Minotaur-C lança satélites SkySat



Um foguetão Minotaur-C foi lançado desde a Base Aérea de Vandenberg, Califórnia, às 2137UTC do dia 31 de Outubro de 2017 colocando em órbita com sucesso vários satélites SkySat e Flock-3m. O lançamento teve lugar a partir do Complexo de Lançamento SLC-576E.

Os satélites SkySat são satélites comerciais de observação da Terra que são operados pela Planet Labs. Baseados na plataforma SSTL-50 e têm uma massa de cerca de 120 kg. Também operados pela Planet Labs, os satélites Flock-3m são baseados na plataforma Cubesat-3U e têm uma massa de 5 kg, sendo utilizados para a observação da Terra.

Anteriormente designado Taurus-XL, o foguetão lançador Minotaur-C foi desenvolvido pela Orbital Sciences Corporation (OSC), actual Orbital ATK, para proporcionar um meio barato, fiável e flexível para colocar pequenas cargas em órbita. O veículo foi originalmente desenvolvido para as necessidades do Programa SSLV (Standard Small Launch Vehicle) da agência DARPA (Defense Advanced Research Projects Agency). Os requisitos desse programa sublinhavam a necessidade da fiabilidade do sistema, transportabilidade, e operacionalidade a partir de localizações austeras. Após o seu voo inaugural, a OSC iniciou o trabalho de desenvolvimento de uma versão melhorada do lançador. Esta configuração, que é o lançador que é oferecido comercialmente, difere da versão SSLV principalmente devido à utilização do motor de propulsão sólida ATK Thiokol Castor 120 no primeiro estágio em lugar do estágio Peacekeeper utilizado no primeiro voo. Os esforços da OSC resultaram num sistema de lançamento simples e robusto que tem sido bastante bem sucedido e está em produção para apoiar vários clientes comerciais e governamentais.

O sistema Taurus também inclui um conjunto completo de equipamento transportável LSE (Launch Support Eqquipment) destinado a permitir que o lançador seja operado como um sistema independente de lançamento de satélites. Enquanto que o sistema Taurus é capaz de realizar operações independentes, é tipicamente lançado a partir de um polígono de lançamento já estabelecido; assim, o veículo e o equipamento LSE são compatíveis com polígonos norte-americanos na Base Aérea de Vandenberg, no Cabo Canaveral AFS e em Wallops Island. Uma rede de comunicações liga o LSE com o Centro de Controlo.

O foguetão Minotaur-C é um lançador a quatro estágios, de orientação inercial, e que só utiliza propulsão sólida. As margens de desenho conservadoras, sistemas estruturais avançados, sistemas aviónicos modernos, e integração e teste simplificados, originaram um desenho de um lançador robusto e muito fiável. Adicionalmente, as acomodações de carga do Taurus e interfaces foram desenhadas para satisfazer um grande leque de potenciais requisitos de cargas.

O primeiro estágio do foguetão Minotaur-C (designado Estágio ‘0’) é o motor ATK Thiokol Castor 120 Solid Rocket Motor (SRM). Este motor é um substituto comercial do primeiro estágio Peacekeeper que foi utilizado no voo inaugural do Taurus. A performance e as características físicas do Castor 120 estão proximamente relacionadas com o motor Peacekeeper. O aglutinante do propolente, e o conteúdo sólido e de alumínio são os mesmos, o comprimento e o peso são aumentados de forma modesta, e a balística é ligeiramente reformulada para criar um perfil de força e um ambiente de voo mais benignos enquanto consegue uma mais elevada performance.

A secção interestágio estágio ‘0’ / ‘1’, é uma secção fabricada em alumínio que se prolonga desde a secção dianteira do Castor 120 até à parte posterior do motor do estágio ‘1’, com um diâmetro máximo de 2,3 metros até a um diâmetro mínimo de 1,3 metros. O interestágio é fabricado em duas secções: o interestágio inferior, que permanece com o estágio ‘0’, e o interestágio superior que permanece com o estágio ‘1’. Uma junta entre a secção inferior e superior permite ao conjunto de estágios superiores do lançador ser acoplado ao estágio ‘0’, enquanto que um sistema de separação de carga linear corta as suas secções do interestágio na ingnição do estágio ‘1’. A secção inferior é desenhada para acomodar uma separação a quente do estágio ‘1’ através da incorporação de pontos de ventilação na secção cilíndrica da estrutura. Painéis aerodinâmicos que cobrem os pontos de ventilação são ejectados mesmo antes da ignição do estágio ‘1’.

