Japão lança RAPIS-1 desde Uchinoura

Actualizado com os tempos de ignição do último estágio.

O Japão levou a cabo o seu primeiro lançamento orbital de 2019 ao colocar em órbita sete satélites. O lançamento foi levado a cabo pelo foguetão Epsilon-2CLPS (ε-4) às 0050:20UTC do dia 18 de Janeiro a partir da Rampa de Lançamento M do Centro Espacial de Uchinoura, Kagoshima.


A missão “Innovative Satellite Technology Demonstration-1” é a primeira oportunidade de demonstração do “Innovative Satellite Technology Demonstration Program” para convidar empresas privadas, universidades, instituições de pesquisa, etc.

A missão ISTD-1 é composta por sete satélites: RAPIS-1 (RAPid Innovative payload demonstration Satellite-1), Hodoyoshi-2 (RISESAT), ALE-1, MicroDragon, OrigamiSat-1, Aoba VELOX-IV e NEXUS. Esta foi a primeira missão na qual o foguetão Epsilon-2 lançou múltiplos satélites.

Desenvolvido pela JAXA e pela Axelspace, o satélite RAPIS 1 (Rapid Innovative Payload Demonstration Satellite 1), é um pequeno satélite de demonstração para testar novas tecnologias no espaço.

Desenvolvido tend por base o satélite Hodoyaxhi-1 colocado em órbita em 2014, o RAPIS-1 irá testar um mecanismo leve para expandir cinco painéis em órbita. O tamanho da expansão é de cerca de 2 m × 3 m. O satélite tem dois objectivos: a implantação com sucesso da asa solar e se a energia da célula solar é normalmente fornecida após a abertura da asa solar.

As dimensões do RAPIS-1 são 1,022 x 1,082 x 1,060 metros, e tem uma massa de cerca de 200 kg. O satélite irá operar numa órbita cum uma altitude média de 500 km e uma inclinação de 97,24º.

O satélite MicroDragon foi desenvolvido pelo Centro Nacional de Satélites do Vietname com a colaboração da Universidade de Tóquio, da Universidade de Tohoku, Universidade de Hokkaido e do Instituto de Tecnologia de Kyusgu. O satélite servirá para demonstração tecnológica, levando a cabo tarefas de detecção remota ao determinar a coloração dos oceanos, controlo dos aerossóis, demonstração em órbita dos sistemas melhorados provenientes do satélite Hodoyoshi e medição da cobertura ATO tendo em conta a degradação anti-estática.

As dimensões do MicroDragon são 50 x 50 x 50 cm, e a sua massa é de 50,5 kg.

O Hodoyoshi-2 ou RISESAT (Rapid International Scientific Experiment SATellite) foi desenvolvido pela Universidade de Tóquio e pelo consórcio RISESAT, e é um pequeno satélite experimental de observação da Terra, cientifico e de demonstração tecnológica.

Os principais objectivos do satélite são: a observação multiespectral em alta-resolução, demonstração em órbita do sistema de controlo de atitude, a realização de uma experiência de comunicação óptica, e observações cientificas internacionais.

No desenvolvimento do satélite participaram a Universidade de Hokkaido, o Instituto Nacional de Informação e de Tecnologia de Comunicações, a Universidade de Ciência de Tóquio, a Universidade de Tecnologia de Fukui, a Universidade Central Nacional (Taiwan), a Universidade Nacional Cheng Kung (Taiwan), a Universidade Técnica Checa (Praga), e a empresa Nakashimada Engeneering Works, Ltd.

As dimensões do RISESAT são 50 x 50 x 50 cm, e a sua massa é de 59,3 kg.

O ALE-1 (Astro Live Experiences 1) é um pequeno satélite de demonstração desenvolvido pela Astro Live Experiences, que irá produzir uma chuva de estrelas artificial. As dimensões do ALE-1 são 60 x 60 x 80 cm, e a sua massa é de 68,0 kg.

Desenvolvido pela Universidade de Tóquio, pela Universidade Metropolitana de Tóquio, pela Universidade Nihon, e pelo Instituto de Tecnologia de Kanagawa, o ALE-1 tem como objectivo a verificação tecnológica como entretenimento utilizando chuvas de meteoros artificiais e a verificação da sua capacidade comercial, observação da densidade, ventos, componentes, etc. da atmosfera superior ao utilizar partículas de uma chuva de meteoros, e compreender as alterações nas órbitas e fenómenos devido à reentrada das chuvas de meteoros.

