China lança telescópio para estudar os raios-x



Inicialmente previsto para ser colocado em órbita em 2010, a China levou a cabo o lançamento do tão esperado Hard X-ray Modulation Telescope (HXMT), denominado ‘Huiyan’ (慧眼) utilizando o foguetão CZ-4B Chang Zheng-4B (Y31) a partir do Centro de Lançamento de Satélites de Jiuquan. O lançamento teve lugar às 0300UTC a partir da Plataforma de Lançamento 603 do Complexo de Lançamento LC43. O novo telescópio orbital irá levar a cabo uma monitorização a longo prazo dos pulsares e de outros objectos que poderão ajudar a revelar os mistérios das suas fontes de energia.

Observando os raios-x

Comparado com missões anteriores, o HXMT possui uma maior área de detecção, um maior leque de energias e um campo de visão mais abrangente. Isto proporciona vantagens na observação de buracos negros e de estrelas de neutrões que emitem raios-x mais energéticos, e pode fazer um rastreio mais eficiente da galáxia.

O HXMT foi inicialmente proposto pelos cientistas Li Tibei e Wu Mei do Instituto de Física de Altas Energias da Academia de Ciências da China, tendo por base o método por eles desenvolvido de reconstrução de imagem por demodulação directa.

Os principais objectivos científicos da missão são o de levar a cabo um varrimento do plano galáctico para encontrar novas fontes e o de monitorizar fontes variáveis desconhecidas, além de observar sistemas binários de raios-x para estudar a dinâmica e os mecanismos de emissão em fortes campos gravitacionais e magnéticos. Existem três cargas científicas a bordo do HXMT: um telescópio de raios-x de alta energia (20-250 keV, 5100 cm2), um telescópio de raios-x de média energia (5-30 keV, 952 cm2) e um telescópio de raios-x de baixa energia(1-15 keV, 384 cm2). Todos estes instrumentos são colimados.

Utilizando o método de demodulação directa e as observações de varrimento, o HXMT pode obter imagens de raios-x com uma grande resolução espacial, enquanto que as grandes áreas de detecção destes telescópios também permitem observações orientadas com alta estatística e uma alta razão entre o sinal e o ruído de fundo. Espera-se que o HXMT possa vir a descobrir um grande número de fontes de raios-x e irá estudar as propriedades temporais e espaciais dos discos de acreção dos buracos negros e os sistemas das estrelas de neutrões com mais detalhe do que as missões anteriores.

O módulo de carga do HXMT foi desenvolvido pelo Instituto de Física de Altas Energias e pela Universidade de Tsinghua, enquanto que o módulo de serviço foi desenvolvido pela Academia Chinesa de Tecnologia Espacial tendo por base o modelo Ziyuan-2 / Phoenix-Eye-2. O HXMT tem uma massa de 2.800 kg no lançamento e as suas dimensões são 2,0 x 2,0 x 2,8 metros.

Os satélites Zhuhai-1 e ÑuSat-3

Juntamente com o HXMT foram colocados em órbita três pequenos satélites. Com uma massa no lançamento de 50 kg, os satélites Zhuhai-1 (Zhuai-1A e Zhuai-1B) são a componente vídeo do sistema de observação Chinês Orbita. Também designados OVS-1 (OVS-1a e OVS-1b), os satélites constituem os protótipos do componente de vídeo OVS-1. A constelação Orbita operacional será composta por satélites vídeo OVS-2, satélites hiperespectrais (OHS-2) e por pequenos satélites de radar (OPS-2).

O satélite Argentino,  ÑuSat-3 “Milanesat”, é o terceiro satélite da constelação Aleph-1 desenvolvida e operada pela Satellogic S.A.. A constelação será composta por 25 satélites.

A massa do ÑuSat-3 é de 37 kg e as suas dimensões são 0,45 x 0,45 x 0,80 metros. O principal objectivo da missão é o de proporcionar imagens da superfície terrestre para o público em geral no espectro visível e infravermelho.

Os satélites ÑuSat-4 e ÑuSat-5 serão lançados em Agosto de 2017.

O foguetão CZ-4B Chang Zheng-4B

Desenvolvido pela Academia de Tecnologia de Voo Espacial de Xangai, a família de lançadores Chang Zheng-4 é utilizada para a colocação de satélites em órbitas polares e órbitas sincronizadas com o Sol. São lançadores a três estágios de propolentes líquidos cujas raízes se encontram no foguetão FB-1 Feng Bao-1.

