLA) subordinado à Força Aérea Brasileira. A Força Aérea Brasileira, através do DCTA, e a empresa sul-coreana assinaram, no início de 2022, um acordo para realizar o teste em voo do HANBIT-TLV carregando um exemplar do Sistema de Navegação Inercial (SISNAV), e foi desenvolvida por militares e civis do Instituto de Aeronáutica e Espaço, filiado ao DCTA.
Técnicos coreanos trabalham em dois foguetes. A parte que estão montando é a saia traseira com os quatro suportes que fixam o foguete no adaptador circular de lançamento.
O HANBIT-TLV foi projetado para testar as tecnologias de lançamento desenvolvidas pela Innospace, que anunciou anteriormente que o foguete tem 16,30 metros de comprimento, formato clindrico em toda a sua extensão, com um metro de diâmetro, e massa de decolagem de 9.200 kg (segundo a FAB, o foguete mede 16,5 metros e pesa 8.400 kg).Seu motor é equipado com bombas elétricas para alimentar para um sistema híbrido de propelentes – o chamado HRE (Hybrid Rocket Engine), funcionando a oxigênio líquido e um composto sólido de combustível baseado em parafinas.
O sistema de lançamento inclui uma plataforma modular Coalesced Launch System montada sobre o pavimento, com estruturas de apoio e estabilização pivotantes e uma mesa de lançamento com defletor de chamas. O foguete é acoplado à lança instaladora, recebe o anel adaptador na baia de motores, que faz a interface com a mesa de lançamento; então a lança é erguida na posição vertical e posiciona o foguete na mesa. No lançamento, o adaptador fica preso à mesa e libera o foguete.
Neste tipo de motor, o comburente (ou oxidante – o agente que permite que o combustivel queime) é um liquido, enquanto o combustivel a ser queimado é um composto sólido, que é combinado com o líquido injetado pela bomba dentro da própria camara onde está acondicionado (o chamado envelope motor), e entra em combustão mediante a fagulha ou a explosão de um ignitor. Os sul-coreanos querem realizar lançamentos de teste adicionais e iniciar voos comerciais em grande escala trinta vezes por ano com satélites reais a partir de 2023.
Este é um contraponto com os dois tipos tradicionais de motores-foguete: o motor liquido, que mistura dois ou tres fluidos numa camara de combustao separada, e o motor solido, que tem comburente e combustivel mesclados numa peça única de massa emborrachada – o ‘grão-propelente’ – e que não tem camara de combustão (a ‘camara’ é o próprio cilindro onde o grao-propelente está alojado). Já o estágio superior do Hanbit-Nano estará equipado com um motor híbrido de 3 toneladas-força, de acordo com a empresa sediada em Sejong.
Os mototes híbridos são raros no emprego em foguetes-lançadores (apenas a nave espacial SpaceShipTwo da Virgin Galactic utiliza um motor deste tipo, que apesar de apresentar segurança e relativa simplicidade de operação e manuseio, é deficiente em empuxo bruto. Enquanto os motores de propelentes solidos não podem ser parados uma vez que sejam acesos, os motores hibridos tem a vantagem de permitirem regulagem de aceleração e desligamento, uma vez que basta diminuir o giro da bomba ou cortá-lo para desligar o motor.
“A INNOSPACE está muito orgulhosa de todo o trabalho realizado até aqui, pois foram muitos meses de estudo, planejamento e preparo das equipes. Essa Operação será marcada pela sinergia, esforço e pioneirismo. Entraremos para a história do Programa Espacial”, comentou o Diretor de Negócios da INNOSPACE do Brasil, Élcio Jeronimo de Oliveira.
Foguete Hanbit-TLV
A carga útil brasileira e o conceito ‘New Space’
O SISNAV (‘sistema de navegação inercial’) é um experimento tecnológico essencial para a navegação automática de foguetes, que permitirá ao Brasil ser independente no desenvolvimento de foguetes-portadores de tamanhos variados. O Projeto SISNAV faz parte do Sistema de Navegação e Controle (SISNAC), projetado para o Veículo Lançador de Microssatélites (VLM) da FAB, para a colocação de cargas de pequeno porte em órbita terrestre baixa e que acabou por fazer parte do chamado conceito “New Space”. Os sistemas de navegação inercial são autônomos após a decolagem, não dependem da conectividade via satélite. Além disso, são resistentes a interferências e enganos de radar, pois são autossuficientes. Equipados com unidades de medição inercial (IMUs) usam giroscópios e acelerômetros para detectar rotação e aceleração. Eles podem ser usados em qualquer aplicação em que seja importante medir e compensar com precisão vibração e movimento.
O foguete montado na mesa modular de lançamento
“New Space” é o nome com que se convencionou chamar as iniciativas de lançamento e operação de satelites e espaçonaves usando tecnologias avançadas, com exploração de aparelhos de geralmente pequeno tamanho, simplicidade de construção e controle, e participação de empresas privadas controlando todo o processo de satelização de cargas, desde a construção do lançador até a colocação da nave em órbita. Apesar do nome, “New Space” é um conceito antigo, que tem suas raízes no primeiro foguete totalmente comercial do mundo, o Conestoga americano dos anos 1980. Ao contrário de explorar satélites de grande tamanho e longa vida útil, os partidários do “New Space” alardeiam as vantagens de preço e acessibilidade de satélites menores, com vida útil limitada. As empresas de grande porte, comprometidas em atividades de larga escala, porém, passam longe desta filosofia – seus satélites de comunicação e sensoriamento remoto ainda são dimensionados para longos periodos de atividade e para prover um volume grande de dados – para isto precisam de grandes recursos de eletricidade e de reservas de propelentes – para garantir vidas uteis de cerca de 15 anos, permitindo maior retorno financeiro frente os investimentos. A miniaturização é concentrada nos eletronicos e a economia de massa se concentra em materiais estruturais mais leves e mecanismos de extensão de apêndices com um mínimo de partes móveis. Para iniciativas modestas, como satélites de estudantes, pequenas plataformas espaciais para comercialização de imagens para uso em agricultura e ensaios técnicos, porém, essa abordagem simplista funciona bem. Outro aspecto beneficiado pelo conceito é a padronização de tamanhos (os chamados “U”, de ‘unidade’ para os cubesats – satélite em forma de cubo de 10 x 10 cm), cujo tamanho universalmente aceito facilita a produção de cargas uteis a serem instaladas em seu interior, bem como facilita o projeto dos ‘dispensadores’ – os mecanismos responsaveis por ejetar o satélite no espaço. Cubesats podem ser lançados solitariamente ou em grupos, frequentemente de carona em lançamentos de satélites maiores.
Um longo ciclo de desenvolvimento
Emblema da campanha de lançamento
Em 2007, o Governo Brasileiro firmou parceria entre a Defesa (MD) e a Ciência & Ministérios de Tecnologia (MCT) a fim de fomentar o desenvolvimento, a sinergia e a inovação em tecnologia áreas. De acordo com o plano de ação do MCT, esse programa de abrangência nacional visava aliar as necessidades de defesa com crescimento industrial, sendo composta pelas seguintes atividades: Suporte de infraestrutura para instituições científicas e tecnológicas por meio do estabelecimento de redes de laboratórios rumo à certificação; reforço da formação através da qualificação de recursos humanos e agregação local em áreas estratégicas; alocação de recursos financeiros por meio de fundos setoriais; estímulo à parceria entre organizações militares, institutos civis e universidades, e excelência centros da indústria.
Algumas das aplicações visadas no plano que englobou o SISNAV foram: veículo lançador VLS-1, plataformas e aeronaves suborbitais (Ministério da Defesa/DCTA) e satélites (Ministério da Ciência e Tecnologia/INPE). O ex-chefe do Grupo de Controle do DCTA/IAE, Fausto O. Ramos, cita que o Dr. Waldemar de Castro (ex-pesquisador do DCTA, hoje aposentado), o embrião do SIA surgiu em 2002, com o Projeto SISNAV. O SISNAV visava fornecer um sistema inercial ao veículo lançador VLS-1. No entanto, naquela época não havia recursos suficientes para levar adiante a iniciativa. Então, em 2004, o Brigadeiro Thiago Ribeiro (outro apoiador do SISNAV) fez uma proposta ao DEPED (hoje DCTA ), referente a um apoio financeiro ao desenvolvimento de sistemas inerciais, o que foi conseguido em 2005 por meio de fundos setoriais de defesa.
Foguete sendo retirado da carreta IRGA e sendo içado para instalação na mesa de lançamento
Ramos continua explicando que a confluência de atividades formou, entre outras iniciativas, o Projeto SIA (Sistemas Inerciais para Aplicação Aeroespacial), com orçamento de R$ 40,64 milhões (cerca de US$ 20 milhões em 2007). O principal objetivo do Projeto SIA é desenvolver e integrar protótipos de Sistemas de Navegação Inercial (INS) para aplicações aeroespaciais, com participação da indústria nacional. O processo teve continuidade em 2006, com consulta ao MD sobre temas prioritários para subvenções (destinadas a empresas privadas do segmento de defesa). Por fim, o SIA nasceu formalmente em 2007, beneficiando não só o SISNAV, mas muitos outros projetos relacionados a sistemas inerciais, desenvolvidos por instituições governamentais (MD/DCTA/IAE, ITA e IEAv, e MCT/INPE) e empresas privadas (OPTSENSYS, NAVCON e MECTRON, para citar alguns).
Junção do segmento superior, com alinhamento e fixação. Ainda será instalada a parte superior da calha de cablagem, encobrindo a válvula que é vista abaixo da mão do técnico
Em 2002, o objetivo do SISNAV era substituir o sistema inercial VLS-1, fornecido pela Rússia, composto por uma plataforma inercial basculada, DTGs (Dinamically Tuned Gyros) e um computador, por um INS brasileiro, projetado e desenvolvido pelo DCTA/IAE. O objetivo era claro: atualizar a tecnologia de sensores (plataforma tipo strapdown, FOGs – Fiber Optic Gyros, acelerômetros e um computador moderno) e evitar o embargo comercial. Em relação ao FOG, suas pesquisas começaram no DCTA/IEAv na década de 80. As principais dificuldades enfrentadas pela equipe de projeto foram relacionadas à redução do desvio de longo prazo, à linearização e estabilização do fator de escala, ao aumento da largura de banda dinâmica e à redução do ruído de detecção.
Além disso, outras dificuldades também estavam presentes ao lidar com as restrições de aplicações (por exemplo, foguetes de sondagem): ambiente dinâmico, tempo de voo, consumo elétrico, dissipação térmica, massa e volume, largura de banda dinâmica e resoluçãok. Superando tais dificuldades, em 1998 um protótipo FOG (Fig. 1) foi testado com sucesso durante o vôo de um foguete de sondagem VS-30 (fornecido pelo MD/DCTA).
Foram efetuados mais testes de voo, agora com a empresa OPTSENSYS a incumbir de produzir os FOGs; A equipe do SISNAV optou por desenvolver apenas a interface eletrônica dos acelerômetros. Assim, a pedido do DCTA/IAE, em 2002, a empresa NAVCON enviou uma proposta para projetar, produzir e testar uma unidade de digitalização, baseada em conversores V/F (Voltage-to-Frequency). Os componentes eletrônicos foram embalados em uma placa de fator de forma PC-104. Em relação ao computador da plataforma SISNAV, também é importante mencionar a marca PC-104. Estando pronto para uso, foi uma escolha natural construir e integrar processador, placa V/F (interface de acelerômetro) de forma fácil e rápida, canais seriais (para FOGs), interfaces A/D e I/O adicionais e assim por diante. O sistema a bordo do veículo VS-30 para a Operação Cumã II foi construído com essa arquitetura.
Tamanhos aproximados do VLS brasileiro dos anos 90 e do coreano Hanbit TLV. Tivesse o VLS evoluído das etapas de voo de teste, o país teria um lançador mais possante e com maior capacidade de carga do que o veículo que usará o polígono de lançamento do nordeste
Desde o início do SISNAV, seus componentes individuais foram desenvolvidos e testados individualmente. Então, em 2008, uma configuração integrada do SISNAV (denominada CSM)p foi concebida pelo DCTA/IAE. O CSM foi proposto como experimento da Missão Maracati II (2010), sendo composto por:
um computador de plataforma (placa PC-104);
uma interface de digitalização do acelerômetro (placa PC-104 V/F);
três acelerômetros;
quatro FOGs brasileiros, com parte de seus componentes eletrônicos alojados separadamente;
um suporte físico ao qual são fixados os sensores;
linhas de controle de solo e canais de comunicação de telemetria;
uma bateria dedicada.
A participação do CSM na Maracati II foi posteriormente cancelada, mas sua arquitetura concebida foi adaptada e produzida pela mesma equipe do DCTA/IAE, para dois testes de solo16, denominados Operação Parque I (2010) e Operação Parque II (2011). Uma montanha-russa foi utilizada para avaliações de desempenho.
Montagem dos painéis do casco externo da seção de cabeça do foguete
Os FOGs utilizados em ambos os testes eram de prateleira (fornecedor internacional), pois seria mais fácil verificar o conceito e os algoritmos do SISNAV independentemente do desenvolvimento do FOG; A configuração FOG tetraédrica do Parque I foi substituída por uma triédrica no Parque II; Um segundo sistema foi adicionado à Operação Parque II, além do sistema SISNAV original; esse novo sistema foi construído em torno de um INS de prateleira, auxiliado por GPS, cujas medições poderiam ser comparadas com as do SISNAV.
Um desenvolvimento paralelo de um computador de plataforma dedicado também foi iniciado na época. Em 2010, o DCTA/IAE especificou os requisitos para o ProcSISNAV (Processador do SISNAV), o que resultou em um contrato com a empresa MECTRON. Este processador agregaria as principais funções da arquitetura anterior do PC-104, com maior robustez. O motivo foi a conformidade com o ambiente hostil de um veículo de lançamento (VLS-1) e outras aplicações aeroespaciais correlatas. Atrelado ao desenvolvimento do ProcSISNAV, o FOG brasileiro também seguia seu ritmo. As equipas OPTSENSYS e DCTA/IAE redefiniram a configuração do sensor, de forma a que toda a eletrónica necessária fosse então incorporada no próprio FOG, reduzindo a massa e as ligações elétricas/óticas. Não é tão bom para desempenho, mas muito bom para um sistema integrado de um aplicativo aeroespacial.
O restante da eletrônica do FOG era apenas sua fonte de alimentação, que poderia até migrar para o ProcSISNAV. Já se podia vislumbrar outro benefício do Projeto SIA para o SISNAV: a infraestrutura. A inauguração, em fevereiro de 2011, do Laboratório de Identificação, Controle e Simulação ampliou consideravelmente os antigos recursos do DCTA/IAE para testes e simulação de sistemas e sensores inerciais. Esta instalação compreende várias mesas de três e dois eixos para testes dinâmicos e ambientais (térmico, vácuo e aceleração). Além disso, existem configurações para identificação de atuadores, caracterização de acelerômetros e testes de plataformas de controle de atitude (mesa de rolamentos de ar).
Plataforma SISNAV
Existe ainda uma configuração para identificação estrutural (flexão, torção e sloshing). Finalmente, com o ambiente LabView, pode-se ir desde a simples caracterização do sensor até complexas simulações de Hardware-In-The-Loop em tempo real. Um segundo laboratório do DCTA/IAE foi inaugurado em julho de 2013, denominado LabSIA. Esta instalação tem dupla finalidade: enrolamento de fibra ótica e integração do FOG; e um ambiente de desenvolvimento e teste MCT/INPE para o SISCAO (Sistema de Controle de Atitude e Órbita para Plataformas Orbitais), integrando projetos SIA adicionais: computador de bordo (CBPO), unidade FOG tetraédrica (BGPO), simulador de controle (DVT) e software (SCPO, sensor estelar, SES) e equipamentos de apoio para testes e simulação (EAPO).
Um mercado emergente para pequenos satélites
Mesmo que o ‘new space’ se concentre em satelites pequenos e de pouca capacidade e longevidade, há um mercado emergente para a tecnologia. A Innospace entrou no setor aeroespacial junto com outras startups aproveitando a tendência de lançamento de satélites ‘pequeno’ e de ‘curto prazo’. Segundo a empresa de pesquisa de mercado Euro Consult, o número de satélites lançados nos últimos 10 anos foi de cerca de 1.500, enquanto o número satélites (peso inferior a 500 kg) a serem lançados até 2028 é estimado em 8.500. A demanda por pequenos satélites para comunicação e observação está aumentando rapidamente em todo o mundo. Analisa-se que 80% dos satélites a serem lançados no futuro serão pequenos. Esperava-se que apenas um nicho desse mercado quase dobre de 2,3 milhoes de dolares em 2020 para US$ 4,2 milhões em 2027. O tamanho acumulado 2020 e 2027 chegará a 28 milhões de dolares.
Segundo o Diretor do CLA, Coronel Engenheiro Fernando Benitez Leal, “ a trajetória do veículo não passará por áreas habitadas e os pontos de impacto do propelente e da carga útil, no Oceano Atlântico, ocorrerão a mais de 50 km da costa, não oferecendo perigo à população ou prejuízos ambientais.” “A área de impacto será interditada para navegação por meio de aviso aos navegantes e notificações para as aeronaves (NOTAMs e NOTMARs), evitando assim o sobrevoo e navegação. Além disso, a FAB também prestará suporte com aeronaves de patrulha, desenvolvendo um trabalho de esclarecimento da área de impacto para certificar que não exista nenhuma embarcação em risco. A Marinha do Brasil e a Força Aérea, por meio do CLA, também orientarão os pescadores das vilas próximas, bem como as naves que transitam no porto, sobre a operação. Toda e qualquer atividade relacionada ao lançamento (desabastecimento do lançador, preparação, montagem e testes do veículo, bem como seu lançamento) será executada de acordo com normas internacionais de segurança, como descrito no Manual de Segurança Operacional do Centro e com planos de emergência associados”.
Segmento superior, faltando acoplar a carenagem de nariz
Além do IAE, outros institutos do DCTA também foram envolvidos na missão, como o Instituto de Fomento e Coordenação Industrial (IFI), responsável pela análise da conformidade do veículo às regras de operação definidas pelo Regulamento Espacial Brasileiro, além da conferência de todos os elementos importantes do projeto, de modo a garantir a segurança operacional em solo e segurança de voo (trajetória e dispersão do ponto de impacto) sem a ocorrência de danos.
