China lança Tianzhou-1 e dá novo passo no futuro



A China deu um passo significativo na direcção de uma presença permanente no espaço com o lançamento do seu primeiro veículo de transporte logístico. A missão bem sucedida do TZ-1 Tianzhou-1 irá demonstrar a capacidade de carga espacial da China, bem como a sua capacidade de proceder ao reabastecimento de uma estação espacial em órbita terrestre.

O lançamento do TZ-1 Tianzhou-1 ( 天舟一号货运飞船) teve lugar às 1141:35,361UTC do dia 20 de Abril de 2017 a partir do Complexo de Lançamento LC201 do Centro de Lançamentos Espaciais de Wenchang, ilha de Hainan. Para colocar em órbita o primeiro veículo Tianzhou, a China utilizou o foguetão CZ-7 Chang Zheng-7 (Y2).

Com uma massa de cerca de 12.910 kg, o TZ-1 é a carga mais pesada alguma vez colocada em órbita por um foguetão da China.

O principal objectivo da missão do Tianzhou-1 é o de levar a cabo o abastecimento em órbita da estação espacial TG-2 Tiangong-2. Durante a missão, o novo veículo irá levar a cabo três manobras de aproximação ao TG-2 As operações conjuntas do complexo orbital Tiangong-2/Tianzhou-1 terão uma duração de dois meses. No final deste período, o TZ-1 irá separar-se do TG-2 e irá iniciar um voo autónomo de três meses para a realização de experiências e vários testes. No final da sua missão, o Tianzhou-1 irá levar a cabo uma reentrada destrutiva na atmosfera terrestre sobre o Oceano Pacífico.

O Tianzhou tem uma capacidade de carga de 6.500 kg, incluindo 2.000 kg de propolente, tendo um comprimento de 10,6 metros e um diâmetro máximo de 3,35 metros.

O novo veículo, desenvolvido na base da estação espacial Tiangong-1, terá a capacidade de executar as manobras de aproximação e acoplagem de forma automática, mas tal como acontece com os veículos de carga Russos, o centro de controlo em Terra e as tripulações a bordo das estações espaciais terão a capacidade de intervir nestas manobras.

Transportando carga diversa e combustível para a órbita terrestre, os veículos Tianzhou também serão utilizados para descartar lixo ou para levar a cabo missões autónomas após a separação. No final de cada missão, os veículos serão destruídos nas reentradas atmosféricas.

O segundo veículo Tianzhou deverá ser lançado em 2019 após o lançamento do primeiro módulo da estação espacial modular TG Tiangong (o TH-1 Tianhe-1) utilizando um foguetão CZ-5B Chang Zheng-5B a partir de Wenchang. A acoplagem do TZ-2 com o módulo Tianhe-1 irá abrir a porta para o lançamento da próxima missão espacial tripulada da China, a SZ-12 Shanzhou-12.

Um novo foguetão para o futuro

O desenvolvimento do CZ-7 Chang Zheng-7 (长征七号) teve início em Maio de 2010, sendo então designado CZ-2F/H Chang Zheng-2F/H. O novo lançador é um vector de capacidade média desenvolvido pela Academia Chinesa de Tecnologia de Veículos Lançadores. O projecto inicial apontava para uma versão modernizada do foguetão CZ-2F Chang Zheng-2F para ser utilizado em missão tripuladas e não tripuladas do programa espacial tripulado da China.

O CZ-7 será principalmente utilizado para colocar em órbita o veículo logístico TZ Tianzhou para o laboratório orbital TG-2 Tiangong-2 e para a estação espacial modular TG Tiangong, mas no futuro irá substituir os actuais lançadores que consomem propelentes hipergólicos CZ-2 Chang Zheng-2, CZ-3 Chang Zheng-3 e CZ-4 Chang Zheng-4.

Os voos iniciais do novo foguetão serão vistos como lançamentos de ensaio antes de se atingir uma capacidade operacional, altura em que será utilizado para lançamentos tripulados.

Os componentes do lançador são fabricados na cidade industrial de Tianjin e depois transportados para o local de lançamento utilizando dois navios de carga construídos para esse efeito, o Yuanwang-21 e o Yuanwang-22. Os componentes são depois descarregados no porto de Qinglan que serve o Centro de Lançamentos Espaciais de Wenchang.

O Chang Zheng-7 é propulsionado pelo novo motor YF-100, com o primeiro estágio a utilizar dois motores e os propulsores laterais a utilizarem um motor cada um, e pelo motor YF-115, com o segundo estágio a utilizar quatro motores. Estes dois motores consomem querosene e oxigénio líquido (LOX).

O desenvolvimento do YF-100 teve início em 2000 na Academia de Tecnologia de Propulsão Espacial Líquida. O motor foi certificado para Administração Estatal para a Ciência, Tecnologia e Industria para Defesa Nacional em Maio de 2012. É um motor de combustão de ciclo escalonado que desenvolve 1.199,48 kN ao nível do mar (1.339,48 kN no vácuo) com um impulso específico de 2.942,0 Ns/kg (3.286,2 Ns/kg no vácuo). O motor é também utilizado nos foguetões CZ-5 Chang Zheng-5 e CZ-6 Chang Zheng-6.

O motor YF-115 é também um motor de combustão de ciclo escalonado que desenvolve 176,5 kN no vácuo. O seu comprimento total é de 2,33 metros e o seu diâmetro é de 0,94 metros. O motor foi desenvolvido pela Academia de Tecnologia de Propulsão Espacial Líquida e é também utilizado nos foguetões CZ-5 Chang Zheng-5 e CZ-6 Chang Zheng-6.