A família destes lançadores consiste em três variantes: CZ-4A Chang Zheng-4A, CZ-4B Chang Zheng-4B e Chang Zheng-4C. Após o desenvolvimento do Feng Bao-1, a Academia de Tecnologia de Voo Espacial de Xangai foi incumbida do desenvolvimento do CZ-4. Aparentemente, este lançador seria um veículo suplente para o CZ-3B Chang Zheng-3B, com os dois primeiros estágios do CZ-4 a serem basicamente idênticos aos do foguetão CZ-3 Chang Zheng-3. O terceiro estágio do CZ-4 Chang Zheng-4 foi inteiramente desenvolvido pela Academia de Tecnologia de Voo Espacial de Xangai.

Após o sucesso do CZ-3B, a versão CZ-4 foi abandonada em 1982 e baseado no seu desenho foi introduzido o CZ-4A Chang Zheng-4A que é geralmente idêntico à primeira versão mas tendo uma massa no lançamento ligeiramente inferior (O CZ-4 Chang Zheng-4 tinha uma massa de 248.962 kg enquanto que o CZ-4A Chang Zheng-4A tinha uma massa de 241.092 kg.). O desenvolvimento do foguetão CZ-4B Chang Zheng-4B teve início em Fevereiro de 1989, com o primeiro lançamento previsto para ter lugar em 1997 mas acabando por só se realizar em 1999.

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O CZ-4B Chang Zheng-4B tem uma carenagem de protecção de maiores dimensões; o controlo electromecânico original foi substituído por um controlo electrónico; os sistemas de telemetria, seguimento, controlo e de auto-destruição foram melhorados e substituídos por dispositivos de menores dimensões; procedeu-se a uma revisão do desenho dos escapes dos motores do segundo estágio para melhor desempenho a elevada altitude; foi introduzido um sistema de gestão de consumo de propolente para o segundo estágio com o objectivo de reduzir o propolente residual e assim aumentar a capacidade de carga; e foi introduzido um sistema de ejecção de propolente para o terceiro estágio. É capaz de colocar uma carga de 4.200 kg numa órbita terrestre baixa, 2.800 kg numa órbita sincronizada com o Sol ou 1.500 kg para uma órbita de transferência para a órbita geossíncrona. O CZ-4B pode utilizar duas carenagens: uma com um comprimento de 7,12 metros, diâmetro de 2,90 metros e um peso de 800 kg, e outra com um comprimento de 8,48 metros, diâmetro de 3,35 metros e um peso de 800 kg.

Uma versão equipada com oito propulsores laterais de combustível sólido foi estudada pela Academia de Tecnologia de Voo Espacial de Xangai. O foguetão Chang Zheng-4B-8S teria uma massa de 270.000 kg no lançamento e seria capaz de colocar 2.600 kg numa órbita polar ou sincronizada com o Sol.

O Centro de Lançamento de Satélites de Jiuquan

O primeiro centro de lançamento de satélites da China é também conhecido como Shuang Cheng Tse. O Centro de Lançamento de Satélites de Jiuquan está localizado a 41º N – 100º E, na região de Jiuquan – região da Mongólia Interior, no Noroeste da China. Desde Jiuquan é possível atingir uma inclinação orbital máxima de 56,0º e uma inclinação orbital mínima de 40,0º.

Foi o primeiro local de testes e lançamento de mísseis e veículos espaciais. O aeroporto de Jiuquan está localizado a 75 km a Sul do local e uma linha de ferro liga-o directamente ao centro espacial. As instalações do complexo dão apoio a todas as fases da campanha de preparação de um lançamento espacial. Inclui o Centro Técnico, o Complexo de Lançamento, o Centro de Controlo de Lançamento, o Centro de Controlo e Comando da Missão, o sistema de abastecimento, os sistemas de detecção e rastreio, os sistemas de comunicações, os sistemas de fornecimento de gás, os sistemas de previsão meteorológica e os sistemas de suporte logístico.

Originalmente o centro espacial de Jiuquan foi utilizado para o lançamento de satélites científicos e recuperáveis para órbitas baixas ou de média altitude com altas inclinações orbitais.

Em 1999 o Centro Sul (LC43) ficou operacional para ser utilizado para o lançamento dos foguetões pesados CZ-2E Chang Zheng-2E e CZ-2F Chang Zheng-2F. O centro é constituído por duas áreas, o Centro Técnico e o Centro de Lançamento. O Centro de Lançamento está localizado a 40º57,4’ N – 100º 17,4’ E com uma elevação de 1.073 metros de altitude. Uma torre umbilical com uma altura de 75 metros está equipada com um elevador à prova de explosões e a plataforma móvel tem um peso de 75.000 kg e tem um comprimento de 24,4 metros, uma largura de 21,7 metros e uma altura de 8,4 metros, movendo-se a uma velocidade máxima de 28 metros por minutos.