A aposta dos coreanos na tecnologia híbrida
A Innospace escolheu um combustível sólido que classifica como “eficaz” misturando cera de parafina pura e LDPE (baixa densidade polietileno). Os combustíveis misturados parafina-LDPE podem ter muitas vantagens em comparação com os combustíveis típicos à base de parafina metalizada. O fato de que tanto a cera de parafina (alcano) quanto o LDPE (alceno) são séries de materiais homólogos, misturados o combustível pode ser considerado como um material uniforme e, portanto, o assentamento do material adicionado durante o processo de fabricação, ocorrência de instabilidade de combustão e de sensibilidade à pressão da câmara provocada pelo material metálico adicionado pode ser evitado. Além disso, os combustíveis misturados parafina-LDPE podem melhorar a resistência mecânica e a combustão eficiência dos combustíveis de parafina pura, uma vez que a solidez do combustível misturado é maior do que a própria parafina. Neste estudo, combustíveis misturados parafina-LDPE com dois tipos de proporção de mistura foram fabricados e básicos investigações experimentais foram realizadas para analisar a aplicabilidade do combustível misturado parafina-LDPE para motores híbridos de foguete. A taxa de regressão, a velocidade característica e os dados do espectro de pressão da câmara da mistura de combustíveis parafínicos compostos são estudados em comparação com combustível parafínico puro, combustível high-density polyethylene, ou polietileno de alta densidade (HDPE) puro, combustível low density polyethylene, polietileno de baixa densidade (LDPE) puro e HTPB (polibutadieno terminado em hidroxila, hydroxyl–terminated polybutadiene) puro.
Esquema de motor-foguete de propulsão híbrida
A tecnologia de propulsão de foguetes híbridos tem sido exaustivamente testada durante as últimas oito décadas ; no entanto, suas desvantagens impediram seu desenvolvimento completo por muito tempo. Nos últimos anos, um interesse renovado por esta tecnologia foi desencadeado por dois fatores principais: os avanços na melhoria do desempenho, e uma maior preocupação com questões ambientais e de segurança. Apesar da enorme quantidade de investigações realizadas nas últimas décadas, os esforços de melhoria da tecnologia híbrida ainda enfrentam uma série de problemas como instabilidades de combustão e baixos valores de taxa de regressão.
Flutuações de aceleração em sistemas de propulsão híbridos geralmente não são catastróficas, mas podem impedir o uso de hh:E em missões tripuladas ou em missões envolvendo carga útil pesada, que podem ser danificadas pelo estresse mecânico gerado pelo funcionamento do motor. A principal desvantagem do hh:E são os baixos valores da taxa de regressão, ou seja, a baixa taxa de consumo do combustível sólido, devido à estrutura do jato de saída da tubeira do hh:E. Ou seja, a separação física entre o combustível sólido e o oxidante gasoso/líquido que flui sobre sua superfície resulta em uma chama de difusão na camada limite, em vez de uma chama pré-misturada como é típica nois motores sólidos puros.
Foguete Hanbit-Nano
O processo de combustão é sustentado pela pirólise da massa de combustível e feedback de calor, devido à convecção e radiação, da chama para a superfície do combustível. Uma camada limite reativa bloqueada é estabelecida na superfície do grão-propelente. As chamas de difusão são governadas pela dinâmica dos fluidos (escala de tempo de mistura) em vez da cinética química, resultando assim em taxas de regressão mais baixas.
Além disso, a menor eficiência de combustão alcançada ao usar combustíveis à base de parafina resulta em menor desempenho do motor em termos de empuxo e impulso específico. Como consequência da estrutura de chama do hh:E, os fenômenos físicos interdependentes envolvidos nesse tipo de propulsão são extremamente complexos. O fluxo na câmara de combustão é turbulento, multifásico, multiespécie e reage quimicamente com fluxo de calor convectivo e condutivo acoplado, fluxo de calor radiativo devido ao fluxo bifásico, troca térmica devido a reações químicas e efeito de bloqueio da camada limite para alimentar a pirólise de massa. Devido a essa complexidade, muitas tecnologias para aumentar a taxa de regressão são ainda experimentais. Várias tentativas foram feitas nas últimas décadas para aumentar a taxa de regressão de combustível usando uma abordagem física (ou seja, combustíveis à base de parafina, fluxos em turbilhão, grãos de combustível multi-porta), e mais recentemente, ou uma abordagem química (ou seja, uso de aditivos de alta energia, como nano-metais, hidretos metálicos).
A Innospace tem um local teste em Geumsan-gun, na provincia no Sul de Chungcheong. Lá, a empresa testou um motor de foguete híbrido de 5 toneladas-força, seguido de um 15 toneladas-força, cujos testes começaram em abril do ano passado. Os projetos prosseguiram com o foguete de 15 toneladas de massa para nanossatélites; para 2023, projetam um foguete com quatro motores de 15 toneladas-força de empuxo na primeira estágio e um motor de 6 toneladas na segunda estágio; A partir de 2025, um novo lançador com sete motores de 15 toneladas na primeira estágio, quatro no segundo estágio e seis no terceiro. O objetivo é dominar o mercado de pequenos veículos lançadores fazendo um miniveículo com maior empuxo usando os desenhos anteriores como base. Em particular, o veículo de lançamento híbrido da Innospace usa mais combustível sólido de alto desempenho e reduz os custos de fabricação ao desenvolver uma bomba elétrica que conecta o combustível e o oxidante em comparação com seus quatro principais concorrentes nos EUA, Austrália, Noruega e Alemanha. A Rocket Crafters dos EUA, a Gilmour Space Technologies da Austrália e a Nammo da Noruega, que estão desenvolvendo foguetes híbridos, usam combustível sólido à base de polímeros de baixo desempenho. O bombeamento do oxidante é um sistema de pressurização a gás usado em alguns foguetes líquidos, cuja potência é limitada (um gás é usado para empurrar o oxidante para dentro da câmara onde está o agente combustivel).
Perfil de voo orbital proposto para o Hanbit-Nano
A Hylmpulse da Alemanha usa combustível sólido de alto desempenho, mas usa uma turbobomba com um gerador de gás para injetar o comburente na câmara de propelente sólido. Em comparação com essas empresas, a Innospace é avaliada como um passo à frente em tecnologia ao usar combustível sólido de alto desempenho e a bomba de motor elétrico.
A Innospace
A Innospace foi estabelecida em setembro de 2017, e vem desenvolvendo tecnologias de foguetes híbridos pela primeira vez na Coréia. Kim Soo-jong, CEO, disse: “Usar uma bomba elétrica incementará as vantagens dos foguetes híbridos, como estrutura simplificada e baixo custo de fabricação.” “Nossa bomba é compacta e pode ser operada com eficiência. Concluímos o registro da patente e estamos em processo de solicitação no exterior.” O CEO Kim Soo-jong está determinado a ser um caso de sucesso no campo aeroespacial. Ele diz: “O campo de foguetes coreanos é muito deficiente. Há também uma proposta de investimento do exterior, mas quero mostrar aos meus juniores o caso de ‘comercialização bem-sucedida com um foguete na Coréia’ como uma segunda melhor solução.” A empresa levantou US$ 27,76 milhões por meio de três rodadas de financiamento: US$ 1,2 milhão em uma rodada inicial encerrada em outubro de 2019, US$ 6,6 milhões na Série A em janeiro de 2021 e US$ 19,7 milhões na Série B em julho de 2021. Os principais investidores incluem a empresa de capital de risco da Coréia do Sul, Kolon Investment, a Company K Partners, a Intervest e o fabricante de materiais automotivos Kolon Glotech. Além isso, a Innospace assinou um memorando de entendimento com o norueguês Andøya Space em janeiro para lançar seus foguetes em órbitas polares.
Outros foguetes, como o Electron da RocketLab e o Astra Rocket da Astra Space, usam bombas elétricas funcionando a bateria, mas seus motores são totalmente movidos a propelentes líquidos (LOX e querosene).
A Innospace também possui tecnologia para fabricar combustível sólido diretamente na fábrica. Está equipada com uma instalação de 50 litros que pode produzir combustível em escalas de 50 kg, bem como uma planta de produção e processamento de 1.200 litros que pode fabricar combustível para o motor de 15 toneladas. A empresa possui a receita de composição para combinações de combustíveis sólidos, mas não registrou uma patente. Isso porque quando uma patente é registrada, há um alto risco de vazamento de tecnologia para o exterior. Em vez disso, mantém sua autoridade independente por meio de um sistema de custódia (armazenamento) de tecnologia. O local de teste de combustão em Geumsan, província de Chungcheong do Sul, pode ensaiar motores de até 20 toneladas de empuxo. Depois de concluir os testes de empuxo usando motores em bancada de 1-3 toneladas e 5 toneladas, os testes dos motores de 15 toneladas tiveram patrociono de empresas de defesa coreanas como Hanwha e LIG Nex1.
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A SpaceX lançou sábado, 17 de dezembro de 2022, o foguete Falcon9 v1.2 FT Block 5 nº B1058.15 com cinquenta e quatro satélites Starlink V1.5 do Grupo 4-37 para órbita-alvo de 500 km, 53.2° de inclinação a partir do Complexo de Lançamento 39A no Centro Espacial Kennedy, na Flórida às 16:32 ET (21:32 UTC, 18:32 de Brasília). Após a separação, o primeiro estágio B1058.15 pousou na balsa-drone Just Read the Instructions, estacionada no Oceano Atlântico a 540 km, rebocada pelo navio de apoio Doug, que fez a recuperação da carenagem no oceano. O segundo estágio do foguete reentraria no Oceano Pacífico próximo à costa da Austrália.
Perfil de decolagem. O Falcon 9 teve um peso de decolagem de 568.478 kg.
O foguete F9 B1063.8 deverá ter uma massa na decolagem de 568.478 kg
Starlinks
O lote de satélites foi denominado Group 4-37, e faz parte da “concha” (shell) 4; os satélites serão primeiro liberados em grupo em órbita inicial de 336 x 232 km, inclinada em 53,22 graus em relação ao equador.
Mais de dois mil satélites Starlink estão atualmente em órbita, cerca de metade da rede planejada de primeira geração de 4.408 unidades. Os satélites serão distribuídos em cinco “conchas” orbitais diferentes em diferentes altitudes e inclinações. A SpaceX pretende lançar até 42 mil satélites. A rede transmite sinais de internet de alta velocidade e baixa latência em todo o mundo, alcançando consumidores, comunidades carentes e outros usuários em potencial, como os militares dos EUA. A empresa diz que a rede já está disponível para consumidores em 32 países.
Live do lançamento no Canal do Homem do Espaço
CONTAGEM REGRESSIVA Evento hh:min:ss:
00:38:00 Diretor de Lançamento da SpaceX aprova a carga de propelente
00:35:00 Começa o abastecimento do RP-1 (querosene)
00:35:00 Começa o abastecimento do 1º estágio com LOX (oxigênio líquido)
00:16:00 Início do abastecimento de LOX de 2º estágio
00:07:00 Começa o resfriamento do motor antes do lançamento (chilldown)
00:01:00 Computador faz as verificações finais de pré-lançamento
00:01:00 Começa a pressurização dos tanques para a pressão de vôo
00:00:45 Diretor de Lançamento verifica a prontidão do lançamento
00:00:03 O controlador comanda a sequência para decolagem
00:00:00 Decolagem do Falcon 9
resumo da campanha de lançamento
Lançamento, aterrissagem do ‘core’ e liberação da carga útil Todos os tempos aproximados Evento hh:min:ss:
00:01:12 Max Q (momento de máximo de tensão mecânica no foguete)
00:02:27 Corte dos motores principais do 1° estágio (MECO)
00:02:31 1° e 2° estágios separados
00:02:38 Ignição do motor do 2º estágio
00:02:42 Liberação da carenagem
00:06:47 início da queima de reentrada do 1° estágio
00:07:06 Queima de reentrada do 1° estágio concluída
00:08:28 Início da queima de aterrissagem do 1º estágio
00:08:41 Corte do motor (SECO-1) do 2º estágio
00:08:49 Aterrissagem do 1° estágio
00:15:22 Liberação dos satélites Starlink
Cada satélite Starlink v.15 com link de laser inter-satélite, tem massa de 307 kg
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Voo suborbital com carga útil brasileira decola dia 20 de Alcântara
Concepção artística do foguete na plataforma de disparo Coalesced Launch System
A equipe sul-coreana da Innospace prepara o seu primeiro foguete suborbital de testes HANBIT-TLV para lançamento no dia 20 de dezembro de 2022, terça-feira, a partir do Centro Espacial de Alcântara, no Maranhão, atrasada em um dia por conta da meteorologia. O HANBIT-TLV é o precursor de um lançador comercial, o Hanbit-Nan de dois estágios, projetado para transportar uma carga útil de 50 quilos para órbita de 500 quilômetros. O foguete tem um motor híbrido de 15 toneladas-força que usa oxigênio líquido como oxidante e um combustível à base de parafina – e como carga útil, dentro da carenagem ogival do nariz, carrega o sistema de controle inercial SISNAV, de fabricação brasileira.
A velocidade máxima prevista no voo deve atingir 4.600 km/h para um apogeu entre 80 e 100 quilômetros. Não foi especificado se a carga útil será separada do ‘core’ de estágio único e cairá no mar ou se descerá integrada a ele para uma queda destrutiva no oceano Atlântico. O SISNAV é transportado como experimento de validação, já que o foguete tem o seu próprio sistema de controle inercial e computador de guiagem instalado na seção superior do estágio de impulsão.
Técnicos coreanos trabalham em dois foguetes. A parte que estão montando é a saia traseira com os quatro suportes que fixam o foguete no adaptador circular de lançamento.
Segundo a Força Aérea Brasileira, “… os custos com o foguete e sistema de lançamento, bem como a logística envolvida, foram custeados integralmente pela Innospace.” Já o valor investido no SISNAV “… é muito complexo [de se] mensurar, uma vez que se confunde com o próprio desenvolvimento de parte importante do Programa Espacial Brasileiro. Investimentos foram realizados, por exemplo, desde sua concepção ainda no Instituto de Estudos Avançados (IEAv), que concebeu os primeiros girômetros a fibra óptica nacionais. O desenvolvimento incluiu a construção de laboratórios de aferição e testes dos sensores, além de demonstradores de conceito tecnológico com várias formas de processamento de sinal e diferentes arquiteturas de trabalho, além de ensaios em voo e em lançamentos suborbitais”.
O lançamento do foguete, do tamanho de um míssil militar terra-terra, verificará o desempenho ideal e do empuxo do motor de parafina e oxigênio líquido para o futuro HANBIT-Nano, descrito como “o primeiro lançador civil de pequenos satélites da Coreia do Sul”.
O sistema de lançamento inclui uma plataforma modular Coalesced Launch System montada sobre o pavimento, com estruturas de apoio e estabilização pivotantes e uma mesa de lançamento com defletor de chamas. O foguete é acoplado à lança instaladora, recebe o anel adaptador na baia de motores, que faz a interface com a mesa de lançamento; então a lança é erguida na posição vertical e posiciona o foguete na mesa. No lançamento, o adaptador fica preso à mesa e libera o foguete.
Momento em que a carreta transportando o foguete segue para a área de lançamento
Em abril, a Innospace assinou um acordo com o Departamento de Ciência e Tecnologia Aeroespacial do Brasil para lançar o sistema de navegação inercial brasileiro, denominado SISNAV, sendo transportado como carga útil do HANBIT-TLV. “Este voo de teste do foguete suborbital HANBIT-TLV servirá como um passo importante para entrar no mercado de serviços de lançamento de pequenos satélites”, disse Kim Soo-jong Kim, CEO da Innospace.
A campanha de lançamento, batizada Operação Astrolábio, ocorrerá entre os dias 19 e 21 de dezembro de 2022 a partir do Centro de Lançamento de Alcântara (CLA) subordinado à Força Aérea Brasileira. A Força Aérea Brasileira, através do DCTA, e a empresa sul-coreana assinaram, no início de 2022, um acordo para realizar o teste em voo do HANBIT-TLV carregando um exemplar do Sistema de Navegação Inercial (SISNAV), e foi desenvolvida por militares e civis do Instituto de Aeronáutica e Espaço, filiado ao DCTA.
O foguete montado na mesa modular de lançamento
Emblema da campanha de lançamento
O HANBIT-TLV foi projetado para testar as tecnologias de lançamento desenvolvidas pela Innospace, que anunciou anteriormente que o foguete tem 16,30 metros de comprimento, formato clindrico em toda a sua extensão, com um metro de diâmetro, e massa de decolagem de 9.200 kg (segundo a FAB, o foguete mede 16,5 metros e pesa 8.400 kg).Seu motor é equipado com bombas elétricas para alimentar para um sistema híbrido de propelentes – o chamado HRE (Hybrid Rocket Engine), funcionando a oxigênio líquido e um composto sólido de combustível baseado em parafinas.
Neste tipo de motor, o comburente (ou oxidante – o agente que permite que o combustivel queime) é um liquido, enquanto o combustivel a ser queimado é um composto sólido, que é combinado com o líquido injetado pela bomba dentro da própria camara onde está acondicionado (o chamado envelope motor), e entra em combustão mediante a fagulha ou a explosão de um ignitor. Os sul-coreanos querem realizar lançamentos de teste adicionais e iniciar voos comerciais em grande escala trinta vezes por ano com satélites reais a partir de 2023.
Foguete sendo retirado da carreta IRGA e sendo içado para instalação na mesa de lançamento
Este é um contraponto com os dois tipos tradicionais de motores-foguete: o motor liquido, que mistura dois ou tres fluidos numa camara de combustao separada, e o motor solido, que tem comburente e combustivel mesclados numa peça única de massa emborrachada – o ‘grão-propelente’ – e que não tem camara de combustão (a ‘camara’ é o próprio cilindro onde o grao-propelente está alojado). Já o estágio superior do Hanbit-Nano estará equipado com um motor híbrido de 3 toneladas-força, de acordo com a empresa sediada em Sejong.
Os mototes híbridos são raros no emprego em foguetes-lançadores (apenas a nave espacial SpaceShipTwo da Virgin Galactic utiliza um motor deste tipo, que apesar de apresentar segurança e relativa simplicidade de operação e manuseio, é deficiente em empuxo bruto. Enquanto os motores de propelentes solidos não podem ser parados uma vez que sejam acesos, os motores hibridos tem a vantagem de permitirem regulagem de aceleração e desligamento, uma vez que basta diminuir o giro da bomba ou cortá-lo para desligar o motor.
Junção do segmento superior, com alinhamento e fixação. Ainda será instalada a parte superior da calha de cablagem, encobrindo a válvula que é vista abaixo da mão do técnico
“A INNOSPACE está muito orgulhosa de todo o trabalho realizado até aqui, pois foram muitos meses de estudo, planejamento e preparo das equipes. Essa Operação será marcada pela sinergia, esforço e pioneirismo. Entraremos para a história do Programa Espacial”, comentou o Diretor de Negócios da INNOSPACE do Brasil, Élcio Jeronimo de Oliveira.
