Relativity Space fracassa na estréia de seu Terran-1

Foguete de baixo custo teve pane no segundo estágio

Motores Aeon impulsionam o Terran-1 na decolagem

O foguete Relativity Space, Terran-1, fracassou no seu voo de teste na noite de quarta para quinta feira, 22 para 23 de março de 2023, quando aos três minutos após a separação do segundo estágio, houve uma pane não identificada e o aparelho foi perdido. O veículo decolou do Complexo de Lançamento 16 na Estação da Força Espacial de Cabo Canaveral , na Flórida , às 20h25 EST no dia 22 (00:25 UTC de 23 de março), na campanha de lançamento ‘Good Luck, Have Fun’ (ou GLHF, “Boa sorte, divirta-se”).

O lançamento, apesar de fracassado, cumpriu uma etapa importante de desenvolvimento: Pelos dados obtidos da telemetria, o primeiro estágio funcionou em modo normal. Foi possível observar o funcionamento dos nove motores na decolagem com a exaustão lateral dos geradores de gás e o jato estável das tubeiras. A transição da zona de máxima pressão aerodinâmica (Max-Q) ocorreu aparentemente sem problemas, mostrando a robustez da estrutura manufaturada em impressora.

Em seguida, aos dois minutos e 34 segundos de voo, uma imagem (congelada) da camera onboard do segundo estágio entrou no ar mostrando o que parecia ser a ignição do motor Aeon Vac de tubeira única, enquanto o veículo estava a cerca de 6.500 km/h. Seguiram-se cerca de 20 segundos enquanto a imagem ao vivo era restabelecida, mostrando aparentemente o motor funcionando (a julgar pela saída do gerador de gás e eventuais fagulhas da tubeira) e com o sistema de controle de vetor de empuxo basculando, com a inclinação do motor em relação à sua estrutura de suporte sendo bem visível. O estágio estava a 7.035 km/h quando o motor parece ter parado após o que pode ter sido uma fase de queima assimétrica de propelente.

O primeiro estágio funcionou conforme o programado

O estágio foi destruído na queda no Oceano Atlântico, sendo esta a única perda do voo, uma vez que o foguete não transportava carga – apenas uma peça impressa na máquina Stargate, uma sinterizadora laser de grande formato usada para imprimir os barris dos estágios do Terran-1, que tem alegadamente 85% de sua estrutura impressa em aluminio.

A Relativity Space tentou fazer seu Terran-1 o primeiro foguete movido a metano e LOX (“metalox”) e o primeiro impresso em 3D a entrar em órbita. A China já havia lançado o primeiro foguete de metalox em dezembro passado, com o seu Zhuque 2 sendo destruído em outro lançamento igualmente malfadado. O SuperHeavy/ Starship da SpaceX, com o qual Elon Musk acredita poder tornar a colonização de Marte economicamente viável, também é movido a metalox.

🥹 wow, what a day. 🌌 pic.twitter.com/dVaKbuqvio
— Tim Ellis (@thetimellis) March 23, 2023

“Ninguém jamais tentou lançar um foguete impresso em 3D em órbita e, embora não tenhamos feito cumprido o caminho hoje, reunimos dados suficientes para mostrar que lançar foguetes impressos em 3D são viáveis”, disse a engenheira Arwa Tizani Kelly, da Relativity, durante a transmissão do lançamento. “Acabamos de concluir uma etapa importante para provar ao mundo que os foguetes impressos em 3D são estruturalmente viáveis”, acrescentou ela.

Estrutura impressa em 3D reduz custos da Relativity

Com 33,5 metros de altura e 2,28 metros de diâmetro (massa seca 9.280 kg, carregado, 80 toneladas), o Terran 1 é o maior veículo com peças impressas em 3D (85%) a tentar um voo orbital. Como foguete descartável de dois estágios, tem nove motores Aeon de 10.432,6 kgf de empuxo, impressos em 3D, em seu primeiro estágio e um Aeon Vac de 11.521,2 kgf no segundo. Os motores Aeon-1 produzem um combinado 95.000 kg kgf de empuxo possuem uma liga à base de cobre em suas câmaras para facilitar maior eficiência. Assim como sua estrutura, os motores Relativity são totalmente impressos em 3D e usam oxigênio líquido (LOX) e gás natural líquido (tipicamente 85-95% de metano, e que contém menos carbono do que outras formas de combustíveis fósseis), que “não são apenas os melhores para propulsão de foguetes, mas também para reutilização e os mais fáceis de fazer a transição para o metano”, visando exploração de Marte. Com o sistema Aeon-1 impresso por sinterização seletiva a laser e montado a partir de menos de cem peças individuais, a Relativity espera reduzir a perda de peças. A empresa, agora sediada em um prédio de 14.000 metros quadrados em Long Beach, Califórnia, tem repetidamente divulgado sua capacidade de fabricar um Terran-1 completo – primeiro e segundo estágios, bem como a maquinaria do motor associado – em menos de dois meses.

