NGIS lança Cygnus MG-10 para a ISS

Northrop Grumman Innovations Systems (NGIS) levou a cabo o lançamento do veículo de carga Cygnus NG-10E numa missão logística para a estação espacial internacional onde permanecerá durante três meses.

O lançamento teve lugar às 0901:31,9UTC do dia 17 de Novembro de 2018 e foi levado a cabo por um foguetão Antares-230 a partir da Plataforma de Lançamento LP-0A do MARS Wallops Island.


O veículo NG-10 foi baptizado com o nome ‘SS John Young’ em honra do astronauta John Watts Young que foi o primeiro Comandante de uma missão do vaivém espacial, além de ter sido o 9º homem a pisar o solo lunar como Comandante da missão Apollo-16. John Young participou noutras quatro missões espaciais.

Tal como ocorreu nas últimas missões logísticas da Orbital ATK agora NGIS, a missão NG-10E (CRS-10) utiliza uma versão melhorada do veículo Cygnus com um módulo de carga aumentado e com os seus painéis solares redesenhados (UltraFlexTM), bem como os seus tanques de propelente. O módulo de carga pressurizado (PCM) foi alargado e aumenta a capacidade do volume interior em 25%, permitindo o transporte de mais carga em cada missão. Com o aumento no volume, juntamente com a redução de peso proveniente de componentes melhorados, o veículo Cygnus melhorado tem uma capacidade máxima de carga de 3.500 kg, mais 1.200 kg do que a versão anterior.

A bordo são transportados 3.350 kg de carga para a ISS, incluindo 1.044 kg de equipamento científico, 1.141 kg de provisões para a tripulação, 942 kg de equipamentos para a estação espacial, 115 kg de equipamento informático e 31 kg de equipamento para as actividades extraveículares. O total de carga no compartimento pressurizada é de 3.273 kg, enquanto que no compartimento despressurizado são transportados 77 kg de carga.

A bordo do Cygnus NG-10E são também transportados os pequenos satélites CHEFSat-2, KickSat-2 e MYSAT-1. O press-kit com a descrição das experiências transportadas a bordo pode ser acedido aqui.

Lançamento do Cygnus NG-10E

Com a contagem decrescente a atingir T=0s, dava-se a ignição dos dois motores RD-181 do primeiro estágio do foguetão Antares-230. O veículo deixa a plataforma de lançamento a T+3,6s. O primeiro estágio irá desempenhar a sua função durante 3 minutos e 29 segundos, com o final da queima a ter lugar a uma altitude de 104 km. Seis segundos após o final da queima do primeiro estágio ocorre a separação entre este e o segundo estágio.

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As duas metades da carenagem de protecção separam-se 35 segundos após a separação dos dois estágios. Cinco segundos mais tarde dá-se a separação da secção interestágio que fazia a ligação entre o primeiro e o segundo estágio. A ignição do segundo estágio ocorre sete segundos mais tarde.

O tempo de duração da queima do segundo estágio será de 2 minutos e 43 segundos (T+7m 5s). A separação do Cygnus OA-8 ‘SS Eugene Cernan’ terá lugar a T+9m 5s.

 

 

O veículo de carga Cygnus

A Orbital SC (agora Orbital ATK) desenvolveu o veículo espacial de manobra avançada Cygnus ao abrigo do contrato COTS com a NASA. Adicionalmente ao programa de desenvolvimento e de demonstração COTS, a Orbital ATK irá utilizar o Cygnus para realizar missões logísticas de cygnusoa5-3abastecimento da ISS ao abrigo do contrato CRS. O contrato com a NASA previa que a partir de 2013 a Orbital ATK realize oito missões para transportar cerca de 20.000 kg de carga para a ISS.

O sistema Cygnus é um sistema de baixo risco que incorpora elementos de tecnologias já existentes provenientes da Orbital e dos seus companheiros no programa. A Cygnus consiste num módulo de serviço comum e um módulo de carga pressurizado. A Cygnus irá transportar mantimentos para a tripulação, peças sobressalentes e experiências científicas para a ISS. O módulo de serviço incorpora sistemas aviónicos da linha de produção dos satélites LEOStar e GEOStar da OSC juntamente com sistemas de propulsão e sistemas de fornecimento de energia dos satélites de comunicações GEOStar. O módulo de carga pressurizado tem por base o Multi-Purpose Logistics Module (MPLM) desenvolvido pela Thales Alenia Space para a NASA.

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Um mecanismo Common Berthing Mechanism (CBM) localizado na extremidade do módulo de carga pressurizado permite que o veículo Cygnus seja acoplado com a estação espacial internacional.