A carga útil brasileira e o conceito ‘New Space’
O SISNAV (‘sistema de navegação inercial’) é um experimento tecnológico essencial para a navegação automática de foguetes, que permitirá ao Brasil ser independente no desenvolvimento de foguetes-portadores de tamanhos variados. O Projeto SISNAV faz parte do Sistema de Navegação e Controle (SISNAC), projetado para o Veículo Lançador de Microssatélites (VLM) da FAB, para a colocação de cargas de pequeno porte em órbita terrestre baixa e que acabou por fazer parte do chamado conceito “New Space”. Os sistemas de navegação inercial são autônomos após a decolagem, não dependem da conectividade via satélite. Além disso, são resistentes a interferências e enganos de radar, pois são autossuficientes. Equipados com unidades de medição inercial (IMUs) usam giroscópios e acelerômetros para detectar rotação e aceleração. Eles podem ser usados em qualquer aplicação em que seja importante medir e compensar com precisão vibração e movimento.
Foguete Hanbit-TLV
“New Space” é o nome com que se convencionou chamar as iniciativas de lançamento e operação de satelites e espaçonaves usando tecnologias avançadas, com exploração de aparelhos de geralmente pequeno tamanho, simplicidade de construção e controle, e participação de empresas privadas controlando todo o processo de satelização de cargas, desde a construção do lançador até a colocação da nave em órbita. Apesar do nome, “New Space” é um conceito antigo, que tem suas raízes no primeiro foguete totalmente comercial do mundo, o Conestoga americano dos anos 1980. Ao contrário de explorar satélites de grande tamanho e longa vida útil, os partidários do “New Space” alardeiam as vantagens de preço e acessibilidade de satélites menores, com vida útil limitada. As empresas de grande porte, comprometidas em atividades de larga escala, porém, passam longe desta filosofia – seus satélites de comunicação e sensoriamento remoto ainda são dimensionados para longos periodos de atividade e para prover um volume grande de dados – para isto precisam de grandes recursos de eletricidade e de reservas de propelentes – para garantir vidas uteis de cerca de 15 anos, permitindo maior retorno financeiro frente os investimentos. A miniaturização é concentrada nos eletronicos e a economia de massa se concentra em materiais estruturais mais leves e mecanismos de extensão de apêndices com um mínimo de partes móveis. Para iniciativas modestas, como satélites de estudantes, pequenas plataformas espaciais para comercialização de imagens para uso em agricultura e ensaios técnicos, porém, essa abordagem simplista funciona bem. Outro aspecto beneficiado pelo conceito é a padronização de tamanhos (os chamados “U”, de ‘unidade’ para os cubesats – satélite em forma de cubo de 10 x 10 cm), cujo tamanho universalmente aceito facilita a produção de cargas uteis a serem instaladas em seu interior, bem como facilita o projeto dos ‘dispensadores’ – os mecanismos responsaveis por ejetar o satélite no espaço. Cubesats podem ser lançados solitariamente ou em grupos, frequentemente de carona em lançamentos de satélites maiores.
Tamanhos aproximados do VLS brasileiro dos anos 90 e do coreano Hanbit TLV. Tivesse o VLS evoluído das etapas de voo de teste, o país teria um lançador mais possante e com maior capacidade de carga do que o veículo que usará o polígono de lançamento do nordeste
Um longo ciclo de desenvolvimento
Em 2007, o Governo Brasileiro firmou parceria entre a Defesa (MD) e a Ciência & Ministérios de Tecnologia (MCT) a fim de fomentar o desenvolvimento, a sinergia e a inovação em tecnologia áreas. De acordo com o plano de ação do MCT, esse programa de abrangência nacional visava aliar as necessidades de defesa com crescimento industrial, sendo composta pelas seguintes atividades: Suporte de infraestrutura para instituições científicas e tecnológicas por meio do estabelecimento de redes de laboratórios rumo à certificação; reforço da formação através da qualificação de recursos humanos e agregação local em áreas estratégicas; alocação de recursos financeiros por meio de fundos setoriais; estímulo à parceria entre organizações militares, institutos civis e universidades, e excelência centros da indústria.
Algumas das aplicações visadas no plano que englobou o SISNAV foram: veículo lançador VLS-1, plataformas e aeronaves suborbitais (Ministério da Defesa/DCTA) e satélites (Ministério da Ciência e Tecnologia/INPE). O ex-chefe do Grupo de Controle do DCTA/IAE, Fausto O. Ramos, cita que o Dr. Waldemar de Castro (ex-pesquisador do DCTA, hoje aposentado), o embrião do SIA surgiu em 2002, com o Projeto SISNAV. O SISNAV visava fornecer um sistema inercial ao veículo lançador VLS-1. No entanto, naquela época não havia recursos suficientes para levar adiante a iniciativa. Então, em 2004, o Brigadeiro Thiago Ribeiro (outro apoiador do SISNAV) fez uma proposta ao DEPED (hoje DCTA ), referente a um apoio financeiro ao desenvolvimento de sistemas inerciais, o que foi conseguido em 2005 por meio de fundos setoriais de defesa.
Montagem dos painéis do casco externo da seção de cabeça do foguete
Ramos continua explicando que a confluência de atividades formou, entre outras iniciativas, o Projeto SIA (Sistemas Inerciais para Aplicação Aeroespacial), com orçamento de R$ 40,64 milhões (cerca de US$ 20 milhões em 2007). O principal objetivo do Projeto SIA é desenvolver e integrar protótipos de Sistemas de Navegação Inercial (INS) para aplicações aeroespaciais, com participação da indústria nacional. O processo teve continuidade em 2006, com consulta ao MD sobre temas prioritários para subvenções (destinadas a empresas privadas do segmento de defesa). Por fim, o SIA nasceu formalmente em 2007, beneficiando não só o SISNAV, mas muitos outros projetos relacionados a sistemas inerciais, desenvolvidos por instituições governamentais (MD/DCTA/IAE, ITA e IEAv, e MCT/INPE) e empresas privadas (OPTSENSYS, NAVCON e MECTRON, para citar alguns).
Plataforma SISNAV
Em 2002, o objetivo do SISNAV era substituir o sistema inercial VLS-1, fornecido pela Rússia, composto por uma plataforma inercial basculada, DTGs (Dinamically Tuned Gyros) e um computador, por um INS brasileiro, projetado e desenvolvido pelo DCTA/IAE. O objetivo era claro: atualizar a tecnologia de sensores (plataforma tipo strapdown, FOGs – Fiber Optic Gyros, acelerômetros e um computador moderno) e evitar o embargo comercial. Em relação ao FOG, suas pesquisas começaram no DCTA/IEAv na década de 80. As principais dificuldades enfrentadas pela equipe de projeto foram relacionadas à redução do desvio de longo prazo, à linearização e estabilização do fator de escala, ao aumento da largura de banda dinâmica e à redução do ruído de detecção.
Além disso, outras dificuldades também estavam presentes ao lidar com as restrições de aplicações (por exemplo, foguetes de sondagem): ambiente dinâmico, tempo de voo, consumo elétrico, dissipação térmica, massa e volume, largura de banda dinâmica e resoluçãok. Superando tais dificuldades, em 1998 um protótipo FOG (Fig. 1) foi testado com sucesso durante o vôo de um foguete de sondagem VS-30 (fornecido pelo MD/DCTA).
Foram efetuados mais testes de voo, agora com a empresa OPTSENSYS a incumbir de produzir os FOGs; A equipe do SISNAV optou por desenvolver apenas a interface eletrônica dos acelerômetros. Assim, a pedido do DCTA/IAE, em 2002, a empresa NAVCON enviou uma proposta para projetar, produzir e testar uma unidade de digitalização, baseada em conversores V/F (Voltage-to-Frequency). Os componentes eletrônicos foram embalados em uma placa de fator de forma PC-104. Em relação ao computador da plataforma SISNAV, também é importante mencionar a marca PC-104. Estando pronto para uso, foi uma escolha natural construir e integrar processador, placa V/F (interface de acelerômetro) de forma fácil e rápida, canais seriais (para FOGs), interfaces A/D e I/O adicionais e assim por diante. O sistema a bordo do veículo VS-30 para a Operação Cumã II foi construído com essa arquitetura.
Desde o início do SISNAV, seus componentes individuais foram desenvolvidos e testados individualmente. Então, em 2008, uma configuração integrada do SISNAV (denominada CSM)p foi concebida pelo DCTA/IAE. O CSM foi proposto como experimento da Missão Maracati II (2010), sendo composto por:
um computador de plataforma (placa PC-104);
uma interface de digitalização do acelerômetro (placa PC-104 V/F);
três acelerômetros;
quatro FOGs brasileiros, com parte de seus componentes eletrônicos alojados separadamente;
um suporte físico ao qual são fixados os sensores;
linhas de controle de solo e canais de comunicação de telemetria;
uma bateria dedicada.
A participação do CSM na Maracati II foi posteriormente cancelada, mas sua arquitetura concebida foi adaptada e produzida pela mesma equipe do DCTA/IAE, para dois testes de solo16, denominados Operação Parque I (2010) e Operação Parque II (2011). Uma montanha-russa foi utilizada para avaliações de desempenho.
Os FOGs utilizados em ambos os testes eram de prateleira (fornecedor internacional), pois seria mais fácil verificar o conceito e os algoritmos do SISNAV independentemente do desenvolvimento do FOG; A configuração FOG tetraédrica do Parque I foi substituída por uma triédrica no Parque II; Um segundo sistema foi adicionado à Operação Parque II, além do sistema SISNAV original; esse novo sistema foi construído em torno de um INS de prateleira, auxiliado por GPS, cujas medições poderiam ser comparadas com as do SISNAV.
Um desenvolvimento paralelo de um computador de plataforma dedicado também foi iniciado na época. Em 2010, o DCTA/IAE especificou os requisitos para o ProcSISNAV (Processador do SISNAV), o que resultou em um contrato com a empresa MECTRON. Este processador agregaria as principais funções da arquitetura anterior do PC-104, com maior robustez. O motivo foi a conformidade com o ambiente hostil de um veículo de lançamento (VLS-1) e outras aplicações aeroespaciais correlatas. Atrelado ao desenvolvimento do ProcSISNAV, o FOG brasileiro também seguia seu ritmo. As equipas OPTSENSYS e DCTA/IAE redefiniram a configuração do sensor, de forma a que toda a eletrónica necessária fosse então incorporada no próprio FOG, reduzindo a massa e as ligações elétricas/óticas. Não é tão bom para desempenho, mas muito bom para um sistema integrado de um aplicativo aeroespacial.
O restante da eletrônica do FOG era apenas sua fonte de alimentação, que poderia até migrar para o ProcSISNAV. Já se podia vislumbrar outro benefício do Projeto SIA para o SISNAV: a infraestrutura. A inauguração, em fevereiro de 2011, do Laboratório de Identificação, Controle e Simulação ampliou consideravelmente os antigos recursos do DCTA/IAE para testes e simulação de sistemas e sensores inerciais. Esta instalação compreende várias mesas de três e dois eixos para testes dinâmicos e ambientais (térmico, vácuo e aceleração). Além disso, existem configurações para identificação de atuadores, caracterização de acelerômetros e testes de plataformas de controle de atitude (mesa de rolamentos de ar).
Existe ainda uma configuração para identificação estrutural (flexão, torção e sloshing). Finalmente, com o ambiente LabView, pode-se ir desde a simples caracterização do sensor até complexas simulações de Hardware-In-The-Loop em tempo real. Um segundo laboratório do DCTA/IAE foi inaugurado em julho de 2013, denominado LabSIA. Esta instalação tem dupla finalidade: enrolamento de fibra ótica e integração do FOG; e um ambiente de desenvolvimento e teste MCT/INPE para o SISCAO (Sistema de Controle de Atitude e Órbita para Plataformas Orbitais), integrando projetos SIA adicionais: computador de bordo (CBPO), unidade FOG tetraédrica (BGPO), simulador de controle (DVT) e software (SCPO, sensor estelar, SES) e equipamentos de apoio para testes e simulação (EAPO).
Um mercado emergente para pequenos satélites
Mesmo que o ‘new space’ se concentre em satelites pequenos e de pouca capacidade e longevidade, há um mercado emergente para a tecnologia. A Innospace entrou no setor aeroespacial junto com outras startups aproveitando a tendência de lançamento de satélites ‘pequeno’ e de ‘curto prazo’. Segundo a empresa de pesquisa de mercado Euro Consult, o número de satélites lançados nos últimos 10 anos foi de cerca de 1.500, enquanto o número satélites (peso inferior a 500 kg) a serem lançados até 2028 é estimado em 8.500. A demanda por pequenos satélites para comunicação e observação está aumentando rapidamente em todo o mundo. Analisa-se que 80% dos satélites a serem lançados no futuro serão pequenos. Esperava-se que apenas um nicho desse mercado quase dobre de 2,3 milhoes de dolares em 2020 para US$ 4,2 milhões em 2027. O tamanho acumulado 2020 e 2027 chegará a 28 milhões de dolares.
Segmento superior, faltando acoplar a carenagem de nariz
Segundo o Diretor do CLA, Coronel Engenheiro Fernando Benitez Leal, “ a trajetória do veículo não passará por áreas habitadas e os pontos de impacto do propelente e da carga útil, no Oceano Atlântico, ocorrerão a mais de 50 km da costa, não oferecendo perigo à população ou prejuízos ambientais.” “A área de impacto será interditada para navegação por meio de aviso aos navegantes e notificações para as aeronaves (NOTAMs e NOTMARs), evitando assim o sobrevoo e navegação. Além disso, a FAB também prestará suporte com aeronaves de patrulha, desenvolvendo um trabalho de esclarecimento da área de impacto para certificar que não exista nenhuma embarcação em risco. A Marinha do Brasil e a Força Aérea, por meio do CLA, também orientarão os pescadores das vilas próximas, bem como as naves que transitam no porto, sobre a operação. Toda e qualquer atividade relacionada ao lançamento (desabastecimento do lançador, preparação, montagem e testes do veículo, bem como seu lançamento) será executada de acordo com normas internacionais de segurança, como descrito no Manual de Segurança Operacional do Centro e com planos de emergência associados”.
Além do IAE, outros institutos do DCTA também foram envolvidos na missão, como o Instituto de Fomento e Coordenação Industrial (IFI), responsável pela análise da conformidade do veículo às regras de operação definidas pelo Regulamento Espacial Brasileiro, além da conferência de todos os elementos importantes do projeto, de modo a garantir a segurança operacional em solo e segurança de voo (trajetória e dispersão do ponto de impacto) sem a ocorrência de danos.
Blocos do lançador chegando de caminhão ao trajeto até Alcântara
A aposta dos coreanos na tecnologia híbrida
Esquema de motor-foguete de propulsão híbrida
A Innospace escolheu um combustível sólido que classifica como “eficaz” misturando cera de parafina pura e LDPE (baixa densidade polietileno). Os combustíveis misturados parafina-LDPE podem ter muitas vantagens em comparação com os combustíveis típicos à base de parafina metalizada. O fato de que tanto a cera de parafina (alcano) quanto o LDPE (alceno) são séries de materiais homólogos, misturados o combustível pode ser considerado como um material uniforme e, portanto, o assentamento do material adicionado durante o processo de fabricação, ocorrência de instabilidade de combustão e de sensibilidade à pressão da câmara provocada pelo material metálico adicionado pode ser evitado. Além disso, os combustíveis misturados parafina-LDPE podem melhorar a resistência mecânica e a combustão eficiência dos combustíveis de parafina pura, uma vez que a solidez do combustível misturado é maior do que a própria parafina. Neste estudo, combustíveis misturados parafina-LDPE com dois tipos de proporção de mistura foram fabricados e básicos investigações experimentais foram realizadas para analisar a aplicabilidade do combustível misturado parafina-LDPE para motores híbridos de foguete. A taxa de regressão, a velocidade característica e os dados do espectro de pressão da câmara da mistura de combustíveis parafínicos compostos são estudados em comparação com combustível parafínico puro, combustível high-density polyethylene, ou polietileno de alta densidade (HDPE) puro, combustível low density polyethylene, polietileno de baixa densidade (LDPE) puro e HTPB (polibutadieno terminado em hidroxila, hydroxyl–terminated polybutadiene) puro.
A tecnologia de propulsão de foguetes híbridos tem sido exaustivamente testada durante as últimas oito décadas ; no entanto, suas desvantagens impediram seu desenvolvimento completo por muito tempo. Nos últimos anos, um interesse renovado por esta tecnologia foi desencadeado por dois fatores principais: os avanços na melhoria do desempenho, e uma maior preocupação com questões ambientais e de segurança. Apesar da enorme quantidade de investigações realizadas nas últimas décadas, os esforços de melhoria da tecnologia híbrida ainda enfrentam uma série de problemas como instabilidades de combustão e baixos valores de taxa de regressão.
Foguete Hanbit-Nano
Flutuações de aceleração em sistemas de propulsão híbridos geralmente não são catastróficas, mas podem impedir o uso de hh:E em missões tripuladas ou em missões envolvendo carga útil pesada, que podem ser danificadas pelo estresse mecânico gerado pelo funcionamento do motor. A principal desvantagem do hh:E são os baixos valores da taxa de regressão, ou seja, a baixa taxa de consumo do combustível sólido, devido à estrutura do jato de saída da tubeira do hh:E. Ou seja, a separação física entre o combustível sólido e o oxidante gasoso/líquido que flui sobre sua superfície resulta em uma chama de difusão na camada limite, em vez de uma chama pré-misturada como é típica nois motores sólidos puros.
O processo de combustão é sustentado pela pirólise da massa de combustível e feedback de calor, devido à convecção e radiação, da chama para a superfície do combustível. Uma camada limite reativa bloqueada é estabelecida na superfície do grão-propelente. As chamas de difusão são governadas pela dinâmica dos fluidos (escala de tempo de mistura) em vez da cinética química, resultando assim em taxas de regressão mais baixas.