O OrigamiSat-1 (OrganizatIon of research Group on Advanced deployable Membrane structures for Innovative space science Satellite) é um CubeSat-3U projectado no Instituto de Tecnologia de Tóquio para demonstrar estruturas avançadas de membranas em órbita. As dimensões do OrigamiSat-1 são 10 x 10 x 34 cm, e a sua massa é de 4,1 kg.

Proposto pelo Instituto de Tecnologia de Tóquio, colaboraram neste projecto a Universidade de Nihon, a empresa Sakase Adtech Co., e a empresa WEL Research Co., Ltd.

O OrigamiSat-1 tem como objectivos a demonstração em órbita de uma estrutura membranosa multi funcional amovível, a construção de uma plataforma experimental 2U+1U, e a realização de um downlink de alta velocidade em 5,8 GHz utilizando uma antena UHF na membrana.

O AOBA-VELOX-4 é uma missão conjunta entre a Universidade Tecnológica de Nanyang (Singapura) e o Instituto de Tecnologia de Kyushu (Japão) para desenvolver um CubeSat-2U para demonstração tecnológica e observação do horizonte brilhante lunar a partir da órbita terrestre baixa.

As dimensões do AOBA-VELOX-4 são 10 x 10 x 22 cm, e a sua massa é de 2,6 kg. Desenvolvido pelo Instituto de Tecnologia de Kyushu, o projecto do AOBA-VELOX-4 tem a colaboração da Universidade Tecnológica de Nanyang e da Universidade Nacional Cheng Kung. O satélite irá demonstrar um motor de pulso de plasma para a eliminação de momento, o controlo orbital utilizando um motor de pulso de plasma, e obter imagens da Terra com uma câmara de baixa iluminação.

O  NEXUS (Next Generation X Unique Satellite) é um CubeSat-1U projectado na Universidade de Nihon em colaboração com a associação AMSAT Japonesa (JAMSAT) com o objectivo de demonstrar um satélite de rádio amador da nova geração. As dimensões do NEXUs são 10 x 10 x 11 cm, e a sua massa é de 1,3 kg.

O projecto do NEXUS foi proposto pela Universidade de Nihon e tem a colaboração da Associação AMSAT do Japão (JAMSAT). O satélite tem como objectivo expandir a utilização da comunicação por satélite por parte dos rádios amadores e demonstrar três tipos de transmissores desenvolvidos pela JAMSAT.

Lançamento do Epsilon-2CLPS (ε-4)

A ignição do primeiro estágio do Epsilon-2CLPS (ε-4) ocorre a T=0s com o lançador a abandonar rapidamente a rampa de lançamento. O final da queima do primeiro estágio ocorre a T+1m 48s. e a separação das duas metades da carenagem ocorre a T+2m 31s.

A separação do primeiro estágio ocorre a T+2m 41s. Antes de se iniciar a ignição do segundo estágio, o conjunto é estabilizado por rotação ao longo do seu eixo longitudinal. A separação do segundo estágio a ter lugar a T+6m 30s e a separação do terceiro estágio a ter lugar a T+9m 54s.

Antes da separação do RAPIS-1, o último estágio executa duas manobras entre T+19m 39s e T+19m 39s, e entre T+43m 17s e T+49m 49s. A separação do satélite RAPIS-1 ocorre a T+51m 55s e a uma altitude de 514 km. Uma nova manobra do último estágio ocorre entre T+1h 1m 11s e T+1h 1m 28s, com o RISESAT a separa-se a T+1h 3m 20s e a uma altitude de 510 km. Antes da separação do satélite MicroDragon, ocorre nova manobra de orientação entre T+1h 3m 43s e T+1h 3m 46s, com o satélite MicroDragon a separar-se a T+1h 5m 00s e a uma altitude de 511 km.

O  OrigamiSat-1 separa-se a uma altitude de 512 km, a T+1h 6m 40s (antes o último estágio havia executado nova manobra de orientação entre T+1h 5m 24s e T+1h 5m 26s). Os satélites NEXUS e Aoba VELOX-IV separam-se a T+1h 8m 20s, a uma altitude de 514 km, com o último estágio a executar uma manobra de orientação entre T+1h 7m 4s e T+1h 7m 6s. Finalmente, a última manobra de orientação do último estágio ocorre entre T+1h 8m 43s e T+1h 8m 47s, com o satélite ALE-1 a separa-se a T+1h 10m 00s e a uma altitude de 516 km.