O Cygnus utiliza um motor Delta-V da IHI Aerospace para as suas manobras orbitais. O motor é derivado do sistema de propulsão BT-4 frequentemente utilizado em satélites de comunicações. O Delta-V queima hidrazina como propelente e pode operar tanto como um motor de monopropelente como um motor de bipropelente utilizando MON-3 como oxidante. Pequenos propulsores de controlo facilitam as manobras e o controlo de atitude do veículo

No lançamento, o veículo Cygnus tem uma massa de 4.163 kg e transporta 800 kg de propelente. A energia é fornecida ao módulo de serviço a partir de duas asas solares fixas capazes de gerar 3,5kW. O seu sistema de propulsão consome N2H4 / MON-3 ou somente N2H4. A secção pressurizada pode transportar 2.400 kg de carga, tendo um volume pressurizado de 27 m3.

Os pequenos satélites a bordo

Na secção despressurizada, o Cygnus NG-10 transporta os satélites CHEFSat-2 e KickSat-2, com o pequeno MYSAT-1 a ser transportado na secção pressurizada.

O CHEFsat-2 (Cost-effective High E-Frequency Satellite 2) é um pequeno satélite com uma massa de 3,7 kg que é baseado no modelo CubeSat-3U e cuja principal missão é a de testar e preparar a tecnologia de comunicações de consumidor para a sua utilização no espaço. O satélite foi desenvolvido pelo Laboratório de Investigação Naval (Naval Research Lab ‘NRL’).

O crescente leque de dispositivos, componentes e tecnologia miniaturizada disponível nos mercados, representa um benefício para a exploração espacial e para uma boa gestão de custos. O CHEFSat prepara um dispositivo de rádio facilmente disponível nesses mercados para uma utilização mais ampla no espaço ao testar a sua segurança e efectividade num CubeSat colocado em órbita a partir da estação espacial internacional.

O CHEFSat-2, tal como o seu antecessor, irá testar novos componentes de onda milimétrica, com os dispositivos IC de baixo custo, alta performance e altamente fiáveis que estão actualmente disponíveis. Assim, o CHEFSat-2 irá tentar compreender os efeitos do tempo e das condições atmosféricas nas ligações de banda E.

Após a sua separação, o satélite irá permanecer num modo de baixo consumo de energia durante 45 minutos. Nesta altura, o satélite irá accionar a sua antena de telemetria de banda S e as antenas dipolares UHF. O satélite irá permanecer em medo baixo consumo até ao primeiro contacto com a estação de controlo. Então, o CHEFSat-2 será comandado para estabilizar a sua atitude em órbita e uma vez que o nível de estabilidade seja aceitável (<1° / min), o satélite irá abrir os seus painéis solares durante a seguinte passagem sobre a estação de controlo. Com os painéis solares em posição, o satélite entrará numa posição de orientação favorável em relação ao Sol para assim aumentar a produção de energia. Seguem-se as actividades de verificação do estado do satélite, verificando a funcionalidade dos seus subsistemas. Terminada esta verificação, seguem-se as operações de verificação da carga a bordo.

O satélite KickSat-2 é baseado no modelo CubeSat-3U e tem uma massa de 5,5 kg, tendo sido desenvolvido pela Universidade de Cornell. O satélite é uma versão melhorada do KickSat-1 colocado em órbita a 18 de Abril de 2014, mas cuja missão foi mal sucedida devido a um reset induzido pela radiação no sistema de libertação dos fento-satélites Sprite.

O KickSat-2 é assim uma missão de demonstração de um CubeSat para rádio-amadores projectada para demonstrar a colocação em órbita e a operação dos Sprite “ChipSats” desenvolvidos na Universidade de Cornell por Zac Manchester.

Os Sprites são pequenos veículos espaciais que estão equipados com sistemas de fornecimento de energia, sensores e sistemas de comunicação num circuito integrado de 3,5 x 3,5 cm e com uma espessura de 2,5 mm, tendo uma massa de cerca de 5 gramas. Pretende-se que sejam uma plataforma de utilização geral para MEMS e outros sensores do tamanho de chips com a possibilidade de envio de informação para as estações terrestres a partir da órbita baixa.

Após ser colocado em órbita, o satélite irá levar a cabo uma manobra de estabilização de atitude e estabelecer comunicações com a estação terrestre de controlo. Após a sua verificação, o satélite será colocado orientado para o Sol. Após a separação, serão recebidas medições e dados de telemetria dos Sprites através da estação terrestre da Universidade de Cornell em Ithaca, Nova Iorque, bem como noutras estações de rádio amador em todo o globo.

Os Sprites deverão reentrar na atmosfera terrestre alguns dias ou semanas após a separação, dependendo das condições atmosféricas. O tempo de vida máximo será de seis semanas.

O KickSat-2 é lançado ao abrigo do programa ELaNa da NASA. O Educational Launch of Nanosatellites (ELaNa) é uma iniciativa da agência espacial Norte-americana para atrair e reter estudantes nas áreas da Ciência, Tecnologia, Engenharia e Matemática.

O pequeno MYSAT-1 é um CubeSat-1U com uma missão educacional que foi desenvolvido pelo Instituto de Ciência e Tecnologia Masdar, Emirados Árabes Unidos.

