Japão lança Kounotori-6 para a ISS



Inicialmente previsto para ter lugar em Setembro de 2016, o Japão lançou o seu sexto veículo de carga para a ISS às 13:26:47UTC do dia 9 de Dezembro de 2016. O lançamento foi levado a cabo pelo foguetão H-2B/304 a partir da Plataforma de Lançamento LP2 do Complexo de Lançamento Yoshinobu do Centro Espacial de Tanegashima.

O HTV é totalmente desenhado e fabricado no Japão, sendo para além do módulo Kibo, a contribuição desta país para a estação espacial internacional.

O HTV é um veículo que tem vindo a ser continuamente melhorado de acordo com as necessidades das missões a levar a cabo. As principais alterações ao HTV-6 incluem a remoção de um dos painéis de celulas solares (estando assim equipado com 48 painéis), a eliminação de uma das suas baterias primárias (ficando com 6 baterias), a remoção das luzes de navegação / posicionamento que estão direccionadas para a superfície terrestre durante as operações de aproximação e captura, a introdução de uma plataforma exterior (Exposed Pallet EP’) reforçada com capacidade de 1.900 kg, e a inclusão de cargas para demonstração tecnológica. Neste caso, o Kounotori-6 transporta duas experiências: o SFINKS (Solar Cell Film Array Sheet for Next Generation on Kounotori Six) e od KITE (Kounotori Integrated Tether Experiment). 

Todas as fases do lançamento decorreram como previsto com o veículo a separar-se às 1206UTC do último estágio do seu foguetão lançador. O lançamento ocorre com a ignição do primeiro estágio e com a ignição dos quatro propulsores laterais de combustível sólido. Estes terminam a sua queima a T+1m 54, com o primeiro par a separar-se a T+2m 4s e o segundo par a separar-se a T+2m 7s. A T+3m 40s dá-se a separação das duas metades da carenagem de protecção, agora desnecessária.

O final da queima do primeiro estágio ocorre a T+5m 52s, separando-se do segundo estágio 7 segundos mais tarde. A ignição do segundo estágio ocorre a T+6m 1s e termina a T+14m 20s. A separação do Kounotori-6 ocorre logo .de seguida.

A carga a bordo do Kounotori-5

O veículo HTV-5 transporta 2.566,25 kg de carga interna no seu compartimento pressurizado. Entre estas cargas estão 156 kg de equipamentos informáticos, 35 kg de equipamentos para actividades extraveículares e 663 kg de equipamentos para a ISS (incluindo um novo dispositivo Carbon Dioxide Removal Assembly – CDRA). Adicionamente, estão 420 kg de equipamento cirntífico, incluindo uma unidade experimental Two-Phase Flow, um instrumento de medição de radiação Position-Sensitive Tissue Equivalent Proportional Chamber, o mecanismo Exposed Experiment Handrail Attachment Mechanism, uma câmara de alta-definição HDTV-EF2 e uma câmara 4K, e um novo JEM Small Satellite Orbital Deployer, para a colocação de satélites em órbita a partir da ISS. O HTV-6 transporta também 25,26 kg de equipamentos para a secção Russa da ISS.

O Kounotori-6 transporta ainda 1.264 kg de mantimentos, alimentos, água (600 litros), roupas e outros ítens para a tripulação da Expedição 50.

No seu exterior, o HTV-6 transporta 1.367 kg de carga, entre a qual baterias de iões de lítio que irão substituir as baterias de níquel-hidrogénio que serão descartadas e destruídas quando o HTV-6 reentrar na atmosfera terrestre no final da sua missão de 60 dias. 

Os pequenos satélites a bordo do HTV-6

A bordo do Kounotori-6 foram transportados 9 pequenos satélites que serão posteriormente colocados em órbita a partir do módulo Kibo da estação espacial internacional. 

