SpaceX lança dois satélites militares com o Falcon Heavy

FH lançou a USSF-67 em órbita geoestacionária

O Falcon Heavy n° 5 (B1070 e B1064/B1065) decolou da plataforma 39A

O foguete Falcon Heavy n°5 foi lançado do Complexo de Lançamento 39A na Base da Força Aérea de Cabo Canaveral, na Flórida, no domingo 15 de janeiro de 2023, às 17h56, horário da costa leste dos EUA (19h56, horário de Brasilia). Aproximadamente oito minutos após a decolagem, os propulsores laterais B1064 e B1065, que foram usados pela segunda vez, fizeram um pouso vertical controlado nas plataformas LZ-1 e LZ-2 no local de lançamento (o ‘core’ central B1070 foi desintegrado no oceano após a fase de propulsão, já que era descartável). Como parte da missão, um satélite militar de comunicações CBAS-2 (Continuous Broadcast Augmenting SATCOM 2) será colocado em órbita geoestacionária.

Os dois propulsores laterais dispararam por dois minutos e meio antes de cair e voar de volta para pousos lado a lado sincronizados na Estação da Força Espacial de Cabo Canaveral. Anunciados como de costume por estrondos sônicos , os propulsores voaram pela primeira vez em um Falcon Heavy em novembro passado e ambos serão usados novamente em uma próxima missão.

O núcleo ‘core’ B1070 funcionou por mais um minuto e meio antes de também cair, deixando o resto da subida para o segundo estágio . Ao contrário dos propulsores laterais, o central usou todo o seu propelente conforme planejado para completar a subida da atmosfera inferior e sua recuperação não foi possível.

Os ‘bosters’ B1064.2 e B1065.2 pousados próximos, nas zonas 1 e 2

O Falcon Heavy seguiu para o leste do Centro Espacial Kennedy para iniciar a ascensão de aproximadamente seis horas à órbita geossíncrona, onde o foguete liberaria suas cargas em tandem, uma de cada vez, a mais de 36.000 quilômetros sobre o equador, após a entrada em uma órbita inicial de 300 km x 35.800 km. O estágio 2 subirá pelos cinturões de radiação de Van Allen para atingir a altitude de injeção orbital alvo da missão onde completará seu terceiro e último disparo do motor antes da separação da carga útil. O motor do estágio superior terminará a tarefa de manobrar em órbita geossíncrona. Espera-se que o estágio acione seu motor três vezes, com uma parada de aproximadamente seis horas entre a segunda e a terceira ignição. Como de costume em lançamentos militares, os detalhes não foram divulgados.

Os satélites

De acordo com dados oficiais do Comando de Sistemas Espaciais dos Estados Unidos, o CBAS-2 (Continuous Broadcast Augmenting SATCOM – satelite de comunicações de Aumento de Transmissão Contínua, fabricado pela Boeing) expandirá as capacidades de comunicações via satélite entre as principais lideranças do país e os comandos de combate. Dados específicos sobre a espaçonave e sua órbita são estritamente classificados. Enquanto isso, segundo especialistas americanos, sua massa chega a três toneladas. O satélite deve ser colocado em órbita com geoestacionária a 35.000 km. Este é o segundo do tipo para a Força Espacial dos EUA. O primeiro é o CBAS-1, lançado em órbita em abril de 2018 usando o veículo de lançamento Atlas V da United Launch Alliance. O satélite CBAS tem uma massa de decolagem em torno de 2.000 a 3.000 kg.

Como carga secundária, o foguete também colocou em órbita um veículo LDPE-3A, projetado para realizar experimentos no espaço no interesse do Pentágono. É uma plataforma para seis minissatélites cujas missões não foram descritas em detalhes, além de que incluíam protótipos operacionais para “conscientização situacional aprimorada” e tecnologia de criptografia para comunicações espaço-terra. Duas outras cargas presumivelmente testarão sensores de clima espacial e possivelmente testarão equipamentos para monitorar outros satélites. Esta missão inclui duas cargas tipo SSC: o Catcher e WASSAT, e três cargas desenvolvidas pelo Space Rapid Capabilities Office (SRCO). As cargas do SRCO incluem dois protótipos operacionais para maior consciência situacional e uma carga útil de criptografia/interface de criptografia de protótipo operacional que oferece capacidade segura de comunicação espaço-terra. A espaçonave LDPE continuará a dar acesso ao espaço para vários experimentos de demonstração de experimentos e Tecnologia (C&T) do departamento de defesa, DoD. Será o terceiro lançamento desta versão do anel ESPA projetado pela Northrop Grumman. O primeiro foi em dezembro de 2021 em uma missão do Programa de Testes Espaciais STP-3 a bordo de um Atlas 5. O segundo foi o do USSF-44 em 2022, e marcou o primeiro lançamento de segurança nacional do Falcon Heavy..
O Catcher, construído pela da Aerospace Corporation, é um protótipo de sensor para oferecer insights de conscientização do domínio do espaço local, disse a Aerospace Corporation. Ele é baseado em um instrumento anterior desenvolvido pela Aerospace Corporation chamado Energetic Charged Particle-Lite, ou ECP-Lite, para demonstrar uma nova tecnologia miniaturizada que pode diagnosticar efeitos adversos de radiação, partículas carregadas e outros eventos climáticos espaciais em espaçonaves em órbita.
De acordo com o Sandia National Laboratories, o seu WASSAT é um protótipo de sensor de área ampla composto por quatro câmeras para procurar e rastrear outras espaçonaves e detritos espaciais em órbita geossíncrona, onde operam satélites de comunicação, detecção de mísseis, coleta de informações e monitoramento do clima.
O LDPE (Long Duration Propulsive Evolved Expendable Launch Vehicle Secondary Payload Adapter) de cerca de 1.875 kg, é “um trem de carga para o espaço para experimentos e protótipos em órbita geossíncrona que pode ser manifestado em qualquer missão de segurança nacional com margem de massa disponível”, disse o coronel Joseph Roth, diretor de inovação e prototipagem do Comando de Sistemas Espaciais. O LDPE-3A foi construído num chassi ESPAStar, que é semelhante a um anel ESPA, mas com propulsão, eletricidade e aviônicos adicionais para que possa operar como um satélite independente. O LDPE oferece um caminho acessível para o espaço para cargas úteis hospedadas e separáveis. “O design modular e as interfaces padrão do LDPE a fazem uma plataforma perfeita para hospedar uma ampla variedade de cargas em muitas áreas de missão.”