Os estágios superiores do Minotaur-C (conhecidos como estágios ‘1’, ‘2’, e ‘3’) são os motores ATK Orion 50S (standard e XL), Orion 50 (standard e XL) e Orion 38, respectivamente. Estes motores foram originalmente desenvolvidos para o Programa Pegasus da OSC e foram adaptados para serem utilizados no foguetão Taurus. Características de desenho comuns, materiais e técnicas de produção foram aplicadas a estes motores para maximizar a fiabilidade e eficiência de produção. Estes motores estão totalmente qualificados para o voo devido ao conservadorismo do seu desenho, testes de ignição no solo e numerosos voos.

A estrutura da popa do lançador fabricada em grafite / epoxy proporciona a transição entre o motor do estágio ‘2’ (1,3 metros de diâmetro) para a secção de aviónicos (1,6 metros de diâmetro). A popa é uma estrutura em sanduíche construída utilizando um núcleo de espuma e placas de epoxy. A secção de aviónicos, também uma estrutura de grafite / epoxy, suporta a parte de aviónicos e transporta as principais cargas estruturais da carenagem de protecção para o cone de carga. A secção de aviónicos em alumínio transporta os sistemas aviónicos do terceiro estágio. Esta secção tem uma forma anelar para maximizar a utilização do volume disponível e permitir ao motor do estágio ‘3’ ser suspenso a partir do cone de carga ao longo da secção. Isto retira o motor ‘3’ do caminho principal das cargas estruturais e proporciona a flexibilidade para acomodar configurações alternativas do estágio superior.

O desenho dos sistemas aviónicos do Minotaur-C é totalmente digital com processadores distribuídos. A fiabilidade da missão é conseguida com a utilização de desenhos simples, componente altamente fiáveis, grandes margens de desenho e testes extensivos ao nível das caixas, subsistemas e sistemas. O coração do sistema de aviónicos é o computador de voo, que comunica com todos os subsistemas do veículo e com o LSE utilizando ligações de dados digitais RS-422. Todos os aviónicos no veículo contêm microprocessadores integrais para executarem processamentos locais e para executarem comunicações com o computador de voo.

A orientação, navegação e controlo do veículo é levada a cabo com dados provenientes do sistema de navegação SIGI da Honeywell e com o giroscópio LN-200 da Northrop Grumman. O SIGI é um navegador espacial que foi já utilizado nos lançadores Pegasus e Taurus bem como noutros veículos da OSC (veículos alvo e de intercepção). Estes voos anteriores demonstraram a excelente precisão de navegação do SIGI. O LN-200 é um giroscópio localizado no estágio ‘1’. O LN-200, utilizado durante a fase de voo do estágio ‘0’, fornece uma medição adicional dos níveis de atitude do veículo para serem utilizados pelo piloto automático. O LN-200 foi utilizadas em todas as missões do Taurus, com a excepção da T1.

A OSC oferece duas carenagens de protecção para encapsular a carga e protegê-la, controlando a contaminação durante o processamento no solo, nas operações integradas e durante o voo. Ambas as carenagens são conchas bissectoras fabricadas em grafite / epoxy com um núcleo em favos de alumínio. Ambas as carenagens do Taurus com um diâmetro de 1,6 metros, fabricadas pela Vermont Composites, e de 2,34 metros, fabricadas pela Texas Composites, foram demonstradas com sucesso em missões do lançador.

As carenagens foram desenhadas para satisfazer uma variedade de requerimentos de interfaces. Ambos os desenhos proporcionam encapsulamento da carga off-line na carenagem e o transporte deste elemento para o local de lançamento para ser acoplado com o lançador mais tarde no fluxo de operações de voo. As carenagens também proporcionam uma baixa contaminação através de um desenho prudente e selecção de materiais e processos pouco contaminantes. Cada carenagem incorpora cobertores acústicos e ductos internos de ar condicionado para controlar o ambiente das cargas.

Com a adição de um adaptador estrutural, cada carenagem pode acomodar múltiplas cargas. Esta característica permite que duas ou mais pequenas cargas compartilhem o custo do lançamento.

De seguida estão os esquemas das diferentes carenagens de protecção que podem ser utilizadas nos lançadores Minotaur, bem como os diferentes azimutes de voo a partir dos diferentes locais de lançamento.

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