O satélite EGG (re-Entry satellite with Gossamer aeroshell and Gps/Iridium) é um CubeSat-2U construído pela Universidade de Tóquio para testar um escudo térmico muito fino para a reentrada. Este escudo tem um diâmetro de 0,60 metros. O satélite transporta também um receptor GPS para determinar a sua posição e um modem Iridium para comunicações através da constelação de satélites Iridium. A sua massa é de 4 kg.

O TuPOD é um CubeSat-3U desenvolvido pela Gauss Srl. de Itália que irá separar dois picossatélites do tipo TubeSats após ser colocado em órbita a partir da ISS. A sua massa é de 3,5 kg. 

Os satélites abordo do TuPOD são o Tancredo-1 e o OSNSAT.

O Tancredo-1 é um TubeSat, sendo o primeiro satélite do Projecto Ubatubasat, desenhado na escola Presidente Tancredo de Almeida Neves, Ubatuda – São Paulo, Brasil. O satélite foi desenvolvido a partir de um conjunto experimental cedido pela Interorbital Systems (IOS), Califórnia – EUA, sendo o projecto original muito modificado e melhorado. Com uma massa de 0,75 kg, o satélite está equipado com um gravador de bordo que irá transmitir uma mensagem que foi escolhida num concurso realizado entre os estudantes das escolas em Ubatuba.

O OSNSAT (Open Space Network Satellite) é um TudeSat desenvolvido pela Open Space Network (carga) e pela Interorbital Systems (IOS) (modelo). A sua massa é de 0,75 kg e tem como objectivo levar a cabo uma demonstração tecnológica, além de objectivos educacionais.

Também denominado Yui, o satélite ITF 2 (Imagine The Future 2) é um CubeSat-1U com uma massa de 1 kg desenvolvido por estudantes da Universidade de Tsukuba. O satélite irá apoiar a rede de rádio amador para testar uma pequena antena de comprimento de 1/20 e testar a operação de um micro-controlador FRAM no embiante espacial.

O AOBA-VELOX 3 é uma missão conjunta desenvolvida pela Universidade Tecnológica Nanyang, Singapura, e pelo Instituto de Tecnologia de Kyushu (Japão). O satélite é um CubeSat-2U com uma massa de 2 kg e irá testar sistemas avançados desenvolvidos pelas duas instituições. Será também utilizado para testar um sistema de comunicações wireless que tem por base tecnologias Wi-Fi desenvolvidas para os actuais dispositivos de comunicação movel e routers. 

A missão STARS 1 (Space Tethered Autonomous Robotic Satellite) é composta por um satélite principal e um satélite secundário ligados através de um cabo. A missão tem como objectivo a instalação de um cabo para ser utilizado como elevador espacial num picossatélite, a demonstração tecnológica para a extensão de um cabo, e a análise dinâmica de dois satélites ligados por um cabo através de dados telemétricos recebidos através de comunicações de rádio-amador. O STARS-C é um CubeSat-2U com uma massa de 2,7 kg.

O FREEDOM é um CubeSat-1U com uma massa de 1 kg desenvolvido pela Nakashimada Engineering Works e pela Universidade de Tohoku. O satélite irá abrir a unidade DOM1500 que irá formar uma menbrana de 1,0 x 1,5 metros para aumentar a resistência aerodinâmica e assim acelerar a reentrada do satélite. O FREEDOM também transporta um receptor GPS para determinar a sua posição e um modem de comunicações iridium.

Desenvolvido pela Universidade Waseda, o Waseda-SAT 3 é um CubeSat-1U com uma massa de 1 kg. O satélite irá utilizar um dispositivo de arrasto para acelerar a sua reentrada atmosférica. Uma câmara irá registar a abertura do dispositivo. O pequeno satélite transporta um projector LCD para projectar imagens no dispositivo de arrasto. 

Quatro satélites Lemur-2 foram lançados a bordo do HTV-6. Estes são satélites CubeSat-3U com uma massa de 4 kg e destinam-se à Observação da Terra. Foram desenvolvidos pela empresa Spire e a bordo transportam duas cargas: a STRATOS, para observação da superfície terrestre, e a SENSE, um dispositivo AIS.