Além disso, a menor eficiência de combustão alcançada ao usar combustíveis à base de parafina resulta em menor desempenho do motor em termos de empuxo e impulso específico. Como consequência da estrutura de chama do hh:E, os fenômenos físicos interdependentes envolvidos nesse tipo de propulsão são extremamente complexos. O fluxo na câmara de combustão é turbulento, multifásico, multiespécie e reage quimicamente com fluxo de calor convectivo e condutivo acoplado, fluxo de calor radiativo devido ao fluxo bifásico, troca térmica devido a reações químicas e efeito de bloqueio da camada limite para alimentar a pirólise de massa. Devido a essa complexidade, muitas tecnologias para aumentar a taxa de regressão são ainda experimentais. Várias tentativas foram feitas nas últimas décadas para aumentar a taxa de regressão de combustível usando uma abordagem física (ou seja, combustíveis à base de parafina, fluxos em turbilhão, grãos de combustível multi-porta), e mais recentemente, ou uma abordagem química (ou seja, uso de aditivos de alta energia, como nano-metais, hidretos metálicos).
Perfil de voo orbital proposto para o Hanbit-Nano
A Innospace tem um local teste em Geumsan-gun, na provincia no Sul de Chungcheong. Lá, a empresa testou um motor de foguete híbrido de 5 toneladas-força, seguido de um 15 toneladas-força, cujos testes começaram em abril do ano passado. Os projetos prosseguiram com o foguete de 15 toneladas de massa para nanossatélites; para 2023, projetam um foguete com quatro motores de 15 toneladas-força de empuxo na primeira estágio e um motor de 6 toneladas na segunda estágio; A partir de 2025, um novo lançador com sete motores de 15 toneladas na primeira estágio, quatro no segundo estágio e seis no terceiro. O objetivo é dominar o mercado de pequenos veículos lançadores fazendo um miniveículo com maior empuxo usando os desenhos anteriores como base. Em particular, o veículo de lançamento híbrido da Innospace usa mais combustível sólido de alto desempenho e reduz os custos de fabricação ao desenvolver uma bomba elétrica que conecta o combustível e o oxidante em comparação com seus quatro principais concorrentes nos EUA, Austrália, Noruega e Alemanha. A Rocket Crafters dos EUA, a Gilmour Space Technologies da Austrália e a Nammo da Noruega, que estão desenvolvendo foguetes híbridos, usam combustível sólido à base de polímeros de baixo desempenho. O bombeamento do oxidante é um sistema de pressurização a gás usado em alguns foguetes líquidos, cuja potência é limitada (um gás é usado para empurrar o oxidante para dentro da câmara onde está o agente combustivel).
A Hylmpulse da Alemanha usa combustível sólido de alto desempenho, mas usa uma bomba com um gerador de gás para injetar o comburente na câmara de propelente sólido. Em comparação com essas empresas, a Innospace é avaliada como um passo à frente em tecnologia ao usar combustível sólido de alto desempenho e a bomba de motor elétrico.
A Innospace
A Innospace foi estabelecida em setembro de 2017, e vem desenvolvendo tecnologias de foguetes híbridos pela primeira vez na Coréia. Kim Soo-jong, CEO, disse: “Usar uma bomba elétrica incementará as vantagens dos foguetes híbridos, como estrutura simplificada e baixo custo de fabricação.” “Nossa bomba é compacta e pode ser operada com eficiência. Concluímos o registro da patente e estamos em processo de solicitação no exterior.” O CEO Kim Soo-jong está determinado a ser um caso de sucesso no campo aeroespacial. Ele diz: “O campo de foguetes coreanos é muito deficiente. Há também uma proposta de investimento do exterior, mas quero mostrar aos meus juniores o caso de ‘comercialização bem-sucedida com um foguete na Coréia’ como uma segunda melhor solução.” A empresa levantou US$ 27,76 milhões por meio de três rodadas de financiamento: US$ 1,2 milhão em uma rodada inicial encerrada em outubro de 2019, US$ 6,6 milhões na Série A em janeiro de 2021 e US$ 19,7 milhões na Série B em julho de 2021. Os principais investidores incluem a empresa de capital de risco da Coréia do Sul, Kolon Investment, a Company K Partners, a Intervest e o fabricante de materiais automotivos Kolon Glotech. Além isso, a Innospace assinou um memorando de entendimento com o norueguês Andøya Space em janeiro para lançar seus foguetes em órbitas polares.
Outros foguetes, como o Electron da RocketLab e o Astra Rocket da Astra Space, usam bombas elétricas funcionando a bateria, mas seus motores são totalmente movidos a propelentes líquidos (LOX e querosene).
A Innospace também possui tecnologia para fabricar combustível sólido diretamente na fábrica. Está equipada com uma instalação de 50 litros que pode produzir combustível em escalas de 50 kg, bem como uma planta de produção e processamento de 1.200 litros que pode fabricar combustível para o motor de 15 toneladas. A empresa possui a receita de composição para combinações de combustíveis sólidos, mas não registrou uma patente. Isso porque quando uma patente é registrada, há um alto risco de vazamento de tecnologia para o exterior. Em vez disso, mantém sua autoridade independente por meio de um sistema de custódia (armazenamento) de tecnologia. O local de teste de combustão em Geumsan, província de Chungcheong do Sul, pode ensaiar motores de até 20 toneladas de empuxo. Depois de concluir os testes de empuxo usando motores em bancada de 1-3 toneladas e 5 toneladas, os testes dos motores de 15 toneladas tiveram patrociono de empresas de defesa coreanas como Hanwha e LIG Nex1.
Electron F33 partirá dos EUA em voo para a Hawkeye360
Cabeça espacial do Electron F33 na plataforma do LC-2 da Virgínia
O lançamento do foguete Electron F33 da Rocketlab decolará hoje, 18 de dezembro de 2022 às 23:00 UTC (20:00 Brasília) da Virginia, EUA. O foguete de pequeno porte colocará em órbita satélites para a empresa de imagens geoespaciais Hawkeye360. A missão ‘Virginia is for Launch Lovers’ lançará três satélites (do “Cluster 6”, unidades “A”,”B” e “C”) para o provedor. Será a primeira decolagem da Rocket Lab do Complexo de Lançamento 2 no Porto Espacial Regional Mid-Atlantic da Virginia Space dentro do Wallops Flight Facility da NASA – uma plataforma de lançamento desenvolvida para auxiliar missões do seu foguete de solo americano para clientes governamentais e comerciais. A janela de lançamento foi definida seguindo o processo da NASA na certificação de seu software ‘NASA Autonomous Flight Termination Unit’ (NAFTU), necessário para permitir lançamentos privados da empresa neozelandesa na Virgínia.
A HawkEye360 é uma empresa comercial, mas está profundamente comprometida com a OTAN e com o complexo industrial militar americano para atender aos interesses militares do bloco atlanticista no mundo. Possui três pequenos satélites de seu grupo ‘Pathfinder’ orbitando a Terra a uma altitude de 575 km. A missão será o primeiro de três lançamentos para a HawkEye em um contrato que fará com que a Rocket Lab lance 15 satélites para a órbita baixa da Terra entre o final de 2022 e 2024. Essas missões aumentarão a constelação de satélites de monitoramento de radiofrequência, permitindo que a empresa proporcione um mapeamento preciso das emissões de radiofrequência em qualquer lugar do mundo. Apoiando a estratégia de integração vertical da Rocket Lab, a Rocket Lab também fornecerá ao HawkEye 360 sistemas de separação produzidos pela Planetary Systems Corporation, uma empresa de hardware espacial com sede em Maryland adquirida em dezembro de 2021.
Perfil de lançamento
Satélites Hawkeye no adaptador-dispensador
O Complexo de Lançamento 2 complementa o sítio existente, o Complexo de Lançamento 1 na Nova Zelândia, do qual trinta e duas missões do Electron já foram lançadas. Essa extensa herança de lançamento faz do Electron o foguete-lançador de pequeno porte lançado com mais frequência em todo o mundo e, agora, com dois complexos de lançamento combinados, a Rocket Lab “pode oferecer suporte a mais de 130 oportunidades de lançamento todos os anos, oferecendo flexibilidade incomparável para lançamento rápido e responsivo para operadores de satélite governamentais e comerciais”. A plataforma de lançamento e o complexo de produção do grande veículo reutilizável Neutron também estarão localizados no Mid-Atlantic Regional Spaceport, simplificando as operações para pequenas e grandes cargas úteis.
Resumo da campanha de lançamento
Cada microssatélite HawkEye carrega dois instrumentos, um rádio definido por software (SDR) e um módulo front-end de RF. O SDR consiste em dois componentes, um processador embutido e três processadores de sinal de banda base. Os processadores de sinal de banda base são transceptores de RF integrados, utilizando uma combinação de ADCs (conversor analógico para digital) e DACs (conversor digital para analógico), bem como amplificadores de RF, para processamento simultâneo de três canais receptores. O sistema de processador embarcado combina um processador ARM (Advanced RISC -Computador de conjunto de instruções reduzido) dual-core com um Kintex FPGA (Field Programmable Gate Array). Os dois componentes do sistema do processador são integrados em um único chip, permitindo comutação entre domínios simples entre o FPGA e as unidades do processador. O front-end de RF se conecta aos processadores de banda base, permitindo vários caminhos de RF exclusivos e antenas que suportam uma variedade de bandas e frequências. Filtros personalizados são aplicados em cada caminho selecionável com amplificadores de baixo ruído (LNA) e atenuadores fixados em bandas específicas, bem como um bloco de baixo ruído (LNB) para estender a faixa de frequência SDR.
O Electron é um foguete de pequeno porte e de ‘resposta rápida’, com curto prazo de preparação para lançamento
Grande parte da indústria de inteligência geoespacial é dividida entre empresas que possuem satélites e coletam dados e empresas que compram esses dados e os convertem em inteligência. Em vez disso, a HawkEye se posicionou como totalmente integrado verticalmente desde o início, construindo a carga internamente, operando a espaçonave, processando os dados e aplicando sua própria análise de dados e vendendo essa inteligência aos clientes sob um modelo de software como serviço.
Para triangular e mapear com precisão os sinais, os satélites voam em uma formação facilitada por um novo sistema de propulsão a água. Cada satélite (também conhecido como Hawk) no ‘cluster’ tem um rádio definido por software (SDR) com a capacidade de detectar uma ampla gama de frequências de rádio e, uma vez que todos os três satélites tenham captado um sinal comum, eles podem triangular esse sinal com precisões dependentes do terreno, sinal e outros fatores. O segundo cluster de satélites inclui várias melhorias: têm a capacidade de coletar vários sinais ao mesmo tempo para criar camadas de informações de radiofrequencia (RF). Cada um dos satélites também possui um SDR melhorado, para que possam coletar dados de maior qualidade para geolocalização mais precisa. Além disso, os satélites têm processamento mais poderoso para lidar com mais dados. Os dados coletados pelo HawkEye 360 podem ser usados para monitorar regiões de alto risco para atividades incomuns. Por exemplo, observou o aumento da atividade de RF no vale do rio Galwan, na fronteira China-Índia, permitindo tarefas de imagens de observação da Terra que revelaram um acúmulo militar chinês na área que estava contribuindo para a agitação regional, incluindo dezenas de baixas militares relatadas. Este monitoramento remoto permite que os operadores tenham a vantagem de uma compreensão mais abrangente de uma área antes de entrar. O HawkEye 360 pode ser usado para monitorar o uso do espectro de frequência, para permitir que os planejadores vejam com antecedência quais áreas têm a maior densidade de atividade de radiofrequencia e como os recursos do espectro podem ser distribuidos dinamicamente para uso nessa área. O monitoramento também pode eventualmente permitir que as empresas de telecomunicações determinem mais facilmente quais bandas são subutilizadas para implantar recursos de espectro com mais eficiência.
CONTRIBUA ATRAVÉS DO PIX DO HOMEM DO ESPAÇO: homemdoespacobr@gmail.com
Russos testam com sucesso motores mesmo com sistema de refrigeração danificado
A Soyuz é uma espaçonave de sete toneladas e quase sete metros de comprimento. Seu primeiro lançamento foi em 1966 e desde então mais de 150 já foram lançadas.
A nave Soyuz MS-22, lançada em setembro passado com Sergey Prokopyev, Dmitri Petelin e Franco Rubio, e que está acoplada no módulo Rassvet da estação espacial internacional, tem sido o cerne de uma discussão desde que foi detectado um vazamento de líquido regulador no radiador da espaçonave. Enquanto a imprensa ocidental prolifera em críticas e desconfianças à capacidade da nave de funcionar num eventual retorno à terra, a agência espacial russa anunciou que fez um teste com os motores de atitude (DPO) na última sexta-feira, dia 16, e o funcionamento foi perfeito.
Os motores são usados para orientar a nave em manobras de ajuste fino e em um eventual cenário de falha no motor principal SKD, e são capazes de tirar a nave de órbita numa situação de emergência. Como geradores de muito calor, os motores são refrigerados pelo sistema de radiador ativo que sofreu pane esta semana, mas podem funcionar em regime especial, apenas com o isolamento passivo.
A bordo da ISS, além de Prokopyev, Rubio e Petelin, estão a cosmonauta Anna Kikina, os astronautas da NASA Josh Kassada, Nicole Mann e o astronauta do Japão, Koichi Wakata.
A nave Soyuz é composta por três compartimentos. O circuito do radiador está na parte branca do compartimento de montagem instrumentos PAO; O veículo de descida (ou cápsula) é a parte que retorna à Terra com a tripulação. O compartimento de habitação BO é usado para levar cargas, abrigar o banheiro e servir de área extra.
De acordo com informações preliminares da mídia oficial russa, na quinta-feira, 15 de dezembro de 2022, a nave sofreu um vazamento de liquido refrigerante pois “o revestimento externo do compartimento de montagem de instrumentos e equipamentos (priborno-aggregat otsek – PAO) da espaçonave foi danificado.” Este revestimento externo, um cilindro de alumínio e um tronco de cone pintados com tinta enamel branco-mate, é o suporte dos tubos do sistema de regulagem térmica da nave espacial, o SOTR, que funciona com 34 litros de líquido, isooctano e triol, sendo circulados em serpentina a pressão 100 cm3/s, ou 0,5-2,0 kg/m2 em 360 a 1.470 mm Hg para manter a temperatura no interior do compartimento de propelentes e também na caixa hermética separada que contem os eletrônicos da espaçonave. Parte desse termorregulador é bombeado atraves de dois feixes de tubos para a parte da nave que é ocupada pelos cosmonautas – a cabine SA (veículo de descida, spusskaemi apparat) e o compartimento de habitação BO, bitovoy otsek.
A Roskosmos afirma que o dano foi devido ao impacto de meteorito ou detritos espaciais. Como resultado da ruptura do compartimento de montagem de instrumentos “PAO”, o líquido refrigerante vazou, através de um orifício no radiador externo da Soyuz. O compartimento de instrumentos e montagem é um módulo que não é habitado e tal dano não representa uma ameaça direta à tripulação.
Diagrama simplificado mostrando como o sistema de regulagem circula o fluido pelos paineis radiadores do compartimento de intrumentos para manter a temperatura nos seus tanques de propelente, para controlar a caixa de aviônicos, para refrigerar a cabine ao centro (onde se pode ver um piloto no assento) e também para suprir o compartimento habitável redondo na frente da nave.
Não demora para se voltar do espaço – cerca de três horas – e os motores não precisam funcionar todo esse tempo, e a faixa de temperatura em que o combustível precisa ficar é fácil de manter no espaço porque o sol aquece o casco externo. O principal aqui é manter um equilíbrio entre resfriamento e aquecimento. Em princípio, a Soyuz pode fazer a reentrada e pousar dentro do prazo normal de três horas e meia (após o módulo de serviço PAO ser descartado, a cápsula SA tem seu próprio sistema térmico, funcionando com água, para regular a temperatura durante a descida).
A temperatura do ar no volume do compartimento de habitação (BO) e na cabine (SA) estão na faixa de 18-25°C (com possível diminuição para 10°C e aumento para 30°C em até três horas por dia); a umidade relativa do ar está na faixa de 20-80%, sendo possível aumentar a umidade em até 90% no mesmo período); Já a temperatura do gás no compartimento de instrumentos (PAO, onde o radiador foi atingido) e nos gabinetes de fiação e equipamentos do compartimento de aviônicos fica entre 0 e 40°С; enquanto que na seção de motores, a temperatura dos tanques, conjuntos e tubulações de propelentes no compartimento agregado e no compartimento de transição está dentro de 0 a 30 ° C (excluindo o aquecimento pontual e normal quando os motores DPO de ajuste estejam em funcionamento).
A proteção EVTI pode conter um fragmento grande ou um meteorito de até 1 centímetro a uma velocidade de cerca de 8 km / s, a velocidade na qual os detritos espaciais podem voar.
Este é o compartimento instrumentos do PAO da Soyuz, com o gabinete selado contendo os eletronicos destacado em vermelho e a seção de tanques e motores, onde está o radiador, em azul
A cosmonauta Anna Kikina usou o manioulador remoto ERA, instalado no módulo russo MLM Nauka, para filmar a nave, com sensores infravermelhos inclusive, e não foi notado mais o vazamento.
“Eu não descartaria um mau funcionamento interno simplesmente porque este sistema está sob pressão, a opção de algum tipo de entroncamento ou ruptura de alguma linha ou bomba é bem possível. É mais fácil culpar o meteorito, mas em quase todas as situações de emergência anteriores no espaço, ainda era o homem, não a natureza, a culpada. Você pode se lembrar do buraco na Soyuz MS-09, e lá também, a princípio eles disseram: “Talvez um micrometeorito.” E quando a NASA publicou imagens que mostram claramente o buraco de broca, a Roskosmos disse: “Bem, sim, foi um furo de dentro, aparentemente”. Se a NASA não tivesse publicado, eles ainda estariam falando sobre o meteorito. Não sabemos exatamente o que aconteceu, o que causou a quebra da linha de refrigerante, e vamos aguardar os resultados se a Roskosmos os tornar públicos” – disse o especialista russo independente Vitaly Yegorov em entrevista recente.
É praticamente impossível reparar tais danos em órbita se for uma penetração com violação de várias camadas da camada de proteção EVTI e da tubulação. “Não existem tecnologias para simplesmente preparar, soldar e torcer com fita isolante. De qualquer forma, a próxima espaçonave, a Soyuz MS-23, já está sendo preparada em Baikonur, e pode ser lançada em modo não tripulado para que chegue à estação e a tripulação possa voltar para casa com segurança. Mas sugiro que trabalhem até o final da próxima expedição, para não desperdiçar a nave. Só que os astronautas teriam uma expedição não por seis meses, mas por um ano. É difícil, mas viável – tais prolongamentos de expedições já aconteceram.” – analisa Yegorov.
A opção mais extrema seria pedir ajuda aos americanos para enviar uma nave Crew Dragon da SpaceX, que poderia realizar essa missão de resgate. Elon Musk não recusaria, e talvez a NASA até pagasse por esta expedição, porque a tripulação inclui o americano Frank Rubio. A NASA certamente está interessada em seu retorno seguro e talvez pudesse pagar por um voo de emergência da Crew Dragon, mas a agência espacial russa fará de tudo para evitar esse cenário por razões políticas.