O Centro Técnico está localizado a 1,5 km de distância do Centro de Lançamento. O Centro Técnico inclui um edifício de processamento vertical com duas salas de processamento com um comprimento de 26,8 metros, uma largura de 28,0 metros e uma altura de 81,6 metros. Todos os edifícios importantes, incluindo o edifício de processamento vertical e uma área da torre umbilical, são locais com ar condicionado e de classe de limpeza 100,000.

O edifício de processamento vertical, que tem a designação de código 920-520, é o maior edifício de um único andar construído em betão armado. Possui também o telhado de betão armado mais alto (86,1 metros) e mais pesado (13.000 t) do mundo.

O centro de Jiuquan possui três áreas de lançamento:

  • Área de Lançamento n.º 2 (LC2): está localizada a uma latitude de 41,3100º N e a uma longitude de 100,3050º E. Possui duas plataformas de lançamento (5020 e 138) e o primeiro lançamento foi aí levado a cabo no dia 26 de Dezembro de 1966, com o último lançamento a ter lugar a 3 de Julho de 1994. No total foram realizados 41 lançamentos utilizando os foguetões CZ-1 Chang Zheng-1, CZ-2A Chang Zheng-2A, CZ-2C Chang Zheng-2C (plataforma localizada a uma latitude de 41,118º N e a uma longitude de 100,316º E), CZ-2D Chang Zheng-2D, DF-3 Dong Feng-3, DF-5 Dong Feng-5 e FB-1 Feng Bao-1.
  • Área de Lançamento nº 3 (LC3): está localizada a uma latitude de 41,1000º N e a uma longitude de 100,7800º E. Possui uma única plataforma de lançamento e o primeiro lançamento foi aí levado a cabo no dia 1 de Setembro de 1960, com o último lançamento a ter lugar a 27 de Outubro de 1966. No total foram realizados 9 lançamentos utilizando os foguetões DF-1 Dong Feng-1, DF-2 Dong Feng-2, DF-2A Dong Feng-2A e R-2.
  • Complexo de Lançamento Sul (LC43): está localizada a uma latitude de 40,9581º N e a uma longitude de 100,2912º E, perto da cidade de Huxi Xincun. Possui duas plataformas de lançamento (Plataforma 603 para voos não tripulados e a Plataforma 921 para voos ligados ao programa espacial tripulado). O primeiro lançamento desde este complexo foi levado a cabo no dia 19 de Novembro de 1999.

A construção do complexo foi iniciada em Junho de 1956, com a construção das vias-férreas até ao local de ensaio de mísseis. O primeiro lançamento chinês de um míssil soviético R-2 deu-se em Setembro de 1960, com o míssil a atingir uma altitude de 100 km. O primeiro lançamento de um míssil R-2 construído pela China (modelo 1059) deu-se a 5 de Novembro de 1960.

A 21 de Março de 1962 teve lugar a primeira tentativa de lançamento do míssil DF-2 Dong Feng-2 que resultou num fracasso devido à fraca potência originada pelo motor. O primeiro teste com sucesso teve lugar a 29 de Junho de 1964. No dia 27 de Outubro de 1966 foi levado a cabo o lançamento de um míssil DF-2 Dong Feng-2 equipado com uma ogiva nuclear de 20 kt. O míssil executou um voo de 800 km detonando a sua carga na zona de testes nucleares de Lop Nor. O primeiro voo com sucesso do míssil DF-3 Dong Feng-3 tem lugar a 26 de Dezembro de 1966. Em 10 de Janeiro de 1970 é levado a cabo o primeiro teste suborbital do foguetão CZ-1 Chang Zheng-1 e a 10 de Agosto de 1972 é levado a cabo o primeiro teste do foguetão FB-1 Feng Bao-1 que atinge uma altitude de 200 km num voo suborbital.

A 18 de Maio de 1980 é levado a cabo o lançamento de um míssil DF-5 Dong Feng-5 que percorrer o máximo possível da sua trajectória desde Jiuquan até ao Sul do Oceano Pacífico num total de mais de 10.000 km. A cápsula de reentrada é recuperada pela Marinha Chinesa e alguns analistas norte-americanos acreditam que a cápsula foi o teste de um protótipo de um veículo tripulado.