O satélite TechEdSat-5 (TES-5), Technical and Educational Satellite-5, é um satélite educacional. É um satélite CubeSat-3U e servirá para demonstração tecnológica. A sua massa é de 4 kg. O TES-5 foi desenvolvido pela Universidade Estatal de San (SJSU) e pela Universidade de Idaho, num projecto colaborativo supervisionado pelo Centro de Investigação Ames da NASA.

 O HTV ‘Kounotori’

O veículo HTV (H-II Transfer Vehicle) foi baptizado com o nome Kounotori após um concurso nacional para escolher um nome para o veículo. ‘Kounotori’ significa ‘Cegonha Branca’.

Várias cargas têm de ser transportadas de forma regular para estação espacial internacional durante o seu período operacional. Estas cargas incluem água, alimentos, roupas, equipamentos de investigação, unidades e amostras experimentais, e equipamentos de manutenção.

O HTV é um veículo de transporte não tripulado que tem um comprimento de 9,8 metros e um diâmetro máximo de 4,4 metros. A sua massa inicial no lançamento é de 16.500 kg, podendo transportar uma carga total de 6.000 kg acomodada nos contentores logísticos. O Kounotori possui dois tipos de contentores logísticos: o PLC (Payload Logistics Carrier) onde os tripulantes podem trabalhar no interior do HTV quando este está ancorado à ISS, e o ULC (Unpressurized Logistics Carrier) que é utilizado para transportar dispositivos experimentais para serem colocados no exterior da ISS nas Exposed Facilitys do módulo experimental japonês Kibo. O HTV junta-se assim uma frota de veículos logísticos que fazem o transporte de mantimentos e equipamentos para a ISS, mas diferencia-se destes pois possui a capacidade de transportar dois tipos de carga, isto é, materiais utilizados no interior e no exterior da ISS.

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Os múltiplos dispositivos electrónicos transportados no módulo de aviónicos e os motores do módulo de propulsão, constituem a parte posterior do Kounotori e permitem ao veículo alterar a sua órbita para assim poder acoplar com a ISS. O Kounotori é assim a culminação de tecnologias desenvolvidas no Japão para os seus satélites, foguetões e para o módulo Kibo, para servir como plataforma para o futuro das tecnologias do voo espacial tripulado.

A secção pressurizada mantida a uma atmosfera é utilizada para o transporte de materiais utilizados no interior da ISS tais como módulos experimentais, alimentos e roupas. Após os tripulantes terem finalizado a remoção de toda a carga e mantimentos, a secção pressurizada é carregada com materiais já utilizados e lixo. O Kounotori é o único veículo que pode transportar grandes quantidades de módulos experimentais através da sua escotilha de 1,3 m2 na sua secção pressurizada. Uma abertura lateral na sua secção não pressurizada permite o transporte de módulos de exposição não pressurizados.

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Após se separar do seu foguetão lançador, o Kounotori realiza uma aproximação automática à ISS enquanto vai recebendo apoio a partir da estação de controlo em Terra para ajustar a sua altitude e distância. Na fase final da aproximação, o HTV ascende lentamente a partir de 500 metros abaixo da ISS e fica estacionário num ponto a cerca de 10 metros por debaixo do módulo Kibo. De seguida, a tripulação da ISS utiliza o sistema de manipulação remota da ISS, o Canadarm2, para o capturar e ancorar (ou acoplar) à estação. Este sistema de captura foi uma tecnologia original expressamente desenvolvida para o Kounotori e tem sido utilizado por uma empresa norte-americana para um sistema similar para permitir a aproximação de outros veículos. As operações de aproximação do Konotori utilizam um algoritmo que foi verificado na missão ETS-7 (Engineering Test Satellite n.º 7) utilizando os satélites Orihime e Hikoboshi.