Nas diferentes separações parece que a altitude está a aumentar, mas isto acontece porque a altitude da superfície da Terra varia de lugar para lugar, porém o conjunto está a descer em altitude orbital. Entre cada separação ocorre uma queima que ajusta a atitude e a altitude. São realizadas sete manobras até à separação do ALE-1.

O Centro Espacial de Uchinoura

O Centro Espacial de  Uchinoura (所 之 浦 宇宙空間 所 所 所 所 所 所 Uchinoura Uchū Kūkan Kansokusho) está situado perto da cidade japonesa de Kimotsuki, na província de Kagoshima. Antes da criação da agência espacial JAXA (que agregou a agência espacial NASDA e o instituto ISAS), em 2003, era denominado Centro Espacial de Kagoshima (鹿 児 島 宇宙空間 観 測 測 所).

A maior parte dos satélites científicos do Japão foram lançados desde Uchinoura antes dos veículos lançadores M-V serem desactivados em 2006. No entanto, o centro espacial continua a ser usado para lançamentos suborbitais e orbitais.

Criado em Fevereiro de 1962, o Centro Espacial de Kagoshima foi construído na costa do Pacífico da Província de Kagoshima, em Uchinoura, com o objectivo de lançar foguetões com cargas espaciais. Antes da criação do novo centro espacial, os lançamentos de ensaio dos denominados Pencil Rocket, Baby Rocket e do foguetão Kappa foram realizados a partir das instalações de teste de foguetões Akita (Michikawa) entre meados da década de 1950 até a década de 1960. No entanto, o progresso no desenvolvimento de foguetões e em veículos de lançamento maiores exigiu um local com maior alcance expansivo do que o Mar do Japão.

Após a consideração de vários locais candidatos, foi seleccionado Uchinoura na Prefeitura de Kagoshima, em frente ao Oceano Pacífico. A 31 ° 15 ‘de latitude Norte e 131 ° 05’ de longitude Este, o Centro Espacial de Uchinoura está situado em terrenos acidentados, com a engenharia da paisagem a resultar numa instalação de lançamento que maximiza as características únicas do terreno do local.

Posteriormente ao chamado Baby Rocket, os veículos de lançamento desenvolvidos pelo Japão receberam nomes do alfabeto grego, ou seja, Alpha, Beta, Kappa, Omega, Lambda e Mu. Embora algumas letras gregas tenham sido ignoradas devido ao término do projecto, a progressão para Mu tem sido um dos maiores e mais sofisticados foguetões.

Os lançamentos de ensaio realizados no então Centro Espacial de Kagoshima em relação aos foguetões Kappa, Lambda e Lambda-4, prepararam o terreno para pequenas missões de satélites. Ao mesmo tempo, o programa Mu de grandes foguetões foi sendo desenvolvido. Depois de quatro falhas de lançamento, um satélite de ensaio foi colocado em órbita a bordo de um foguetão Lambda 4S-5. O satélite Ohsumi (em homenagem a uma península na província de Kagoshima) marcou o primeiro lançamento de satélites do Japão. Aperfeiçoamentos subsequentes nos foguetões da classe Mu possibilitaram lançamentos de satélites científicos a uma taxa de um por ano.

O primeiro lançamento do foguetão Epsilon desde o Centro Espacial de Uchinoura transportando o satélite SPRINT-A, teve lugar às 0500UTC do dia 14 de Setembro de 2013.

O foguetão Epsilon

O foguetão lançador Epsilon é um veículo a propulsão sólida para uma nova era, combinando a alta performance e o baixo custo. Tendo por base o foguetão M-V, um foguetão de vários estágios a combustível sólido com a melhor performance no mundo (descontinuado em 2006), tentou-se atingir uma performance melhorada com o novo foguetão e construir um sistema que permitirá lançamentos frequentes ao largamente reduzir os custos operacionais através do melhoramento dos aspectos da sua eficiência operacional, tais como a montagem e inspecção. Ao longo de cada vez maiores oportunidades de lançamento, a JAXA espera que as actividades de desenvolvimento espacial venham a aumentar. O maior objectivo do Epsilon é o de tornar o espaço mais acessível à medida que o lançamento de foguetões se venha a tornar mais fácil.