O foguete fez uma campanha de teste estático em Stennis, antes de chegar à Flórida em junho. Nos meses seguintes, passou por uma série de testes de spin-start de seus motores de primeiro estágio, com uma licença de lançamento da Federal Aviation Administration (FAA) cobrindo inicialmente o período de julho a dezembro para uma tentativa de lançamento inicial.

A Relativity descreve seu foguete como estando numa faixa de “ponto ideal” entre as capacidades do Electron da Rocket Lab e do Falcon 9 da SpaceX. Ao imprimir em 3D os tanques e seus motores, a empresa consegue fabricar um foguete a partir de matérias-primas em 60 dias, com cem vezes menos peças do que os métodos de construção tradicionais.

Mesmo com o fracasso do “Boa sorte, divirta-se”, a Relativity tem uma lista crescente de clientes. Em abril de 2019, assinou um contrato de vários anos com a Telesat para um número não revelado de sua constelação de satélites globais de banda larga em órbita baixa da Terra, antes de assinar outro contrato no mesmo mês com a empresa de tecnologia espacial tailandesa mu Space para lançar “ uma carga útil primária dedicada”. Um ano depois, em maio de 2019, foi firmado um Contrato de Serviços de Lançamento (LSA) com a Spaceflight, Inc., segundo o qual a compra de um primeiro lançamento – então agendado para o terceiro trimestre de 2021 – seria seguida por “opções para viagens compartilhadas adicionais lança no futuro”. E no mês de outubro seguinte, outro LSA foi assinado para colocar satélites de pequeno e médio porte em órbita geossíncrona em seis missões com o rebocador espacial Vigoride Extended da Momentus. Espera-se que estes últimos pesem até 350 kg.

Trajetória do foguete até a colocação em órbita do segundo estágio

Mais recentemente, o provedor global de comunicações móveis Iridium entrou em junho de 2020, com a expectativa de que seis missões Terran-1, começando não antes de 2023, levariam cada uma um único satélite Iridium NEXT para a órbita baixa, pesando cerca de 1.870 libras ( 850 quilos). Adicionado à lista está uma missão de demonstração de tecnologia criogênica liderada pela Lockheed Martin, voando sob o programa Tipping Point da NASA, uma “missão completa” em nome da TriSept Corp. 2).

Dois egressos de empresas criaram a Relativity

Fundada em 2015 pelos engenheiros aeroespaciais Tim Ellis e Jordan Noone – ex-Blue Origin e SpaceX, respectivamente – a Relativity Space, com sede em Long Beach, Califórnia, busca construir seus próprios foguetes de classe orbital quase inteiramente por meio de fabricação aditiva e seus componentes integrados com seu sistema de impressão 3D Stargate. Cada Terran-1 de primeira geração custa cerca de US$ 12 milhões e supostamente é capaz de levar cargas de até 1.250 quilos na órbita baixa a uma altitude de 300 quilômetros. Desde a primavera de 2018, a campanha de validação e certificação do Aeon-1 foi conduzida por meio de um Acordo de Ato de Lançamento Espacial Comercial de $ 30 milhões com o Stennis Space Center (SSC) da NASA em Bay St. no local de teste E4 Test Complex. Prevê-se que o uso das instalações e infraestrutura de Stennis permitirá que a Relativity desenvolva e teste motores suficientes aqui para construir 36 foguetes anualmente.

Plataforma histórica LC-16

O lançamento não apenas marca o primeiro voo do Terran-1, mas também o primeiro lançamento em mais de três décadas do célebre LC-16 do Cabo. Esta instalação pode traçar sua ancestralidade por mais de meio século. Situado ao sul do local da plataforma 34, onde os astronautas da NASA Virgil “Gus” Grissom, Ed White e Roger Chaffee perderam suas vidas no incêndio da Apollo 1, o LC-16 começou em 1957 no programa de mísseis Titan da Força Aérea. Ele foi palco de treze lançamentos dos Titan entre dezembro de 1959 e maio de 1963, antes de fazer a transição para a NASA como um estande de teste para disparos estáticos do motor Service Propulsion System (SPS) do Apollo Command and Service Module (CSM). Retornado à jurisdição da Força Aérea em janeiro de 1972, o LC-16 foi colocado de volta em serviço para testar o programa de mísseis balísticos de curto alcance Pershing do Exército. Ele testemunhou o lançamento de 79 mísseis Pershing-1 de curto alcance entre maio de 1974 e outubro de 1983 e 49 mísseis Pershing-2 de médio alcance de julho de 1982 até a desativação do complexo após o Tratado de Forças Nucleares de Alcance Intermediário entre os Estados Unidos e a União Soviética União em março de 1988.

Após seu abandono, o LC-16 foi degradando continuamente por mais de três décadas, antes que a Relativity recebesse o direito de exploração via permissão da 45ª Ala Espacial e assumisse o local em janeiro de 2019. Foi a primeira vez que um acordo direto entre a Força Aérea e uma empresa de lançamento orbital apoiada por capital de risco foi concluído para o LC-16 e a Relativity inicialmente assumiu a administração do complexo por cinco anos, com a opção de estender para 20 anos exclusivos.

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