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O foguetão H-2B

Desde há vários anos que o Japão tem vindo a desenvolver os seus próprios foguetões. Entre os veículos desenvolvidos, o foguetão H-2A tem vindo a ser utilizado para o lançamento de satélites como um veículo de larga escala com uma alta fiabilidade.

O foguetão H-2B é uma versão melhorada do H-2A que se espera que abra o caminho para uma possibilidade de futuras missões, incluindo o transporte de carga para a estação espacial internacional e para o lançamento de missões não tripuladas para a Lua.

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O H-2B tem dois objectivos principais. O primeiro é o lançamento do HTV Kounotori para a ISS. O segundo objectivo é proporcionar uma resposta a necessidades mais amplas ao se fazer uma utilização combinada dos lançadores H-2A e H-2B. Adicionalmente, a grande capacidade de carga do H-2B tornará possível o lançamento simultâneo de mais do que um satélite e irá reduzir os custos, contribuindo assim para a vitalização da indústria espacial japonesa.

O H-2B é um lançador a dois estágios que consome oxigénio e hidrogénio líquido e possui quatro propulsores laterais de combustível sólido que consomem polibutadieno.

O H-2B possui dois motores de propulsão líquida (LE-7A) no primeiro estágio, ao contrário do H-2A que somente está equipado com um desses motores. Os quatro propulsores laterais estão acoplados ao primeiro estágio, enquanto que a versão standard do H-2A só possui dois destes propulsores. Adicionalmente, o corpo central do H-2B foi alargado até aos 5,2 metros enquanto que o diâmetro do H-2A é de 4,0 metros. Da mesma forma, o comprimento do primeiro estágio foi aumentado em 1 metros em relação ao H-2A. Em resultado destas alterações, o H-2B consome 1,7 vezes mais propolente do que o H-2A.

Juntando vários motores, cuja performance é fixa, tem a vantagem de encurtar o período e reduzir os custos do seu desenvolvimento.

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O H-2B tem um comprimento de 57,0 metros e uma massa de 530.000 kg (sem incluir a carga a colocar em órbita). É capaz de colocar 8.000 kg numa órbita de transferência para a órbita geossíncrona ou 16.500 kg numa missão standard do HTV.

Dados estatísticos e próximos lançamentos

– Lançamento orbital: 5591

– Lançamento orbital com sucesso: 5237

– Lançamento orbital Japão: 104

– Lançamento orbital Japão com sucesso: 95

– Lançamento orbital desde Tanegashima: 68

– Lançamento orbital desde Tanegashima com sucesso: 66

Ao se referir a ‘lançamentos com sucesso’ significa um lançamento no qual algo atingiu a órbita terrestre, o que por si só pode não implicar o sucesso do lançamento ou da missão em causa.

Dos lançamentos bem sucedidos levados a cabo em 2016: 21,1% foram realizados pela Rússia; 26,3% pelos Estados Unidos (incluindo ULA (55,0%), SpaceX (40,0%) e Orbital SC (5,0%)); 23,7% pela China; 13,2% pela Arianespace; 9,2% pela Índia, 3,9% pelo Japão, 1,3% pela Coreia do Norte e 1,3% por Israel.

Os próximos lançamentos orbitais previstos são (hora UTC): 

11 Dez (16:10:00) – CZ-3B Chang Zheng-3B/G2 – Xichang, LC3 – FY-4A Fengyun-4A

12 Dez (13:19:00) – L-1011 “Stargazer” / Pegasus-XL – Cabo Canaveral AFS – CYGNSS-1, CYGNSS-2, CYGNSS-3, CYGNSS-4, CYGNSS-5, CYGNSS-6, CYGNSS-7, CYGNSS-8

16 Dez (18:26:00) – Atlas-V/431 (AV-071) – Cabo Canaveral AFS, SLC-41 – Echostar-19/Jupiter-2

19 Dez (?) (??:??:)) – CZ-2D Chang Zheng-2D – Jiuquan, LC43/603 – TanSat (CarbonSat)

20 Dez (11:00:00) – Epsilon – Uchinoura – ERG

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