O centro inclui um Centro Técnico, dois complexos de lançamento, um Centro de Comando e Controlo, um Centro de Controlo de Lançamento, sistemas de abastecimento, sistemas de previsão meteorológica, e sistemas de suporte logístico. Jiuquan foi originalmente utilizado para o lançamento de satélites científicos e de satélites recuperáveis para órbitas terrestres baixas ou de média altitude com altas inclinações.

O programa espacial tripulado utiliza a Plataforma de Lançamento 921 situada no Complexo de Lançamento Sul. Este foi construído na segunda metade dos anos 90 e mais tarde foi-lhe acrescentada a Plataforma de Lançamento 603 para lançamentos não tripulados.

Para além das plataformas de lançamento, o complexo de lançamento está dotado de um centro técnico onde decorrem os preparativos do foguetão lançador e das suas cargas. O Centro Técnico é composto de instalações de processamento e de montagem vertical do lançador, edifícios de processamento de cargas, edifício de processamento dos propulsores sólidos, edifício de armazenamento de propolentes hipergólicos e o centro de controlo de lançamento.

O complexo está equipado com um centro computacional melhorado, sistemas de monitorização e comando, e uma capacidade aumentada para se adaptar às alterações nas condições das missões, bem como os recursos necessários para lidar com as tarefas do lançamento e de comando. Um sistema integrado de treino para os lançamentos espaciais foi também desenvolvido para esta missão. Os engenheiros também levaram a cabo uma verificação técnica intensiva de dois meses no equipamento entre Março e Maio de 2011. A segurança e a fiabilidade dos instrumentos foram significativamente melhoradas. Os lançamentos orbitais desde Jiuquan são supervisionados desde o Centro de Comando e Controlo situada na cidade espacial de Dongfeng, 60 km a sudoeste do centro de lançamento.

A torre umbilical do complexo 921 é composta por uma estrutura fixa e um par de seis plataformas rotativas. Uma vez chagado à plataforma de lançamento, as plataformas rotativas são colocadas em torno do foguetão para permitir o seu abastecimento e para que os técnicos tenham acesso às suas diferentes zonas para realizarem os procedimentos finais de verificação. A torre umbilical também contém uma área protegida e de ambiente controlado para permitir o acesso dos taikonautas ao interior dos veículos. As plataformas rotativas são removidas uma hora antes do lançamento, enquanto que quatro braços móveis proporcionam ligações para o fornecimento de electricidade, gases e fluidos para o lançador. Estes braços são removidos minutos antes do lançamento.

O foguetão lançador é transportado sobre uma plataforma móvel de lançamento desde o edifício de integração vertical para a plataforma de lançamento. A plataforma móvel move-se num sistema de carris separados 20 metros e atinge uma velocidade máxima de 25 metros/minuto. A plataforma tem um comprimento de 24,4 metros, largura de 21,7 metros e uma altura de 8,34 metros, tendo um peso de 750.000 kg. A viagem entre o edifício de montagem e a plataforma de lançamento demora 60 minutos estando afastados 1,5 km.

O primeiro lançamento orbital desde Jiuquan teve lugar a 24 de Abril de 1970 quando um foguetão CZ-1 Chang Zheng-1 colocou em órbita o primeiro satélite artificial da China, o Dongfanghong-1 (04382 1970-034A).

Dados estatísticos e próximos lançamentos

– Lançamento orbital: 5634

– Lançamento orbital China: 263

– Lançamento orbital desde Jiuquan: 94

Dos lançamentos bem sucedidos levados a cabo em 2017: 11,8% foram realizados pelos Estados Unidos (incluindo ULA – 100,0% (4) e Orbital ATK – 0,0%); 17,6% (6) pela China; 14,7% (5) pela Rússia; 17,6% (6) pela Arianespace; 8,8% (3) pela Índia; 8,8% (3) pelo Japão e 20,6% (7) pela SpaceX.

Os próximos lançamentos orbitais previstos são (hora UTC):

17 Jun (1810:00) – Falcon-9 (reused 1st stage B1029) – CE Kennedy, LC-39A – BulgariaSat-1

18 Jun (1400:00) – CZ-3B Chang Zheng-3B/G2 – Xichang, LC2 – ZX-9A Zhongxing-9A

23 Jun (????:??) – 14A15 Soyuz-2.1V/Volga – GIK-1 Plesetsk, LX43/4 – 14F150 n.º 2 (?)

25 Jun (2024:59) – Falcon-9 – Vandenberg AFB, SLC-4E – Iridium NEXT (x10)

28 Jun (2145:07) – Ariane-5ECA (VA238) – CSG Kourou, ELA3 – Inmarsat-S–Europasat/Hellas-Sat 3 (HS3-IS); GSat-17

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