Lançamentos militares

Este voo 5 do Falcon Heavy é o primeiro do programa NSSL este ano e o primeiro lançamento da SpaceX do contrato NSSL Fase 2 . Os contratos da Fase 2 usam preços semelhantes aos comerciais, economizando significativamente o dinheiro dos contribuintes enquanto “fornecem estabilidade à base da indústria, contribuindo para práticas de compra mais eficientes, bem como flexibilidade manifesta que beneficia tanto o governo quanto os clientes comerciais”.

Zonas de exclusão para a manobra de *boostback* dos boosters

Uma inovação desenvolvida pela SpaceX e adotada pela Força Espacial dos EUA é a reutilização dos boosters. Os propulsores laterais do USSF-67 foram os mesmos usados para o USSF-44, lançado em 1º de novembro de 2022. A eficiência obtida com a reutilização “beneficia os clientes, adicionando flexibilidade a uma lista de lançamento dinâmica e economia de custos.”, segundo divulgou o departamento de defesa dos EUA.

Zonas de exclusão para a queda dos boosters e do ‘core’

Estatísticas da missão:

5º lançamento de um foguete Falcon Heavy
206º da família de foguetes Falcon desde 2006
60 lançamento da SpaceX da plataforma 39A
154º lançamento em geral da plataforma 39A
3º lançamento da SpaceX de 2023
1º lançamento Falcon Heavy em 2023
3ª tentativa de lançamento de Cabo Canaveral em geral em 2022
2ª missão de lançamento de segurança nacional do Falcon Heavy
2º voo para propulsores laterais B1064 e B1065
1º voo para o estágio central B1070

A área de risco de falha da ignição de ‘boostback’ (a fase em que o ‘booster’ desacelera e volta para a Flórida) foi delimitada a cerca de 650 km à jusante, e área de queda do ‘core’ e das conchas da carenagem de cabeça ficam a cerca de 1.500 km de da costa. O barco de apoio ‘Bob‘ faria o resgate da coifa na água (a previsão era de ondas de 3,6 metros).

Space Systems Command

O Comando de Sistemas Espaciais é o comando de campo da Força Espacial dos EUA responsável por adquirir e oferecer capacidades de combate de guerra resilientes para proteger a vantagem estratégica de nossa nação dentro e fora do espaço. O SSC administra um orçamento de aquisição espacial de US$ 11 bilhões para o Departamento de Defesa e trabalha em parceria com forças conjuntas, indústria, agências governamentais, organizações acadêmicas e aliadas para acelerar a inovação e superar o que os militares americanos chamam de ameaças emergentes.

Falcon Heavy

A SpaceX estreou o foguete Falcon Heavy em um voo de teste em 6 de fevereiro de 2018, que enviou o Tesla Roadster de elon Musk ao espaço interplanetário. Duas missões voaram em 11 de abril de 2019 e 25 de junho de 2019 e colocaram em órbita um satélite comercial de comunicações Arabsat e 24 espaçonaves militares e da NASA, respectivamente. O próximo lançamento não decolou até três anos e meio depois, após atrasos na espaçonave designada. A missão USSF-44 de 1º de novembro foi o primeiro lançamento da SpaceX a estender cargas úteis diretamente na órbita geossíncrona. O perfil da missão de seis horas exigia que se fizesse algumas alterações no foguete, incluindo a adição de tinta cinza na parte externa do tanque de querosene do estágio superior para ajudar a garantir que o combustível não congelasse enquanto o foguete desacelerasse no ambiente frio de espaço. A mesma faixa de tinta cinza está no estágio superior deste Falcon Heavy para a missão USSF-67. A SpaceX e a Força Espacial concordaram em reformar e reutilizar os propelentes laterais das missões USSF-44 e USSF-67 para o próximo lançamento do Falcon Heavy para os militares. Esse lançamento, chamado USSF-52, está programado para decolar não antes de abril.