Como funciona o sistema de controle térmico
O SOTR consiste numa parte ativa, o sistema termoregulirovaniya STR (Sistema de controle térmico) e numa parte passiva, o sredstva passivnogo termoregulirovaniya SPTR (auxílios de ajuste térmico passivo). O STR é um sistema que inclui vários circuitos hidráulicos: Kontur zhilykh otsekov KZhO (circuito do módulo habitável), kontur navesnogo radiatora KNR (circuito do radiador anexado), kontur vodyanogo okhlazhdeniya (KVO) (circuito de refrigeração a água), promezhutochnyy kontur podogreva (PKP) (circuito de aquecimento intermediário) e kontur otkachki kondensata KOK (circuito de evacuação de condensado).
O calor do Sol impinge 1.400 Watts/m² para a Soyuz, e a reverberação dessa radiação na Terra acrescenta 700 W/m². A própria radiação do nosso planeta acrescenta 200 W/m². A nave se aquece, já que cerca de 500 W são produzidos pelos equipamentos eletrônicos, e cada cosmonauta emite cerca de 100 W.
Quadro de aviso eletroluminescente de situação térmica no painel Neptune da Soyuz. Foto Nicolas Pillet – Kosmonavtika
A espaçonave possui o sistema SOTR que permite regular sua temperatura. O SOTR tem uma parte passiva, a camada de proteção térmica (isolamento térmico) EVTI de cor grafite escura em cobertores costurados no casco externo. Quando a espaçonave está acoplada na ISS (99% de sua vida operacional), é suficiente protegê-lo dos fluxos de calor.
KsSA. O equipamento da foto é antigo, produzido pela NPO Nauka, que foi substituído desde 2002 por um modelo menor produzido pela RKK Energia. – foto Nicolas Pillet – Kosmonavtika
Durante as fases de voo autônomo, o isolamento passivo não é suficiente. É preciso um sistema ativo, além de evacuar as calorias, o STR e consiste principalmente em três loops. O primeiro loop permite captar as calorias produzidas no interior do compartimento, por meio de dois aparelhos denominados KhSA. Há um no Compartimento de Descida (SA) e outro no Compartimento de Habitação (BO). Esses dois KhSAs captam as calorias e as transmitem para um fluido de transferência de calor, o triol, que circula no circuito graças a uma bomba ENA3. O fluido então passa por um trocador de calor (ZhZhT) e transmite as calorias para o segundo circuito.
Esquema do sistema de controle térmico
As soluções disponíveis
O sistema de termorregulação SOTR vazando não pode ser completado em órbita; seu fluido de isooctano é carregado durante o processo de abastecimento no predio de montagem e teste MIK no cosmódromo de Baikonur logo após o abastecimento do propelente; o sistema de termorregulação tem dois circuitos, e apenas um pode manter a espaçonave funcionando, caso a falha não esteja na tubulação antes da separação dos circuitos. Caso não se detecte nenhum outro problema, a MS-22 poderia ficar acoplada com ventilação interna fornecida pelo ar-condicionado do módulo MLM Nauka para evitar o congelamento de umidade no sistema de controle de movimento SUDN e dentro do painel de controle de Neptune ME, para permitir que os cosmonautas disparem os motores de ajuste DPOs ou motor principal SKD para o controle da ISS – mas já existe uma nave de carga Progress MS acoplada na traseira do módulo Zvezda que cumpre esta função com mais eficiencia. Isso também evita danos ao sistema de computador da cabine e ao circuito eletrico (lampadas, ventiladores etc).
A opção de usar a Soyuz MS-23
De fato, fontes oficiais russas mencionam que lançamento da Soyuz MS-23, previsto para 16 de março de 2023, pode ser adiantado: “Em conexão com o incidente na Soyuz MS-22, os especialistas da Roskosmos estão considerando a possibilidade de mudar o lançamento da Soyuz MS-23 para mais cedo”, disse um especialiasta russo à mídia oficial (a nave russa pode fazer todo o trabalho de aproximação para acoplagem automaticamente). Outra fonte observou que o vazamento, se continuado ou agravado, pode levar à falha dos instrumentos da nave, que poderá perder capacidade de se resfriar no lado exposto ao sol e congelar na sombra durante a órbita. Agora, os especialistas da agência espacial russa estão considerando “medidas para garantir um regime térmico aceitável para a operação dos instrumentos” (justamente o fornecimento de ar condicionado no compartimento pressurizado), bem como o desligamento do sistema de circulação da serpentina avariada e conferência do bom funcionamento da serpentina duplicada.
Há 40 anos, em 1979, a nave de transporte Soyuz 32, que estava acoplada na estação orbital Salyut 6 com os cosmonautas Vladimir Lyakhov e Valery Ryumin, foi considerada “insegura” para reentrada devido a uma possível falha do motor principal depois que a nave-visitante Soyuz 33 (com uma tripulação internacional soviético-búlgara) apresentou defeito no seu motor; A missão de visita seguinte (URSS-Hungria), foi cancelada e no seu lugar a nave Soyuz 34 foi enviada sem tripulação, com motores revisados, acoplada automaticamente à Salyut e finalmente trouxe Lyakhov e Ryumin de volta normalmente em agosto daquele ano após um recorde de 175 dias voo na Salyut 6. (A Soyuz 32, com os motores ‘suspeitos’, foi desacoplada em modo automatico e voltou à Terra desocupada, pousando normalmente).
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Voo suborbital com carga útil brasileira decola dia 19
Concepção artística do foguete na plataforma de disparo Coalesced Launch System
A equipe sul-coreana da Innospace está preparando o seu primeiro foguete suborbital de testes HANBIT-TLV para lançamento no dia 19 de dezembro de 2022, segunda-feira, a partir do Centro Espacial de Alcântara, no Maranhão. Será o precursor de um lançador comercial, o Hanbit-Nano, pequeno veículo de dois estágios projetado para transportar uma carga útil de 50 quilos para uma órbita de 500 quilômetros. O foguete tem um motor híbrido de 15 toneladas-força que usa oxigênio líquido como oxidante e um combustível à base de parafina, e como carga útil, dentro da carenagem ogival do nariz, carrega o sistema de controle inercial SISNAV, de fabricação brasileira.
A velocidade máxima prevista neste voo deve atingir 4.600 km/h para um apogeu entre 80 e 100 quilômetros. Não foi especificado se a carga útil será separada do ‘core’ de estágio único e cairá no mar ou se descerá integrada a ele para uma queda destrutiva no oceano Atlântico. O SISNAV é transportado como experimento de validação, já que o foguete tem o seu próprio sistema de controle inercial e computador de guiagem instalado no corpo do estágio de impulsão.
O lançamento do foguete, do tamanho de um míssil militar terra-terra, verificará o desempenho ideal e do empuxo do motor de parafina e oxigênio líquido para o futuro HANBIT-Nano, descrito como “o primeiro lançador civil de pequenos satélites da Coreia do Sul”.
O foguete montado na mesa modular de lançamento
Segundo a Força Aérea Brasileira, “… os custos com o foguete e sistema de lançamento, bem como a logística envolvida, foram custeados integralmente pela Innospace.” Já o valor investido no SISNAV “… é muito complexo [de se] mensurar uma vez que se confunde com o próprio desenvolvimento de parte importante do Programa Espacial Brasileiro. Investimentos foram realizados, por exemplo, desde sua concepção ainda no Instituto de Estudos Avançados (IEAv), que concebeu os primeiros girômetros a fibra óptica nacionais. O desenvolvimento incluiu a construção de laboratórios de aferição e testes dos sensores, além de demonstradores de conceito tecnológico com várias formas de processamento de sinal e diferentes arquiteturas de trabalho, além de ensaios em voo e em lançamentos suborbitais”.
O sistemas de lançamento inclui uma plataforma modular Coalesced Launch System montada sobre o pavimento, com estruturas de apoio e estabilização pivotantes e uma mesa de lançamento com defletor de chamas. O foguete é acoplado à lança instaladora, recebe o anel adaptador na baia de motores, que faz a interface com a mesa de lançamento; então a lança é erguida na posição vertical e posiciona o foguete na mesa. No lançamento, o adaptador fica preso à mesa e libera o foguete.
Em abril, a Innospace assinou um acordo com o Departamento de Ciência e Tecnologia Aeroespacial do Brasil para lançar o sistema de navegação inercial brasileiro, denominado SISNAV, sendo transportado como carga útil do HANBIT-TLV. “Este voo de teste do foguete suborbital HANBIT-TLV servirá como um passo importante para entrar no mercado de serviços de lançamento de pequenos satélites”, disse Kim Soo-jong Kim, CEO da Innospace.
Momento em que a carreta transportando o foguete segue para a área de lançamento
A campanha de lançamento, batizada Operação Astrolábio, ocorrerá entre os dias 19 e 21 de dezembro de 2022 a partir do Centro de Lançamento de Alcântara (CLA) subordinado à Força Aérea Brasileira. A Força Aérea Brasileira, através do DCTA, e a empresa sul-coreana assinaram, no início de 2022, um acordo para realizar o teste em voo do HANBIT-TLV carregando um exemplar do Sistema de Navegação Inercial (SISNAV), e foi desenvolvida por militares e civis do Instituto de Aeronáutica e Espaço, filiado ao DCTA.
Emblema da campanha de lançamento
O HANBIT-TLV foi projetado para testar as tecnologias de lançamento desenvolvidas pela Innospace, que anunciou anteriormente que o foguete tem 16,30 metros de comprimento, formato clindrico em toda a sua extensão, com um metro de diâmetro, e massa de decolagem de 9.200 kg (segundo a FAB, o foguete mede 16,5 metros e pesa 8.400 kg).Seu motor é equipado com bombas elétricas para alimentar para um sistema híbrido de propelentes – o chamado HRE (Hybrid Rocket Engine), funcionando a oxigênio líquido e um composto sólido de combustível baseado em parafinas.
Neste tipo de motor, o comburente (ou oxidante – o agente que permite que o combustivel queime) é um liquido, enquanto o combustivel a ser queimado é um composto sólido, que é combinado com o líquido injetado pela bomba dentro da própria camara onde está acondicionado (o chamado envelope motor), e entra em combustão mediante a fagulha ou a explosão de um ignitor. Os sul-coreanos querem realizar lançamentos de teste adicionais e iniciar voos comerciais em grande escala trinta vezes por ano com satélites reais a partir de 2023.
Foguete sendo retirado da carreta IRGA e sendo içado para instalação na mesa de lançamento
Este é um contraponto com os dois tipos tradicionais de motores-foguete: o motor liquido, que mistura dois ou tres fluidos numa camara de combustao separada, e o motor solido, que tem comburente e combustivel mesclados numa peça única de massa emborrachada – o ‘grão-propelente’ – e que não tem camara de combustão (a ‘camara’ é o próprio cilindro onde o grao-propelente está alojado). Já o estágio superior do Hanbit-Nano estará equipado com um motor híbrido de 3 toneladas-força, de acordo com a empresa sediada em Sejong.
Os mototes híbridos são raros no emprego em foguetes-lançadores (apenas a nave espacial SpaceShipTwo da Virgin Galactic utiliza um motor deste tipo, que apesar de apresentar segurança e relativa simplicidade de operação e manuseio, é deficiente em empuxo bruto. Enquanto os motores de propelentes solidos não podem ser parados uma vez que sejam acesos, os motores hibridos tem a vantagem de permitirem regulagem de aceleração e desligamento, uma vez que basta diminuir o giro da bomba ou cortá-lo para desligar o motor.
“A INNOSPACE está muito orgulhosa de todo o trabalho realizado até aqui, pois foram muitos meses de estudo, planejamento e preparo das equipes. Essa Operação será marcada pela sinergia, esforço e pioneirismo. Entraremos para a história do Programa Espacial”, comentou o Diretor de Negócios da INNOSPACE do Brasil, Élcio Jeronimo de Oliveira.
Foguete Hanbit-TLV
A carga útil brasileira e o conceito ‘New Space’
O SISNAV (‘sistema de navegação inercial’) é um experimento tecnológico essencial para a navegação automática de foguetes, que permitirá ao Brasil ser independente no desenvolvimento de foguetes-portadores de tamanhos variados. O Projeto SISNAV faz parte do Sistema de Navegação e Controle (SISNAC), projetado para o Veículo Lançador de Microssatélites (VLM) da FAB, para a colocação de cargas de pequeno porte em órbita terrestre baixa e que acabou por fazer parte do chamado conceito “New Space”. Os sistemas de navegação inercial são autônomos após a decolagem, não dependem da conectividade via satélite. Além disso, são resistentes a interferências e enganos de radar, pois são autossuficientes. Equipados com unidades de medição inercial (IMUs) usam giroscópios e acelerômetros para detectar rotação e aceleração. Eles podem ser usados em qualquer aplicação em que seja importante medir e compensar com precisão vibração e movimento.
“New Space” é o nome com que se convencionou chamar as iniciativas de lançamento e operação de satelites e espaçonaves usando tecnologias avançadas, com exploração de aparelhos de geralmente pequeno tamanho, simplicidade de construção e controle, e participação de empresas privadas controlando todo o processo de satelização de cargas, desde a construção do lançador até a colocação da nave em órbita. Apesar do nome, “New Space” é um conceito antigo, que tem suas raízes no primeiro foguete totalmente comercial do mundo, o Conestoga americano dos anos 1980. Ao contrário de explorar satélites de grande tamanho e longa vida útil, os partidários do “New Space” alardeiam as vantagens de preço e acessibilidade de satélites menores, com vida útil limitada. As empresas de grande porte, comprometidas em atividades de larga escala, porém, passam longe desta filosofia – seus satélites de comunicação e sensoriamento remoto ainda são dimensionados para longos periodos de atividade e para prover um volume grande de dados – para isto precisam de grandes recursos de eletricidade e de reservas de propelentes – para garantir vidas uteis de cerca de 15 anos, permitindo maior retorno financeiro frente os investimentos. A miniaturização é concentrada nos eletronicos e a economia de massa se concentra em materiais estruturais mais leves e mecanismos de extensão de apêndices com um mínimo de partes móveis. Para iniciativas modestas, como satélites de estudantes, pequenas plataformas espaciais para comercialização de imagens para uso em agricultura e ensaios técnicos, porém, essa abordagem simplista funciona bem. Outro aspecto beneficiado pelo conceito é a padronização de tamanhos (os chamados “U”, de ‘unidade’ para os cubesats – satélite em forma de cubo de 10 x 10 cm), cujo tamanho universalmente aceito facilita a produção de cargas uteis a serem instaladas em seu interior, bem como facilita o projeto dos ‘dispensadores’ – os mecanismos responsaveis por ejetar o satélite no espaço. Cubesats podem ser lançados solitariamente ou em grupos, frequentemente de carona em lançamentos de satélites maiores.
Tamanhos aproximados do VLS brasileiro dos anos 90 e do coreano Hanbit TLV. Tivesse o VLS evoluído das etapas de voo de teste, o país teria um lançador mais possante e com maior capacidade de carga do que o veículo que usará o polígono de lançamento do nordeste
Um longo ciclo de desenvolvimento
Em 2007, o Governo Brasileiro firmou parceria entre a Defesa (MD) e a Ciência & Ministérios de Tecnologia (MCT) a fim de fomentar o desenvolvimento, a sinergia e a inovação em tecnologia áreas. De acordo com o plano de ação do MCT, esse programa de abrangência nacional visava aliar as necessidades de defesa com crescimento industrial, sendo composta pelas seguintes atividades: Suporte de infraestrutura para instituições científicas e tecnológicas por meio do estabelecimento de redes de laboratórios rumo à certificação; reforço da formação através da qualificação de recursos humanos e agregação local em áreas estratégicas; alocação de recursos financeiros por meio de fundos setoriais; estímulo à parceria entre organizações militares, institutos civis e universidades, e excelência centros da indústria.
Algumas das aplicações visadas no plano que englobou o SISNAV foram: veículo lançador VLS-1, plataformas e aeronaves suborbitais (Ministério da Defesa/DCTA) e satélites (Ministério da Ciência e Tecnologia/INPE). O ex-chefe do Grupo de Controle do DCTA/IAE, Fausto O. Ramos, cita que o Dr. Waldemar de Castro (ex-pesquisador do DCTA, hoje aposentado), o embrião do SIA surgiu em 2002, com o Projeto SISNAV. O SISNAV visava fornecer um sistema inercial ao veículo lançador VLS-1. No entanto, naquela época não havia recursos suficientes para levar adiante a iniciativa. Então, em 2004, o Brigadeiro Thiago Ribeiro (outro apoiador do SISNAV) fez uma proposta ao DEPED (hoje DCTA ), referente a um apoio financeiro ao desenvolvimento de sistemas inerciais, o que foi conseguido em 2005 por meio de fundos setoriais de defesa.
Ramos continua explicando que a confluência de atividades formou, entre outras iniciativas, o Projeto SIA (Sistemas Inerciais para Aplicação Aeroespacial), com orçamento de R$ 40,64 milhões (cerca de US$ 20 milhões em 2007). O principal objetivo do Projeto SIA é desenvolver e integrar protótipos de Sistemas de Navegação Inercial (INS) para aplicações aeroespaciais, com participação da indústria nacional. O processo teve continuidade em 2006, com consulta ao MD sobre temas prioritários para subvenções (destinadas a empresas privadas do segmento de defesa). Por fim, o SIA nasceu formalmente em 2007, beneficiando não só o SISNAV, mas muitos outros projetos relacionados a sistemas inerciais, desenvolvidos por instituições governamentais (MD/DCTA/IAE, ITA e IEAv, e MCT/INPE) e empresas privadas (OPTSENSYS, NAVCON e MECTRON, para citar alguns).
Plataforma SISNAV
Em 2002, o objetivo do SISNAV era substituir o sistema inercial VLS-1, fornecido pela Rússia, composto por uma plataforma inercial basculada, DTGs (Dinamically Tuned Gyros) e um computador, por um INS brasileiro, projetado e desenvolvido pelo DCTA/IAE. O objetivo era claro: atualizar a tecnologia de sensores (plataforma tipo strapdown, FOGs – Fiber Optic Gyros, acelerômetros e um computador moderno) e evitar o embargo comercial. Em relação ao FOG, suas pesquisas começaram no DCTA/IEAv na década de 80. As principais dificuldades enfrentadas pela equipe de projeto foram relacionadas à redução do desvio de longo prazo, à linearização e estabilização do fator de escala, ao aumento da largura de banda dinâmica e à redução do ruído de detecção.