Os foguetões lançadores convencionais requerem um período significativo de tempo e esforço para o seu lançamento. Com o foguetão Epsilon, os sistemas de lançamento são melhorados e simplificados por ordem a reduzir o tempo necessário para os preparativos para o lançamento. Isto irá tornar o tempo de preparação para o lançamento do Epsilon o mais curto em todo o mundo.

De forma notável, a inspecção dos dispositivos de bordo será feita de forma autónoma pelo próprio lançador. Este avanço irá permitir que o controlo de lançamento seja feito a partir de qualquer parte do mundo simplesmente conectando um computador portátil à rede, o que significa ter um sistema de controlo de lançamento que é independente dos locais de lançamento. Estes conceitos inovadores serão um modelo para os veículos lançadores do futuro.

O Epsilon partilha muitos componentes não só com o foguetão M-V, mas também alguma da tecnologia que é utilizada no foguetão H-2A. As informações apresentadas a seguir, referem-se ao primeiro Epsilon. O veículo utilizado para orbitar o satélite ERG, apresenta um novo segundo estágio (mais comprido do que na versão original), os estágios superiores utilizam agora tubeiras de escape fixas em vez de tubeiras de escape extensíveis, a configuração interna dos estágios superiores foi melhoradas e todo o veículo teve a sua massa total reduzida.

 

O primeiro estágio tem um comprimento de 11,7 metros e 2,6 metros de diâmetro, tendo uma massa de 75.000 kg (66.300 kg de propolente sólido). O motor desenvolve 2.271 N em vácuo, tendo um tempo de queima de 116 segundos e um impulso específico de 284 s.

O segundo estágio tem um comprimento de 4,3 metros e 2,2 metros de diâmetro, tendo uma massa de 12.300 kg (10.800 kg de propolente sólido). O motor desenvolve 371,5 N em vácuo, tendo um tempo de queima de 105 segundos e um impulso específico de 300 s.

O terceiro estágio (KM-V2c) tem um comprimento de 2,3 metros e 1,4 metros de diâmetro, tendo uma massa de 3.300 kg (2.500 kg de propolente sólido). O motor desenvolve 99,8 N em vácuo, tendo um tempo de queima de 90 segundos e um impulso específico de 301 s.

O estágio PBS tem um comprimento de 1,2 metros e 1,5 metros de diâmetro, tendo uma massa de menos de 100 kg (100 kg de propolente sólido). O motor desenvolve 0,4 N em vácuo, tendo um tempo de queima de 1.100 segundos e um impulso específico de 215 s.

De forma opcional, pode ser adicionado um quarto estágio de combustível líquido (CLPS – Compact Liquid Propulsion Stage).

A partir da sua segunda missão, o Epsilon original foi substituido pela versão Epsilon-2 que utiliza um maior estágio M-35 e um terceiro estágio modificado, ambos contendo tubeiras alongadas.

Dados estatísticos e próximos lançamentos

A partir de 2019 os lançamentos da SpaceX estão contabilizados nos lançamentos dos Estados Unidos. O total de lançamentos orbitais tem por base os dados conhecidos até ao momento sobre as actividades secretas tanto de Israel, como da Coreia do Norte e do Irão.

– Lançamento orbital: 5808

– Lançamento orbital Japão: 119 (2,05%)

– Lançamento orbital desde Uchinoura: 41 (0,71% – 34,45%)

Os quadro seguinte mostra os lançamentos previstos e realizados em 2019 por polígono de lançamento.

Os próximos lançamentos orbitais previstos são (hora UTC):

5809 – 19 Jan (1905:??) – Delta IV-Heavy (D381) – Vandenberg AFB, SLC-6 – NROL-71 (KH-11 17)

5810 – 21 Jan (0330:00) – CZ-11 Chang Zheng-11 (Y6) – Jiuquan – Jilin-1 Hyperspectral 01, Jilin-1 Hyperspectral 02 ‘Wenchang Chaosun-1’

5811 – 24 Jan (1808:00) – PSLV-DL (PSLV-C44) – Satish Dawan SHAR, FLP – Kalamsat, Microsat-R

5812 – ?? Jan (????:??) – CZ-3C Chang Zheng-3C – Xichang, LC3 – Beidou-2G8

5813 – 05 Fev (2101:07) – Ariane-5ECA (VA247) – CSG Kourou, ELA3 – HS4-SGS1 (Hellas-Sat-4 / SaudiGeoSat-1), GSat-31

 

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