A configuração básica do CZ-7 é um lançador a dois estágios com quatro propulsores laterais a auxiliar o primeiro estágio. O comprimento total é de 53,00 metros, diâmetro de 3,35 metros e envergadura de 10,05 metros. A sua massa bruta é de 597.000 kg. No lançamento desenvolve uma força de 7.200 kN e o lançador é capaz de colocar 13.500 kg numa órbita terrestre baixa a 400 km de altitude ou 5.500 kg numa órbita sincronizada com o Sol a 700 km de altitude.

No seu voo inaugural, o CZ-7 estava equipado com um estágio superior YZ-1A. Este estágio apresenta algumas melhorias em relação à versão original YZ-1. O seu tempo de missão foi alargado para 48 horas em comparação com as 6,5 horas para o YZ-1, e é capaz de realizar nove reignições do seu motor (possivelmente poderá realizar até 20 queimas). O estágio é capaz de executar pelo menos sete manobras de separação de satélites (o YZ-1 só tem capacidade para um satélite). O YZ-1A possui um sistema de controlo térmico melhorado, além de melhores algoritmos de orientação e planeamento orbital para missões de lançamentos múltiplos. O YZ-1A será assim a base para futuros estágios a ser utilizados em missões no espaço profundo, rebocadores espaciais e veículos de manutenção e de remoção orbital.

Wenchang – um centro espacial para o futuro

O Centro de Lançamentos Espaciais de Wenchang está localizado no canto Nordeste da Ilha de Hainan na costa Sul da China.

O novo complexo de lançamento traz uma maior versatilidade que não proporcionada pelos restantes três locais de lançamento (Jiuquan, Xichang e Taiyuan). Wenchang fornece um aumento de performance para os lançadores que é ganho devido ao facto de se localizar a somente 19º de latitude do equador terrestre. Isto reduz a quantidade de propelente que é necessário para o satélite manobrar a partir da sua órbita inicial para a órbita geossíncrona.

Os foguetões podem ser lançados numa direcção a Sudeste para o Pacífico Sul, evitando assim a possibilidade de destroços ou dos estágios caírem sobre zonas populacionais.

Wenchang está equipado com dois complexos de lançamento. O Complexo de Lançamento LC101 é utilizado para a família de foguetões CZ-5 Chang Zheng-5, enquanto que o Complexo de Lançamento LC201 é utilizado para o foguetão CZ-7 Chang Zheng-7. Ambas as plataforma de lançamento são similares e estão equipadas com uma torre umbilical fixa, fossos e condutas deflectoras de chamas. Tal como acontece nos outros coentros espaciais da China, as torres umbilicais possuem braços amovíveis que permitem o acesso dos técnicos aos diferentes estágios do lançador e à sua carga.

As plataformas de lançamento utilizam um sistema de supressão de ondas de choque, inundando a base da plataforma de lançamento e o fosso deflector das chamas com um grande volume de água para assim diminuir as ondas sonoras geradas pelos motores do veículo.

As plataformas são servidas por dois edifícios de integração e montagem. O Complexo de Lançamento LC101 é servido pelo Edifício 501, enquanto que o Complexo de Lançamento LC201 é servido pelo Edifício 502. Cada edifício tem uma altura de 99,4 metros permitindo a montagem e teste do veículo lançador na sua posição vertical já totalmente integrado. Esta é uma nova aproximação à maneira como os lançadores são preparados para as suas missões já que nos restantes centros de lançamento, os foguetões são montados no complexo de lançamento.

Após serem montados no edifício de integração e montagem sobre uma plataforma de lançamento móvel, o conjunto é transportado para o complexo de lançamento. A viagem demora vários minutos a percorrer os 2.800 metros que separação os dois edifícios. Após chegar à plataforma de lançamento, a estrutura móvel é colocada sobre o fosso das chamas e procede-se à ligação das conexões umbilicais entre a estrutura fixa e a plataforma móvel que contém o lançador.

Dados estatísticos e próximos lançamentos

– Lançamento orbital: 5620

– Lançamento orbital China: 262

– Lançamento orbital desde Wenchang: 3

Dos lançamentos bem sucedidos levados a cabo em 2017: 19,0% foram realizados pelos Estados Unidos (incluindo ULA – 100,0% (4) e Orbital ATK – 0,0%); 23,8% (5) pela China; 9,5% (2) pela Rússia; 14,3% (3) pela Arianespace; 4,8% (1) pela Índia; 9,5% (2) pelo Japão e 19,0% (4) pela SpaceX.

Os próximos lançamentos orbitais previstos são (hora UTC):

30 Abr (1100:00) – Falcon-9 – Centro Espacial Kennedy, LC-39A – NROL-76

05 Mai (1127:00) – GSLV Mk II F09 – Satish Dawan SHAR, SLP – GSAT-9 (South Asia Sat)

15 Mai (0430:00) – Falcon-9 – CE Kennedy, LC-39A – Inmarsat-5 F4

29 Mai (????:??) – 8K82KM Proton-M/Briz-M (93702/99571) – Baikonur, LC81 PU-24 – EchoStar-XXI

31 Mai (2330:??) – Falcon-9 – CE Kennedy, LC-39A – Dragon SpX-11 (CRS-11)

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