Além disso, outras dificuldades também estavam presentes ao lidar com as restrições de aplicações (por exemplo, foguetes de sondagem): ambiente dinâmico, tempo de voo, consumo elétrico, dissipação térmica, massa e volume, largura de banda dinâmica e resoluçãok. Superando tais dificuldades, em 1998 um protótipo FOG (Fig. 1) foi testado com sucesso durante o vôo de um foguete de sondagem VS-30 (fornecido pelo MD/DCTA).
Foram efetuados mais testes de voo, agora com a empresa OPTSENSYS a incumbir de produzir os FOGs; A equipe do SISNAV optou por desenvolver apenas a interface eletrônica dos acelerômetros. Assim, a pedido do DCTA/IAE, em 2002, a empresa NAVCON enviou uma proposta para projetar, produzir e testar uma unidade de digitalização, baseada em conversores V/F (Voltage-to-Frequency). Os componentes eletrônicos foram embalados em uma placa de fator de forma PC-104. Em relação ao computador da plataforma SISNAV, também é importante mencionar a marca PC-104. Estando pronto para uso, foi uma escolha natural construir e integrar processador, placa V/F (interface de acelerômetro) de forma fácil e rápida, canais seriais (para FOGs), interfaces A/D e I/O adicionais e assim por diante. O sistema a bordo do veículo VS-30 para a Operação Cumã II foi construído com essa arquitetura.
Desde o início do SISNAV, seus componentes individuais foram desenvolvidos e testados individualmente. Então, em 2008, uma configuração integrada do SISNAV (denominada CSM)p foi concebida pelo DCTA/IAE. O CSM foi proposto como experimento da Missão Maracati II (2010), sendo composto por:
um computador de plataforma (placa PC-104);
uma interface de digitalização do acelerômetro (placa PC-104 V/F);
três acelerômetros;
quatro FOGs brasileiros, com parte de seus componentes eletrônicos alojados separadamente;
um suporte físico ao qual são fixados os sensores;
linhas de controle de solo e canais de comunicação de telemetria;
uma bateria dedicada.
A participação do CSM na Maracati II foi posteriormente cancelada, mas sua arquitetura concebida foi adaptada e produzida pela mesma equipe do DCTA/IAE, para dois testes de solo16, denominados Operação Parque I (2010) e Operação Parque II (2011). Uma montanha-russa foi utilizada para avaliações de desempenho.
Os FOGs utilizados em ambos os testes eram de prateleira (fornecedor internacional), pois seria mais fácil verificar o conceito e os algoritmos do SISNAV independentemente do desenvolvimento do FOG; A configuração FOG tetraédrica do Parque I foi substituída por uma triédrica no Parque II; Um segundo sistema foi adicionado à Operação Parque II, além do sistema SISNAV original; esse novo sistema foi construído em torno de um INS de prateleira, auxiliado por GPS, cujas medições poderiam ser comparadas com as do SISNAV.
Um desenvolvimento paralelo de um computador de plataforma dedicado também foi iniciado na época. Em 2010, o DCTA/IAE especificou os requisitos para o ProcSISNAV (Processador do SISNAV), o que resultou em um contrato com a empresa MECTRON. Este processador agregaria as principais funções da arquitetura anterior do PC-104, com maior robustez. O motivo foi a conformidade com o ambiente hostil de um veículo de lançamento (VLS-1) e outras aplicações aeroespaciais correlatas. Atrelado ao desenvolvimento do ProcSISNAV, o FOG brasileiro também seguia seu ritmo. As equipas OPTSENSYS e DCTA/IAE redefiniram a configuração do sensor, de forma a que toda a eletrónica necessária fosse então incorporada no próprio FOG, reduzindo a massa e as ligações elétricas/óticas. Não é tão bom para desempenho, mas muito bom para um sistema integrado de um aplicativo aeroespacial.
O restante da eletrônica do FOG era apenas sua fonte de alimentação, que poderia até migrar para o ProcSISNAV. Já se podia vislumbrar outro benefício do Projeto SIA para o SISNAV: a infraestrutura. A inauguração, em fevereiro de 2011, do Laboratório de Identificação, Controle e Simulação ampliou consideravelmente os antigos recursos do DCTA/IAE para testes e simulação de sistemas e sensores inerciais. Esta instalação compreende várias mesas de três e dois eixos para testes dinâmicos e ambientais (térmico, vácuo e aceleração). Além disso, existem configurações para identificação de atuadores, caracterização de acelerômetros e testes de plataformas de controle de atitude (mesa de rolamentos de ar).
Existe ainda uma configuração para identificação estrutural (flexão, torção e sloshing). Finalmente, com o ambiente LabView, pode-se ir desde a simples caracterização do sensor até complexas simulações de Hardware-In-The-Loop em tempo real. Um segundo laboratório do DCTA/IAE foi inaugurado em julho de 2013, denominado LabSIA. Esta instalação tem dupla finalidade: enrolamento de fibra ótica e integração do FOG; e um ambiente de desenvolvimento e teste MCT/INPE para o SISCAO (Sistema de Controle de Atitude e Órbita para Plataformas Orbitais), integrando projetos SIA adicionais: computador de bordo (CBPO), unidade FOG tetraédrica (BGPO), simulador de controle (DVT) e software (SCPO, sensor estelar, SES) e equipamentos de apoio para testes e simulação (EAPO).
Um mercado emergente para pequenos satélites
Mesmo que o ‘new space’ se concentre em satelites pequenos e de pouca capacidade e longevidade, há um mercado emergente para a tecnologia. A Innospace entrou no setor aeroespacial junto com outras startups aproveitando a tendência de lançamento de satélites ‘pequeno’ e de ‘curto prazo’. Segundo a empresa de pesquisa de mercado Euro Consult, o número de satélites lançados nos últimos 10 anos foi de cerca de 1.500, enquanto o número satélites (peso inferior a 500 kg) a serem lançados até 2028 é estimado em 8.500. A demanda por pequenos satélites para comunicação e observação está aumentando rapidamente em todo o mundo. Analisa-se que 80% dos satélites a serem lançados no futuro serão pequenos. Esperava-se que apenas um nicho desse mercado quase dobre de 2,3 milhoes de dolares em 2020 para US$ 4,2 milhões em 2027. O tamanho acumulado 2020 e 2027 chegará a 28 milhões de dolares.
Segmentos do foguete acondicionados no hangar
Segundo o Diretor do CLA, Coronel Engenheiro Fernando Benitez Leal, “ a trajetória do veículo não passará por áreas habitadas e os pontos de impacto do propelente e da carga útil, no Oceano Atlântico, ocorrerão a mais de 50 km da costa, não oferecendo perigo à população ou prejuízos ambientais.” “A área de impacto será interditada para navegação por meio de aviso aos navegantes e notificações para as aeronaves (NOTAMs e NOTMARs), evitando assim o sobrevoo e navegação. Além disso, a FAB também prestará suporte com aeronaves de patrulha, desenvolvendo um trabalho de esclarecimento da área de impacto para certificar que não exista nenhuma embarcação em risco. A Marinha do Brasil e a Força Aérea, por meio do CLA, também orientarão os pescadores das vilas próximas, bem como as naves que transitam no porto, sobre a operação. Toda e qualquer atividade relacionada ao lançamento (desabastecimento do lançador, preparação, montagem e testes do veículo, bem como seu lançamento) será executada de acordo com normas internacionais de segurança, como descrito no Manual de Segurança Operacional do Centro e com planos de emergência associados”.
Além do IAE, outros institutos do DCTA também foram envolvidos na missão, como o Instituto de Fomento e Coordenação Industrial (IFI), responsável pela análise da conformidade do veículo às regras de operação definidas pelo Regulamento Espacial Brasileiro, além da conferência de todos os elementos importantes do projeto, de modo a garantir a segurança operacional em solo e segurança de voo (trajetória e dispersão do ponto de impacto) sem a ocorrência de danos.
Blocos do lançador chegando de caminhão ao trajeto até Alcântara
A aposta dos coreanos na tecnologia híbrida
Esquema de motor-foguete de propulsão híbrida
A Innospace escolheu um combustível sólido que classifica como “eficaz” misturando cera de parafina pura e LDPE (baixa densidade polietileno). Os combustíveis misturados parafina-LDPE podem ter muitas vantagens em comparação com os combustíveis típicos à base de parafina metalizada. O fato de que tanto a cera de parafina (alcano) quanto o LDPE (alceno) são séries de materiais homólogos, misturados o combustível pode ser considerado como um material uniforme e, portanto, o assentamento do material adicionado durante o processo de fabricação, ocorrência de instabilidade de combustão e de sensibilidade à pressão da câmara provocada pelo material metálico adicionado pode ser evitado. Além disso, os combustíveis misturados parafina-LDPE podem melhorar a resistência mecânica e a combustão eficiência dos combustíveis de parafina pura, uma vez que a solidez do combustível misturado é maior do que a própria parafina. Neste estudo, combustíveis misturados parafina-LDPE com dois tipos de proporção de mistura foram fabricados e básicos investigações experimentais foram realizadas para analisar a aplicabilidade do combustível misturado parafina-LDPE para motores híbridos de foguete. A taxa de regressão, a velocidade característica e os dados do espectro de pressão da câmara da mistura de combustíveis parafínicos compostos são estudados em comparação com combustível parafínico puro, combustível high-density polyethylene, ou polietileno de alta densidade (HDPE) puro, combustível low density polyethylene, polietileno de baixa densidade (LDPE) puro e HTPB (polibutadieno terminado em hidroxila, hydroxyl–terminated polybutadiene) puro.
A tecnologia de propulsão de foguetes híbridos tem sido exaustivamente testada durante as últimas oito décadas ; no entanto, suas desvantagens impediram seu desenvolvimento completo por muito tempo. Nos últimos anos, um interesse renovado por esta tecnologia foi desencadeado por dois fatores principais: os avanços na melhoria do desempenho, e uma maior preocupação com questões ambientais e de segurança. Apesar da enorme quantidade de investigações realizadas nas últimas décadas, os esforços de melhoria da tecnologia híbrida ainda enfrentam uma série de problemas como instabilidades de combustão e baixos valores de taxa de regressão.
Foguete Hanbit-Nano
Flutuações de aceleração em sistemas de propulsão híbridos geralmente não são catastróficas, mas podem impedir o uso de hh:E em missões tripuladas ou em missões envolvendo carga útil pesada, que podem ser danificadas pelo estresse mecânico gerado pelo funcionamento do motor. A principal desvantagem do hh:E são os baixos valores da taxa de regressão, ou seja, a baixa taxa de consumo do combustível sólido, devido à estrutura do jato de saída da tubeira do hh:E. Ou seja, a separação física entre o combustível sólido e o oxidante gasoso/líquido que flui sobre sua superfície resulta em uma chama de difusão na camada limite, em vez de uma chama pré-misturada como é típica nois motores sólidos puros.
O processo de combustão é sustentado pela pirólise da massa de combustível e feedback de calor, devido à convecção e radiação, da chama para a superfície do combustível. Uma camada limite reativa bloqueada é estabelecida na superfície do grão-propelente. As chamas de difusão são governadas pela dinâmica dos fluidos (escala de tempo de mistura) em vez da cinética química, resultando assim em taxas de regressão mais baixas.
Além disso, a menor eficiência de combustão alcançada ao usar combustíveis à base de parafina resulta em menor desempenho do motor em termos de empuxo e impulso específico. Como consequência da estrutura de chama do hh:E, os fenômenos físicos interdependentes envolvidos nesse tipo de propulsão são extremamente complexos. O fluxo na câmara de combustão é turbulento, multifásico, multiespécie e reage quimicamente com fluxo de calor convectivo e condutivo acoplado, fluxo de calor radiativo devido ao fluxo bifásico, troca térmica devido a reações químicas e efeito de bloqueio da camada limite para alimentar a pirólise de massa. Devido a essa complexidade, muitas tecnologias para aumentar a taxa de regressão são ainda experimentais. Várias tentativas foram feitas nas últimas décadas para aumentar a taxa de regressão de combustível usando uma abordagem física (ou seja, combustíveis à base de parafina, fluxos em turbilhão, grãos de combustível multi-porta), e mais recentemente, ou uma abordagem química (ou seja, uso de aditivos de alta energia, como nano-metais, hidretos metálicos).
Perfil de voo orbital proposto para o Hanbit-Nano
A Innospace tem um local teste em Geumsan-gun, na provincia no Sul de Chungcheong. Lá, a empresa testou um motor de foguete híbrido de 5 toneladas-força, seguido de um 15 toneladas-força, cujos testes começaram em abril do ano passado. Os projetos prosseguiram com o foguete de 15 toneladas de massa para nanossatélites; para 2023, projetam um foguete com quatro motores de 15 toneladas-força de empuxo na primeira estágio e um motor de 6 toneladas na segunda estágio; A partir de 2025, um novo lançador com sete motores de 15 toneladas na primeira estágio, quatro no segundo estágio e seis no terceiro. O objetivo é dominar o mercado de pequenos veículos lançadores fazendo um miniveículo com maior empuxo usando os desenhos anteriores como base. Em particular, o veículo de lançamento híbrido da Innospace usa mais combustível sólido de alto desempenho e reduz os custos de fabricação ao desenvolver uma bomba elétrica que conecta o combustível e o oxidante em comparação com seus quatro principais concorrentes nos EUA, Austrália, Noruega e Alemanha. A Rocket Crafters dos EUA, a Gilmour Space Technologies da Austrália e a Nammo da Noruega, que estão desenvolvendo foguetes híbridos, usam combustível sólido à base de polímeros de baixo desempenho. O bombeamento do oxidante é um sistema de pressurização a gás usado em alguns foguetes líquidos, cuja potência é limitada (um gás é usado para empurrar o oxidante para dentro da câmara onde está o agente combustivel).
A Hylmpulse da Alemanha usa combustível sólido de alto desempenho, mas usa uma bomba com um gerador de gás para injetar o comburente na câmara de propelente sólido. Em comparação com essas empresas, a Innospace é avaliada como um passo à frente em tecnologia ao usar combustível sólido de alto desempenho e a bomba de motor elétrico.
A Innospace
A Innospace foi estabelecida em setembro de 2017, e vem desenvolvendo tecnologias de foguetes híbridos pela primeira vez na Coréia. Kim Soo-jong, CEO, disse: “Usar uma bomba elétrica incementará as vantagens dos foguetes híbridos, como estrutura simplificada e baixo custo de fabricação.” “Nossa bomba é compacta e pode ser operada com eficiência. Concluímos o registro da patente e estamos em processo de solicitação no exterior.” O CEO Kim Soo-jong está determinado a ser um caso de sucesso no campo aeroespacial. Ele diz: “O campo de foguetes coreanos é muito deficiente. Há também uma proposta de investimento do exterior, mas quero mostrar aos meus juniores o caso de ‘comercialização bem-sucedida com um foguete na Coréia’ como uma segunda melhor solução.” A empresa levantou US$ 27,76 milhões por meio de três rodadas de financiamento: US$ 1,2 milhão em uma rodada inicial encerrada em outubro de 2019, US$ 6,6 milhões na Série A em janeiro de 2021 e US$ 19,7 milhões na Série B em julho de 2021. Os principais investidores incluem a empresa de capital de risco da Coréia do Sul, Kolon Investment, a Company K Partners, a Intervest e o fabricante de materiais automotivos Kolon Glotech. Além isso, a Innospace assinou um memorando de entendimento com o norueguês Andøya Space em janeiro para lançar seus foguetes em órbitas polares.
Outros foguetes, como o Electron da RocketLab e o Astra Rocket da Astra Space, usam bombas elétricas funcionando a bateria, mas seus motores são totalmente movidos a propelentes líquidos (LOX e querosene).
A Innospace também possui tecnologia para fabricar combustível sólido diretamente na fábrica. Está equipada com uma instalação de 50 litros que pode produzir combustível em escalas de 50 kg, bem como uma planta de produção e processamento de 1.200 litros que pode fabricar combustível para o motor de 15 toneladas. A empresa possui a receita de composição para combinações de combustíveis sólidos, mas não registrou uma patente. Isso porque quando uma patente é registrada, há um alto risco de vazamento de tecnologia para o exterior. Em vez disso, mantém sua autoridade independente por meio de um sistema de custódia (armazenamento) de tecnologia. O local de teste de combustão em Geumsan, província de Chungcheong do Sul, pode ensaiar motores de até 20 toneladas de empuxo. Depois de concluir os testes de empuxo usando motores em bancada de 1-3 toneladas e 5 toneladas, os testes dos motores de 15 toneladas tiveram patrociono de empresas de defesa coreanas como Hanwha e LIG Nex1.
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A SpaceX lança hoje, sábado, 17 de dezembro de 2022, o seu foguete Falcon9 v1.2 FT Block 5 nº B1058.15 com cinquenta e quatro satélites Starlink V1.5 do Grupo 4-37 para órbita-alvo de 500 km, 53.2° de inclinação a partir do Complexo de Lançamento 39A no Centro Espacial Kennedy, na Flórida. A janela instantânea abre às 16:32 ET (21:32 UTC, 18:32 de Brasília). O ‘core’ do primeiro estágio desta missão lançou anteriormente a Crew Demo-2, ANASIS-II, CRS-21, Transporter-1, Transporter-3 e nove outros lotes Starlink. Após a separação, o primeiro estágio B1058.15 pousará na balsa-drone Just Read the Instructions, que está estacionada no Oceano Atlântico a 540 km, rebocada pelo navio de apoio Doug, que fará a recupração das conchas da carenagem no oceano. O segundo estágio do foguete reentrará no Oceano Pacífico próximo à costa da Austrália. O Falcon 9 deverá ter um peso de decolagem de 568.478 kg.
Live do lançamento no Canal do Homem do Espaço
O foguete F9 B1063.8 deverá ter uma massa na decolagem de 568.478 kg
Starlinks
O lote de satélites é denominado Group 4-37, e faz parte da “concha” (shell) 4; os satélites serão primeiro liberados em grupo em órbita inicial de 336 x 232 km, inclinada em 53,22 graus em relação ao equador.