Modificações no foguete para missões prolongadas

O segundo estágio do Falcon Heavy terá com uma faixa cinza como parte do chamado MEK (Mission Extension Kit, kit de extensão de missão) para permitir que mais calor da luz solar seja absorvido para aquecer o tanque de querosene RP-1 durante o longo período de inércia para aquecer o combustível contido naquela parte do foguete. Quando fica muito frio, o querosene – que congela a uma temperatura muito mais alta do que o oxigênio líquido, e torna-se viscoso. Se ingerido, o combustível demasiadamente denso provavelmente impediria a ignição ou destruiria o motor. O pacote também possui um número maior de vasos de pressão revestidos com compósito (COPVs) para controle de pressurização e ampolas extras de TEA-TEB adicional para várias reignições do motor Merlin Vac D do segundo estágio. Espera-se que o Falcon Heavy coloque os satélites na órbita geossíncrona por meio de várias ignições. O perfil de voo do estágio superior incluirá um costeamento com duração de mais de cinco horas entre as ignições, tornando a missão um dos lançamentos mais exigentes da SpaceX até agora.

Numa das missões do Falcon Heavy, o estágio superior completou quatro ignições ao longo de três horas e meia em um voo de demonstração patrocinado pela Força Aérea. As complexas manobras orbitais durante a missão de junho de 2019 para o Programa de Testes Espaciais foram necessárias para colocar 24 satélites em três órbitas distintas. Eles também exerceram as capacidades do foguete e seu motor de estágio superior Merlin antes que os militares confiassem ao lançador cargas úteis de segurança nacional operacionais mais importantes e mais caras em voos futuros.

Foguete chega à plataforma para ser instalado junto com a mesa no ponto de decolagem – foto Michael Baylor

Contagem regressiva

hh/mm/ss Evento

00:53:00 Diretor de lançamento verifica o abastecimento do propelente
00:50:00 O abastecimento do RP-1 (querosene para foguete) inicia
00:45:00 O abastecimento de LOX (oxigênio líquido) começa
00:35:00 O abastecimento do 2º estágio com RP-1 começa
00:18:30 Abastecimento do LOX do 2º estágio começa
00:07:00 Falcon Heavy começa a resfriar o motor (chilldown)
00:00:59 Computador comanda verificações finais de pré-lançamento
00:00:45 Diretor de lançamento da SpaceX verifica aprovação para lançamento
00:00:20 Tanques de propelente pressurizados para vôo
00:00:06 O controlador comanda a sequência de ignição para decolagem
00:00:00 Decolagem

Lançamento, aterrissagem e liberação da carga útil

Todos os tempos são aproximados

hh/mm/ss Evento

00:01:11 Max Q (momento máximo de tensão mecânica no foguete)
00:02:24 Corte dos motores dos ‘booster’s (BECO)
00:02:28 ‘booster’s laterais separados
00 :02:43 Início das ignições de ‘boostback’ dos ‘booster’s
00:03:52 Fim das ignições de ‘booster’s laterais
00:03:55 Corte dos motores principais do 1º estágio (MECO)
00:03:59 1º e 2º estágios separados
00:04:05 ignição dos motores do segundo estágio (SES)
00:04:22 liberação da carenagem
00:06:32 Início da ignição da reentrada dos boosters
00:06:44 Fim da ignição de reentrada dos ‘booster’s
00:07:42 Início da ignição da aterrissagem dos ‘booster’s
00:08:00 Aterrissagem dos ‘booster’s

Falcon Heavy desta missão. O ‘core’ de primeiro estágio não tem trem de aterrissagem e não dispõe de aletas de grade, uma vez que será descartado no oceano

O Falcon Heavy deveria ter voltado ao serviço em junho de 2022, quando o foguete estava prestes a ser montado, mas a NASA anunciou no final daquele mês que o Jet Propulsion Laboratory e o fornecedor Maxar não conseguiram terminar o software de qualificação de sua espaçonave Psyche. Projetada para entrar em órbita ao redor do asteroide 16 Psyche, a trajetória necessária para alcançá-lo restringiu a missão a uma janela de lançamento em algum momento entre agosto e outubro. Quando o JPL e a Maxar não conseguiram testar adequadamente o software a tempo para essa janela, foram forçados a parar e esperar até a próxima janela mais próxima, em julho de 2023. Isso deixou o foguete com mais três cargas úteis possíveis para 2022, mas todos os três estavam cronicamente atrasados. No entanto, a carga útil mais atrasada acabou por ser preparada, abrindo uma oportunidade de lançamento em 2022.

A SpaceX, como parte dos preparativos de adaptação das instalações de lançamento, converteu o transportador/eretor móvel (T/E) da plataforma 39A, que estava previamente configurada para modelos Falcon 9.

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