Mais de dois mil satélites Starlink estão atualmente em órbita, cerca de metade da rede planejada de primeira geração de 4.408 unidades. Os satélites serão distribuídos em cinco “conchas” orbitais diferentes em diferentes altitudes e inclinações. A SpaceX pretende lançar até 42 mil satélites. A rede transmite sinais de internet de alta velocidade e baixa latência em todo o mundo, alcançando consumidores, comunidades carentes e outros usuários em potencial, como os militares dos EUA. A empresa diz que a rede já está disponível para consumidores em 32 países.
resumo da campanha de lançamento
CONTAGEM REGRESSIVA Evento hh:min:ss:
00:38:00 Diretor de Lançamento da SpaceX aprova a carga de propelente
00:35:00 Começa o abastecimento do RP-1 (querosene)
00:35:00 Começa o abastecimento do 1º estágio com LOX (oxigênio líquido)
00:16:00 Início do abastecimento de LOX de 2º estágio
00:07:00 Começa o resfriamento do motor antes do lançamento (chilldown)
00:01:00 Computador faz as verificações finais de pré-lançamento
00:01:00 Começa a pressurização dos tanques para a pressão de vôo
00:00:45 Diretor de Lançamento verifica a prontidão do lançamento
00:00:03 O controlador comanda a sequência para decolagem
00:00:00 Decolagem do Falcon 9
Cada satélite Starlink v.15 com link de laser inter-satélite, tem massa de 307 kg
Lançamento, aterrissagem do ‘core’ e liberação da carga útil Todos os tempos aproximados Evento hh:min:ss:
00:01:12 Max Q (momento de máximo de tensão mecânica no foguete)
00:02:27 Corte dos motores principais do 1° estágio (MECO)
00:02:31 1° e 2° estágios separados
00:02:38 Ignição do motor do 2º estágio
00:02:42 Liberação da carenagem
00:06:47 início da queima de reentrada do 1° estágio
00:07:06 Queima de reentrada do 1° estágio concluída
00:08:28 Início da queima de aterrissagem do 1º estágio
00:08:41 Corte do motor (SECO-1) do 2º estágio
00:08:49 Aterrissagem do 1° estágio
00:15:22 Liberação dos satélites Starlink
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Foguete foi lançado a partir de um dispositivo lançador modular. O CZ-11 usa um método de lançamento no qual ele é ejetado para fora do tubo lançador e acende seu motor no ar.
A China lançou ontem, 16 de dezembro de 2022 às 06:17 UTC (03:17 Brasilia), um foguete Longa Marcha 11 (CZ-11) n° Y12 carregando o satélite Shiyan-21, desenvolvido pela SAST de Shanghai, e que entrou em uma órbita de 474 x 493 km inclinada em 36,0 graus e período de 94,27 minutos. O foguete de combustivel sólido foi disparado de um lançador móvel a partir do espaçoporto de Xichang, na provícia de Sichan no sudeste da China.
O Shyian 21 (Shìyàn Ershíyī hào Wèixīng) é um satélite de teste de tecnologia. “Shiyan” um nome genérico usado em varios tipos de espaçonaves com funções diferentes.
O CZ-11 foi desenvolvido pela CALT (China Academy of Launch Vehicle Technology, ou CASC First Academy). Os motores de propelente sólido nos quatro estágios foram desenvolvidos pela AASPT (Academia de Tecnologia de Propulsão Sólida Aeroespacial ou CASC Fourth Academy). O desenvolvimento do CZ-11 começou por volta de 2005 e a produção em 2010. O foguete foi desenvolvido inicialmente como um projeto comercial financiado exclusivamente pela CASC e CALT, mas posteriormente ganhou patrocínio do estado em dezembro de 2012.
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Sistema de termorregulação perdeu líquido termorregulador
A nave Soyuz é composta por três compartimentos. O circuito do radiador está na parte branca do compartimento de montagem instrumentos PAO; O veículo de descida (ou cápsula) é a parte que retorna à Terra com a tripulação. O compartimento de habitação BO é usado para levar cargas, abrigar o banheiro e servir de área extra.
O vazamento encontrado no sistema de resfriamento da espaçonave Soyuz MS-22 foi atribuído pela Roskosmos a impacto de um meteorito. Como o especialista em tecnologia espacial Vitaly Yegorov comentou em mídias sociais, a probabilidade o dano ter sido causado por meteorito é muito pequena e todas as falhas anteriores na ISS foram associadas a problemas internos. Ele também citou possíveis opções para o retorno seguro da tripulação para casa nesta situação. A nave Soyuz MS-22 foi lançada em setembro passado com os dois russos (Sergey Prokopyev e Dmitri Petelin) e um americano (Franco Rubio), e está acoplada no módulo Rassvet. A bordo da ISS, além de Prokopyev, Rubio e Petelin, estão a cosmonauta Anna Kikina, os astronautas da NASA Josh Kassada, Nicole Mann e o astronauta do Japão, Koichi Wakata.
A Roskosmos afirma que o dano foi devido ao impacto de meteorito ou detritos espaciais. Como resultado da ruptura do compartimento de montagem de instrumentos “PAO”, o líquido isopropano LZ-TK2 refrigerante vazou, atraves de um orifício no radiador externo da Soyuz. O compartimento de instrumentos e montagem é um módulo que não é habitado e, portanto, tal dano não representa uma ameaça direta à tripulação. A tarefa principal agora é manter a temperatura desejada neste compartimento para que o propelente não superaqueça ou congele.
Imagem da NASA mostrando o jato de líquido atrás da Soyuz, vista do lado do segmento americano
A temperatura do ar no volume do compartimento de habitação (BO) e na cabine (SA) estão na faixa de 18-25°C (com possível diminuição para 10°C e aumento para 30°C em até três horas por dia); a umidade relativa do ar está na faixa de 20-80%, sendo possível aumentar a umidade em até 90% no mesmo período); Já a temperatura do gás no compartimento de instrumentos (PAO, onde o radiador foi atingido) e nos gabinetes de fiação e equipamentos do compartimento de aviônicos fica entre 0 e 40°С; enquanto que na seção de motores, a temperatura dos tanques, conjuntos e tubulações de propelentes no compartimento agregado e no compartimento de transição está dentro de 0 a 30 ° C (excluindo o aquecimento pontual e normal quando os motores DPO de ajuste estejam em funcionamento).
De acordo com informações preliminares da mídia oficial russa, na quinta-feira, 15 de dezembro de 2022, a nave sofreu um vazamento de liquido refrigerante pois “o revestimento externo do compartimento de montagem de instrumentos e equipamentos (priborno-aggregat otsek – PAO) da espaçonave foi danificado.” Este revestimento externo, um cilindro de alumínio e um tronco de cone pintados com tinta enamel branco-mate, é o suporte dos tubos do sistema de regulagem térmica da nave espacial, o SOTR, que funciona com 34 litros de líquido isopropano LZ-TK2 sendo circulados em serpentina a pressão 100 cm3/s, ou 0,5-2,0 kg/m2 em 360 a 1.470 mm Hg para manter a temperatura no interior do compartimento de propelentes e também na caixa hermética separada que contem os eletrônicos da espaçonave. Parte desse termorregulador é bombeado atraves de dois feixes de tubos para a parte da nave que é ocupada pelos cosmonautas – a cabine SA (veículo de descida, spusskaemi apparat) e o compartimento de habitação BO, bitovoy otsek.
“A causa do vazamento pode ser um impacto de micrometeorito entrando no radiador e suas possíveis consequências são mudanças no regime de temperatura da espaçonave Soyuz, no compartimento de montagem PAO”, disse Serguei Krikalev, diretor executivo da Roskosmos; agora os especialistas estão observando o equilíbrio térmico. “Não foram detectadas outras alterações nos parâmetros telemétricos da espaçonave, da estação ou dos segmentos russo ou americano, e nada ameaça os cosmonautas. O trabalho continua e também a análise do estado da nave”.
Diagrama simplificado mostrando como o sistema de regulagem circula o fluido pelos paineis radiadores do compartimento de intrumentos para manter a temperatura nos seus tanques de propelente, para controlar a caixa de aviônicos, para refrigerar a cabine ao centro (onde se pode ver um piloto no assento) e também para suprir o compartimento habitável redondo na frente da nave.
A estação tem proteção anti-meteorito, assim como na espaçonave Soyuz, mas que protege apenas a parte residencial, e o compartimento de instrumentos e montagem não é totalmente protegido, pois não como não é uma seção habitada acredita-se que se for atingida não seja tão perigoso como os compartimentos pressurizados habitaveis. Também na Estação Espacial Internacional quase todas as partes habitadas são protegidas, mas principalmente do lado “barlavento”. Nas fotos, a ISS parece uma estrutura amorfa com antenas e painéis solares que se projetam em direções diferentes, mas na verdade a estação tem ‘proa’ e ‘popa’. A seção de proa, que aponta na direção de movimento em órbita, é mais fortemente protegida. Existe um sistema de proteção – os escudos Whipple – compostos de várias camadas de alumínio espaçadas a uma curta distância, e podem conter um fragmento grande ou um meteorito de até 1 centímetro a uma velocidade de cerca de 8 km / s, a velocidade na qual os detritos espaciais podem voar.
Este é o compartimento instrumentos do PAO da Soyuz, com o gabinete selado contendo os eletronicos destacado em vermelho e a seção de tanques e motores, onde está o radiador, em azul
Ainda não se viram fotos detalhadas do local do vazamento, apenas imagens tiradas do manipulador americano Canadarm foram publicadas. Este manipulador não consegue filmar tudo, mas conseguiu ver que um jato de líquido realmente jorrando da Soyuz, mas do lado oposto – e de que lugar exatamente, não estava claro. Mais tarde a cosmonauta Anna Kikina usou o manioulador remoto ERA, instalado no módulo russo MLM Nauka, para filmar a nave, com sensores infravermelhos inclusive, e não foi notado mais o vazamento. Só por interesse científico, seria interessante procurar por um grande pedaço de entulho espacial (pelo menos um centímetro de diâmetro ) e esperava-se por fotos da Roskosmos para se pudesse ver com precisão o lugar e determinar se uma projetil natural foi a causa ou se é um defeito interno.
O braço robótico ERA foi usado para tentar ‘ver’ a fonte do vazamento
“Eu não descartaria um mau funcionamento interno simplesmente porque este sistema está sob pressão, a opção de algum tipo de entroncamento ou ruptura de alguma linha ou bomba é bem possível. É mais fácil culpar o meteorito, mas em quase todas as situações de emergência anteriores no espaço, ainda era o homem, não a natureza, a culpada. Você pode se lembrar do buraco na Soyuz MS-09, e lá também, a princípio eles disseram: “Talvez um micrometeorito.” E quando a NASA publicou imagens que mostram claramente o buraco de broca, a Roskosmos disse: “Bem, sim, foi um furo de dentro, aparentemente”. Se a NASA não tivesse publicado, eles ainda estariam falando sobre o meteorito. Não sabemos exatamente o que aconteceu, o que causou a quebra da linha de refrigerante, e vamos aguardar os resultados se a Roskosmos os tornar públicos.”
A Soyuz é uma espaçonave de sete toneladas e quase sete metros de comprimento. Seu primeiro lançamento foi em 1966 e desde então mais de 150 já foram lançadas.
É praticamente impossível reparar tais danos em órbita se for uma penetração com violação de várias camadas da camada de proteção EVTI e da tubulação. “Não existem tecnologias para simplesmente preparar, soldar e torcer com fita isolante. Não em nessa espaçonave, que é totalmente inadequada para tal trabalho no espaço – não há corrimãos, nem os elementos necessários para abrir anteparas. Tudo parece uma aposta e o refrigerante já escoou. Se consertarmos o duto, ainda haverá vácuo dentro dele, então não adianta . De qualquer forma, a próxima espaçonave, a Soyuz MS-23, já está sendo preparada em Baikonur, e pode ser lançada em modo não tripulado para que chegue à estação e a tripulação possa voltar para casa com segurança. Mas sugiro que trabalhem até o final da próxima expedição, para não desperdiçar a nave. Só que os astronautas teriam uma expedição não por seis meses, mas por um ano. É difícil, mas viável – tais prolongamentos de expedições já aconteceram.” – analisa Yegorov.
A opção mais extrema seria pedir ajuda aos americanos para enviar uma nave Crew Dragon da SpaceX, que poderia realizar essa missão de resgate. Elon Musk não recusaria, e talvez a NASA até pagasse por esta expedição, porque a tripulação inclui o americano Frank Rubio. A NASA certamente está interessada em seu retorno seguro e talvez pudesse pagar por um voo de emergência da Crew Dragon, mas a agência espacial russa fará de tudo para evitar esse cenário por razões políticas.
A opção mais arriscada e fácil é a tripulação embarcar agora e voar para casa. Não demora para se voltar do espaço – cerca de três horas – e os motores não precisam funcionar todo esse tempo, e a faixa de temperatura em que o combustível precisa ficar é fácil de manter no espaço porque o sol aquece o casco externo. O principal aqui é manter um equilíbrio entre resfriamento e aquecimento. Em princípio, a Soyuz pode fazer a reentrada e pousar dentro do prazo normal de três horas e meia (após o módulo de serviço PAO ser descartado, a cápsula SA tem seu próprio sistema térmico, funcionando com água, para regular a temperatura durante a descida).
“E, em geral, eu acho que eles (os engenheiros da Roskosmos) podem se dar ao luxo de correr esse risco. Não se sabe se os americanos vão concordar, mas eles confiam em nossos especialistas. Esse cenário é especialmente benéfico para a Roskosmos, porque esse compartimento queimará nas densas camadas da atmosfera, separando-se da cápsula de descida, e ninguém saberá o que realmente aconteceu nele. Mas tudo isso é suposição com vários cenários.”
A opção de usar a Soyuz MS-23
De fato, fontes oficiais russas mencionam que lançamento da Soyuz MS-23, previsto para 16 de março de 2023, pode ser adiantado: “Em conexão com o incidente na Soyuz MS-22, os especialistas da Roskosmos estão considerando a possibilidade de mudar o lançamento da Soyuz MS-23 para mais cedo”, disse um especialiasta russo à mídia oficial (a nave russa pode fazer todo o trabalho de aproximação para acoplagem automaticamente). Outra fonte observou que o vazamento, se continuado ou agravado, pode levar à falha dos instrumentos da nave, que poderá perder capacidade de se resfriar no lado exposto ao sol e congelar na sombra durante a órbita. Agora, os especialistas da agência espacial russa estão considerando “medidas para garantir um regime térmico aceitável para a operação dos instrumentos” (justamente o fornecimento de ar condicionado no compartimento pressurizado), bem como o desligamento do sistema de circulação da serpentina avariada e conferência do bom funcionamento da serpentina duplicada.
Como funciona o sistema de controle térmico
O SOTR consiste numa parte ativa, o sistema termoregulirovaniya STR (Sistema de controle térmico) e numa parte passiva, o sredstva passivnogo termoregulirovaniya SPTR (auxílios de ajuste térmico passivo). O STR é um sistema que inclui vários circuitos hidráulicos: Kontur zhilykh otsekov KZhO (circuito do módulo habitável), kontur navesnogo radiatora KNR (circuito do radiador anexado), kontur vodyanogo okhlazhdeniya (KVO) (circuito de refrigeração a água), promezhutochnyy kontur podogreva (PKP) (circuito de aquecimento intermediário) e kontur otkachki kondensata KOK (circuito de evacuação de condensado). O calor entra no circuito do trocador de calor, ZhZhT, e no circuto do líquido regulador KZhO que vai para os compartimentos dos cosmonautas. Além disso, circula na serpentina localizada no PAO, tanto pela circulação de nitrogênio pela unidade de liquefação GZhA, quanto pela radiação direta nas placas térmicas do cilindro e do cone. O compartimento de instrumentos, dependendo das condições, pode ser tanto um aquecedor quanto um refrigerador. A descarga de calor no espaço é realizada em um radiador frio externo (NKhR) por meio de radiação. O processo de descarga de calor é controlado pela troca de refrigerante entre a rede interna quente (VM) e a rede externa fria (NM) do circuito. Um regulador de fluxo de fluido (RRZh) é usado para organizar a distribuição do refrigerante entre os sistemas.
Esquema do sistema de controle térmico
As opções disponíveis
O sistema de termorregulação SOTR vazando não pode ser completado em órbita; seu fluido de isopropano é carregado durante o processo de abastecimento no predio de montagem e teste MIK no cosmódromo de Baikonur logo após o abastecimento do propelente; o sistema de termorregulação tem dois circuitos, e apenas um pode manter a espaçonave funcionando, caso a falha não esteja na tubulação antes da separação dos circuitos. Caso não se detecte nenhum outro problema, a MS-22 poderia ficar acoplada com ventilação interna fornecida pelo ar-condicionado do módulo MLM Nauka para evitar o congelamento de umidade no sistema de controle de movimento SUDN e dentro do painel de controle de Neptune ME, para permitir que os cosmonautas disparem os motores de ajuste DPOs ou motor principal SKD para o controle da ISS – mas já existe uma nave de carga Progress MS acoplada na traseira do módulo Zvezda que cumpre esta função com mais eficiencia. Isso também evita danos ao sistema de computador da cabine e ao circuito eletrico (lampadas, ventiladores etc).
Visao da espaçonave no lado em que está o vazamento
Há 40 anos, em 1979, a nave de transporte Soyuz 32, que estava acoplada na estação orbital Salyut 6 com os cosmonautas Vladimir Lyakhov e Valery Ryumin, foi considerada “insegura” para reentrada devido a uma possível falha do motor principal depois que a nave-visitante Soyuz 33 (com uma tripulação internacional soviético-búlgara) apresentou defeito no seu motor; A missão de visita seguinte (URSS-Hungria), foi cancelada e no seu lugar a nave Soyuz 34 foi enviada sem tripulação, com motores revisados, acoplada automaticamente à Salyut e finalmente trouxe Lyakhov e Ryumin de volta normalmente em agosto daquele ano após um recorde de 175 dias voo na Salyut 6. (A Soyuz 32, com os motores ‘suspeitos’, foi desacoplada em modo automatico e voltou à Terra desocupada, pousando normalmente).
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Falcon 9 n° B1058.15 colocará 54 satélites em órbita
Perfil de decolagem
A SpaceX marcou para amanhã, sábado, 17 de dezembro de 2022, o lançamento do seu foguete-portador Falcon9 v1.2 FT Block 5 nº B1058.15 com cinquenta e quatro satélites Starlink V1.5 do Grupo 4-37 para a órbita baixa (500 km, 53.2° de inclinação) a partir do Complexo de Lançamento 39A (LC-39A) no Centro Espacial Kennedy, na Flórida. A janela de lançamento instantâneo é às 16:32 ET (21:32 UTC, 18:32 de Brasília). O ‘core’ do primeiro estágio que desta missão lançou anteriormente a Crew Demo-2, ANASIS-II, CRS-21, Transporter-1, Transporter-3 e nove outros lotes Starlink. Após a separação, o primeiro estágio B1058.15 pousará no balsa-drone Just Read the Instructions, que ficará estacionada no Oceano Atlântico. O foguete deverá ter um peso de decolagem de 568.478 kg.
As conchas da carenagem de cabeça serão recuperadas no mar. O segundo estágio do foguete reentrará no Oceano Pacífico próximo à costa da Austrália.
Live do lançamento no Canal do Homem do Espaço
O foguete F9 B1063.8 deverá ter uma massa na decolagem de 568.478 kg
Starlinks
O lote de satélites é denominado Group 4-37, e faz parte da “concha” (shell) 4; a órbita-alvo é circular, com 540 km, e os satélites serão primeiro liberados em grupo numa órbita inicia de 336 x 232 km, inclinada em 53,22 graus em relação ao equador.
Mais de dois mil satélites Starlink estão atualmente em órbita e funcionando, cerca de metade da rede planejada de primeira geração da SpaceX de 4.408 unidades. Os satélites serão distribuídos em cinco “conchas” orbitais diferentes em diferentes altitudes e inclinações. A SpaceX pretende lançar até 42 mil satélites. A rede transmite sinais de internet de alta velocidade e baixa latência em todo o mundo, alcançando consumidores, comunidades carentes e outros usuários em potencial, como os militares dos EUA. A SpaceX diz que a rede já está disponível para consumidores em 32 países.
CONTAGEM REGRESSIVA Evento hh:min:ss:
00:38:00 Diretor de Lançamento da SpaceX aprova a carga de propelente
00:35:00 Começa o abastecimento do RP-1 (querosene)
00:35:00 Começa o abastecimento do 1º estágio de LOX (oxigênio líquido)
00:16:00 Início do abastecimento de LOX de 2º estágio
00:07:00 começa a resfriar o motor antes do lançamento (chilldown)
00:01:00 Computador faz as verificações finais de pré-lançamento
00:01:00 Começa a pressurização dos tanques para a pressão de vôo
00:00:45 Diretor de Lançamento da SpaceX verifica o lançamento
00:00:03 O controlador comanda a sequência para decolagem
00:00:00 Decolagem do Falcon 9
Lançamento, aterrissagem do ‘core’ e liberação da carga útil Todos os tempos aproximados Evento hh:min:ss:
00:01:12 Max Q (momento de máximo de tensão mecânica no foguete)
00:02:27 Corte dos motores principais do 1° estágio (MECO)
00:02:31 1° e 2° estágios separados
00:02:38 Ignição do motor do 2º estágio
00:02:42 Liberação da carenagem
00:06:47 início da queima de reentrada do 1° estágio
00:07:06 Queima de reentrada do 1° estágio concluída
00:08:28 Início da queima de aterrissagem do 1º estágio
00:08:41 corte do motor (SECO-1) do 2º estágio
00:08:49 Aterrissagem do 1° estágio
00:15:22 Liberação dos satélites Starlink
Cada satélite Starlink v.15 com link de laser inter-satélite, tem massa de 307 kg
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‘O3b mPOWER’ 1 e 2 vão fornecer cobertura extensa e econômica para clientes
A SpaceX programou para sexta-feira, 16 de dezembro de 2022, o lançamento do Falcon 9 v1.2 FT Block 5 n° B1067.9 com dois satelites para a SES, os O3b mPOWER n° 1 e 2 para órbitas terrestres médias (circulares, 7.825 km, inclinadas em 0° e 70°) do Complexo de Lançamento Espacial 40 (SLC-40) na Estação da Força Espacial de Cabo Canaveral, na Flórida. A janela de lançamento de 87 minutos abre às 17:48 ET (22:48 UTC, 19:48 Brasilia), e uma oportunidade de reserva está disponível no sábado, dia 17, com a mesma janela. O modelo O3b mPower (O3b significa ‘other 3 billions’ – “os outros 3 bilhões”) foi projetado para oferecer “significativamente” mais capacidade do que a atual rede O3b de baixa latência da operadora na órbita média, que a operadora de frota diz ser necessária para atender à crescente demanda de clientes governamentais e de mobilidade, incluindo aviação e marítima.
O primeiro estágio core B1067.9 que desta missão lançou anteriormente as CRS-22, Crew-3, Turksat 5B, Crew-4, CRS-25, Eutelsat HOTBIRD 13G e um lote Starlink. Após a separação, o primeiro estágio pousará na balsa-drone A Shortfall of Gravitas, que está estacionada no Oceano Atlântico.
Campanha de lançamento
CONTAGEM REGRESSIVA
Evento hh:min:ss:
00:38:00 Diretor de Lançamento confere a prontidão para abastecimento de propelente
00:35:00 Começa o abastecimento do RP-1 (querosene)
00:35:00 Começa o abastecimento do 1º estágio de LOX (oxigênio líquido)
00:16:00 Início do abastecimento LOX de 2º estágio
00:07:00 Falcon 9 inicia o resfriamento dos motores (chilldown) antes do lançamento
00:01:00 Computador de vôo inicia as verificações finais de pré-lançamento
00:01:00 Começa a pressurização do tanque de propelente para a pressão de vôo
00:00:45 Diretor de Lançamento da SpaceX verifica o lançamento
00:00:03 O controlador comanda a sequência de ignição para iniciar
00:00:00 Decolagem do Falcon 9
LANÇAMENTO, ATERRISSAGEM E LIBERAÇÃO
Todos os tempos aproximados
Evento hh:min:ss:
00:01:12 Max Q (momento máximo de tensão mecânica no foguete)
00:02:33 Corte do motor principais do 1° estágio (MECO)
00:02:36 1° e 2° estágios separados
00:02:44 Ignição do motor do 2º estágio
00:03:22 Liberação da carenagem
00:06:33 Entrada do 1° estágio início da ignição
00:06:55 1ª estágio de ignição completa
00:08:03 Corte do motor de 2º estágio (SECO-1)
00:08:24 Início da ignição de aterrissagem do 1º estágio
00:08:47 Aterrissagem do 1° estágio
00:27:10 Ignição do motor do 2º estágio (SES-2)
00:27:43 Corte do motor 2º estágio (SECO-2)
01:49:52 Ignição do motor do 2º estágio (SES-3)
01:50:18 Corte do motor 2º estágio (SECO-3)
01:53:19 Liberação do primeiro satélite O3b mPOWER
02:00:19 Segundo satélite O3b mPOWER liberado
O sistema O3B mPOWER
A operadora britânica SES selecionou a SpaceX para lançar quatro satélites O3b mPOWER do seu sistema de comunicações de órbita terrestre média (MEO) de próxima geração. Assim como os sete unidades iniciais adquiridos, os quatro satélites adicionais serão lançados a bordo de foguetes Falcon 9 a partir de Cabo Canaveral. O sistema de comunicações compreende onze satélites de alto rendimento e baixa latência, bem como uma infraestrutura terrestre automatizada e baseada em inteligência. Construídos pela Boeing, cada satélite gerará milhares de feixes dinâmicos e pode oferecer serviços de conectividade que variam de 50 Mbps a vários gigabits por segundo para telecomunicações, de governos e instituições. A operadora anunciou anteriormente a Orange e a Carnival Cruises como seus primeiros clientes. O O3b mPOWER foi construído sobre o histórico da atual constelação O3b da operadora de vinte satélites na órbita. Hoje, o sistema O3b oferece serviços de comunicação de alto desempenho para clientes que operam em quase 50 países.
A concessão do órgão regulador americano FCC permite dimensionar exponencialmente a rede em resposta à crescente demanda por conectividade global de dados. As espaçonaves começaram a ser distribuídas em órbitas circulares equatoriais a 8.062 km de altitude ; período de 288 minutos ; Eram previstos oito satélites no início de 2013 ; Mais quatro satélites seguiriam logo depois.
Satélites O3b mPOWER
“O O3b mPOWER é a pedra angular de nossa rede multi-órbita, habilitada para nuvem e de alto desempenho que atenderá nossos clientes corporativos, de mobilidade e governamentais na próxima década, e estamos a apenas um ano de seu primeiro lançamento, disse Steve Collar, CEO da operadora. Temos uma parceria forte e de longa data com a SpaceX e estamos entusiasmados em adicionar os lançamentos de satélites adicionais que irão gerar maior rendimento, maior eficiência e substancialmente mais largura de banda para nossa rede líder do setor”.
A SES planeja lançar estes dois satélites O3b mPower em dezembro, seis em 2023 e três em 2024. Este serviço está programado para começar no próximo ano com seis satélites, mas a constelação de 11 unidades não será concluída até 2024. Os satélites são equipados com transponders de banda Ka, e são construídos sobre um chassi BSS-702X com dois painéis solares projetados pela subsidiária Spectrolab, e dispondo de baterias; sua vida útil é de dez anos e cada espaçonave pesa 1.700kg. São satélites de segunda geração melhorados para cuja construção a Boeing foi selecionada em setembro de 2017 para o primeiro lote de sete satélites. Em agosto de 2020, mais quatro foram encomendados. Os satélites tem 30.000 feixes totalmente moldáveis e orientáveis que podem ser deslocados e trocados em tempo real para se alinhar com o crescimento da demanda dos clientes. Os satélites apresentam um sistema de propulsão totalmente elétrico. Os satélites de segunda geração introduzirão uma segunda órbita com a mesma altitude, mas com inclinação de 70° para uma cobertura quase global. A constelação equatorial contará com até 24 satélites e o grupo em órbita inclinada com até dezesseis. Após o lançamento, levará aproximadamente cinco meses para que cada satélite O3b mPower se impulsione para sua órbita designada e um mês adicional para o comissionamento.
Rede O3b mPOWER em órbita média
A Boeing modificou a plataforma 702 e os painéis solares para suportar a forte radiação da órbita média e ao contrário de um satélite geoestacionário, onde o propelente tende a ser o fator limitante, a energia é o fator limitante para o ambiente de radiação. À medida que os satélites envelhecem, o sistema terrestre pode reconfigurá-los continuamente para que se degradem devagar com o tempo. Os satélites podem ser lançados em pares ou em trio devido ao seu tamanho e são muito menores que os satélites de comunicação geoestacionários tradicionais, mas maiores que a primeira geração de O3b construídos pela fabricante anterior, Thales Alenia Space.
Satélites no processamento
Em vez de depender de feixes fixos menores e maiores ou de uma constelação de órbita baixa cobrindo vastas regiões – sistemas vão ao extremo para atender à demanda de alta densidade – o sistema O3b mPOWER é equipado com feixes moldáveis que podem ser reposicionados com base em dados em tempo real dos terminais dos clientes da operadora, proporcionando uma “experiência superior ao usuário final”. A operadora, uma das maiores do mundo, buscou uma abordagem fundamentalmente diferente para suas comunicações via satélite. A empresa com sede em Luxemburgo queria integrar satélites com uma rede que pudesse reconfigurar dinamicamente a energia e a largura de banda para oferecer conexões semelhantes a fibra em qualquer lugar do mundo. Na época, a Boeing estava conduzindo pesquisa e desenvolvimento interno para casar tecnologias 5G terrestres com fabricação de semicondutores de alta precisão para criar painéis ‘‘phased array’’s integrados. Isso realmente se torna uma extensão do software de solo para oferecer flexibilidade completa em qualquer dimensão que a flexibilidade precise ser fornecida. Durante o desenvolvimento e fabricação mais de dez engenheiros da operadora trabalharam na fábrica de satélites da Boeing.
O chassi é o BSS-702X
Segundo a SES, cada satélite é capaz de oferecer vários terabits de taxa de transferência globalmente e pode ser dimensionado para dezenas de terabits ; tem flexibilidade o ‘beamforming’ inteligente que permite a capacidade de moldar, moderar, direcionar, deslocar e alternar feixes para personalizar e oferecer largura de banda virtualmente em qualquer lugar ; Proporciona cobertura mais de 30.000 feixes formados em todo o sistema oferecem cobertura incomparável de +/ 50 graus de latitude por quase 400 milhões de km², com cobertura global total possível através de planos inclinados ; É capaz de ser totalmente produtivo 100% do tempo – direcionando a largura de banda para os clientes, não para um território vazio. O O3b mPOWER introduz um novo conceito em endpoints de rede: os terminais de borda do cliente.
Reunindo antenas específicas de aplicativos, recursos de armazenamento, computação e roteamento, funções de rede virtualizada e rede inteligência em um sistema rápido e simples de instalar, o O3b mPOWER coloca serviços de dados de alto desempenho ao alcance de mais tipos de clientes e em mais lugares. A O3b Networks Lda. é a única constelação de pequenos satélites modernos atualmente operacional. A empresa foi adquirida pela SES em 2016. Os quatro satélites O3b de banda Ka mais recentes foram lançado para aumentar a constelação existente em março, elevando o número total de satélites para 16. A adição adicionou 38% a mais de capacidade em todo o mundo, ajudando para aumentar o mercado da O3b de +/ 45 para +/ 50 graus de latitude.
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Foguete Zhuque 2 decolou de Jiuquan com mais de dez satélites; segundo estágio sofreu pane
O Zhuque-2 decola da plataforma de Jiuquan
Os especialistas da empresa espacial chinesa Landspace fizeram ontem, 14 de dezembro de 2022, o primeiro teste em voo de um foguete de classe orbital movido a metano como combustível, largando na frente no emergente mercado de lançadores a ‘metalox’ (metano / oxigênio líquido), um par propelente que vem sendo apontado como uma tendência mundial em termos de eficiência e economia. O lançamento do ZQ-2 n° Y1, apesar de mal-sucedido (o segundo estágio teve falha no sistema de controle de atitude, impedindo que os satélites fossem colocados em órbita), marcou a primeira tentativa efetiva de lançamento de um foguete espacial especificamente dedicado a entrar em órbita, enquanto concorrentes diretos ou indiretos na nova tecnologia (como a SpaceX) conseguiram apenas curtos saltos em baixas altitudes.
“Às 08:30:25 UTC de 14 de dezembro de 2022, a China realizou a primeira missão de teste de voo do novo foguete transportador comercial privado Zhuque-2 a partir do Jiuquan Satellite Launch Center . Os motores principais do primeiro e segundo estágios funcionaram normalmente, mas o segundo estágio funcionou de forma anormal e a missão falhou. A causa específica está sendo analisada e investigada com mais detalhes”, declarou a LandSpace, que mais tarde emitiu uma declaração oficial confirmando o problema dos motores de controle de atitude do segundo estágio em T+300 segundos.
Supostamente estariam a bordo pelo menos onze satélites: Chuangxin-15 创新十五号 (Inovação n° 15), Xinjishu Test 新技术试验星 (Teste de Nova Tecnologia), Liangzi Weina 量子微纳卫星 (satélite quantum micro-nano), Guidao Daqi Midu 轨道大气密度卫星 (pesquisa de densidade atmosferica), Dianci Shuangxing 电磁双星 (pesquisa eletromagnética, possivelmente na ionosfera), e mais sete minisssatélites.
Se fosse bem-sucedido, seria o primeiro foguete de ignição de metano colocado em órbita. A Landspace está em uma corrida com os rivais americanos SpaceX e Relativity Space, que também esperam lançar foguetes de metano em breve. O metano é o principal componente do gás natural. Como combustível de foguete, é mais eficiente, mais fácil de produzir e mais ecológico do que os propelentes tradicionais, como o querosene refinado. Visto por muitos como o combustível para foguetes da próxima geração, o metano tem um impulso específico mais alto do que o querosene – o que significa a eficiência com que o motor pode transformar o propelente em impulso. Um impulso específico mais alto significa que menos propelente é necessário, por isso é mais barato lançar com ele. O metano também tem a vantagem de ser tecnicamente mais fácil de produzir do que refinar o querosene. Também poderia ser extraído e feito na Lua, em Marte e em muitos outros lugares do sistema solar. Alguns cientistas, por exemplo, propuseram que o regolito – rochas e poeira na superfície lunar que contém vestígios de carbono e hidrogênio – seja aquecido para produzir metano.
👀Leaked footage of the first launch of LANDSPACE's Zhuque-2 shows liftoff at ~08:30:25UTC on DEC.14. At the time of anomaly at ~T+300s, second stage main engine has been cut off and payload fairing has been jettisoned. https://t.co/fAyuoOkS1Apic.twitter.com/TBHEA5W0ji
O componente superior (segundo estágio e possivelmente a carenagem de cabeça e os satélites) atingiu 400 km de altitude, e 5,0 km/s, velocidade aquém dos 8 km/s necessários para a satelização de uma espaçonave.
O ZQ-2 é um foguete de grande porte, comparável ao Longa Marcha 2D
Um comentário atribuído a um empregado da Landspace revela que “… o mais irritante é que a empresa já desenvolveu um novo e mais eficiente sistema de controle de atitude, modelo YQ-10, para seus próximos foguete ZhuQue-2 e até o testou; porém, durante este lançamento, o antigo sistema aparentemente foi usado. Desejamos que a empresa resolva rapidamente esse problema e tente lançar sua missão novamente.
O lançador tem um comprimento 49,5 m, corpo cilindrico contínuo com diâmetro 3,35 m, massa de decolagem de 219 toneladas e opera com LCH4/LOX. Seu empuxo total de decolagem é de 268,8 toneladas-força e sua capacidade de carga útil chega a 4 toneladas a 500 km em órbita SSO e 6 t a 200 km de órbita baixa. Ele usa quatro motores de 80 toneladas de empuxo – Tianque-12 – no primeiro estágio, e mais um como motor principal no segundo estágio, junto com quatro motores ‘vernier’ (controle de guinada e cabeceio) de 10 toneladas de empuxo conjunto funcionando com o jato proveniente do gerador de gás da turbobomba coaxial.
O motor TQ-12 de primeiro estágio funciona a gerador de gás e tem empuxo ao nivel do mar de 67,2 t ; empuxo no vácuo de 79,3 t; um Isp de 283s em terra e no vácuo, Isp de 334 s. A tubeira tem diâmetro de 1,02 m; Já o motor do segundo estágio foi descrito originalmente como um Tianque-12A (vac) tambem de ciclo aberto com gerador de gás e tem empuxo de vácuo de 83,1 t e um Isp de vácuo de 350 s; Sua tubeira otimizada para alta altitude tem diametro de 1,50 m; O TQ-12 Vacuo é equipado com quatro motores associados Tianque-11 (os quatro verniers, com empuxo de vácuo de 2,5 t cada). Porém nos ultimos dias a Landspace anunciou que o motor do segundo estágio seria um TQ-15A, que não tem motores vernier, pesa 400 kg a menos que o TQ-12 Vacuo original, produzindo um empuxo de 836kN no vácuo, com capacidade de regulagem de potencia de 60 a 110% , montado sobre um ‘guimbal‘ (junta basculante) de ±4° para controle de guinada e cabeceio, com tubeiras funcionando com gás da bomba turbo vindas do gerador de gás para controle de rolagem.
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