O MYSAT-1 tem dois objectivos: a comunicação com o CubeSat em órbita e estabelecimento de uma ligação de recepção de telemetria, e obter fotografias dos Emirados Árabes Unidos utilizando uma câmara como carga e posterior envio das fotografias para a estação de recepção em Terra. A bordo também será testada uma bateria de iões de Lítio desenvolvida e fabricada pelos laboratórios do Instituto de Ciência e Tecnologia Masdar.

O satélite será colocado em órbita a partir da escotilha Japonesa no modulo laboratorial Kibo da estação espacial internacional.

O foguetão Antares-230

cygnusoa5-002459O foguetão Antares-230 representa uma evolução em relação à sua versão anterior, sendo a principal diferença a introdução dos motores Energomash RD-181 no primeiro estágio.

O Antares-230 tem um comprimento de 42,5 metros, diâmetro de 3,9 metros e uma massa no lançamento entre os 290.000 kg e os 310.000 kg.

O primeiro estágio consome oxigénio líquido e querosene com os seus dois motores RD-181 cada um com um sistema vectorial de propulsão independente. Os tanques do primeiro estágio foram produzidos pela Yushmash, sendo projectados e verificados pela KB Yuzhnoye (sendo desenvolvidos a partir de produtos semelhantes fabricados para os foguetões 11K77 Zenit). A NGIS é responsável pelo desenvolvimento do sistema e sua integração.

O segundo estágio está equipado com um motor Castor 30XL de propulsão sólida desenvolvido pela Orbital ATK (actual NGIS).

O motor RD-181 é baseado no motor RD-191 e foi adaptado para ser integrado no foguetão Antares. Enquanto que o motor RD-193 foi desenhado como um substituto para o motor NK-33, em 17 de Dezembro de 2014, a então Orbital Sciences anunciava que iria utilizar o RD-181 na segunda versão do Antares, tendo assinado um contrato directo com a Energomash para o fornecimento de 60 motores RD-181.

A 19 de Fevereiro de 2015, a Orbital ATK anunciava que o novo Antares-230 iria ter o seu voo inaugural em Março de 2016. A 29 de Maio de 2015, a Orbital referia que os novos motores haviam sido submetidos a sete ignições de certificação e que todos os testes haviam decorrido como previsto, afirmando também que os dois primeiros modelos de voo estavam a ser submetidos aos testes finais e que seriam entregues em princípios de Julho.

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Como explicar a designação do Antares-230? O número ‘230’ na designação desta versão do Antares mostra-nos os diferentes componentes de propulsão deste lançador. O algarismo ‘2’ representa o motor RD-181 (o algarismo ‘1’, como por exemplo no Antares-130, representa o motor AJ-26-62 derivado do motor NK-33). Por outro lado, o algarismo ‘3’ representa o motor Castro-30XL de propulsão sólida (nesta posição, o algarismo ‘1’ representa o motor Castor-30A, enquanto que o algarismo ‘2’ representa o motor Castor-30B). Finalmente, o algarismo ‘0’ representa a ausência de um terceiro estágio (nesta posição, o algarismo ‘1’ representa um terceiro estágio de bipropelente, enquanto que o algarismo ‘2’ representa um terceiro estágio derivado do motor Star-48).

Dados estatísticos e próximos lançamentos

– Lançamento orbital: 5783

– Lançamento orbital EUA: 1579 (27,30%)

– Lançamento orbital desde MARS Wallops Island: 43 (0,74%)

Os próximos lançamentos orbitais previstos são (hora UTC):

19 Nov (1832:00) – Falcon-9/SHERPA (B1048.3) – Vandenberg AFB, SLC-4E – ORS-7A (Polar Scout 1), ORS-7B (Polar Scout 2), MinXSS-2, Audacy-0, Eu:CROPIS, BlackSky Global 2, STPSat-5, NEXTSat-1, Hawk-A, Hawk-B, Hawk-C, Fox-1C (Fox-1Cliff), KNACKSAT, Elysium-Star 2, JY1-Sat, KazistiSat (KazSTSAT), KazSaySat-1 (KazSciSat-1), ROSE-1 (RFT Orbital Satellite Experiment), ICEYE-X2, CSIM-FD, Hiber-2, Orbital Reflector (ORS-1), PW-Sat 2, Hamilton-1, MOVE-2, Centauri-2, Eaglet-1, SpaceBEE-9, SpaceBEE-10, SpaceBEE-11, Flock-3s (1), Flock-3s (2), Flock-3s (3), SkySat-14, SkySat-15, AISTECHSAT-2, Al-Farabi 2, Astrocast-0.1, BeeSat-5, BeeSat-6, BeeSat-7, BeeSat-8, BlackHawk, BRIO, Capella-1, ESEO, eXCITe, ExseedSat-1, FalconSat-6, ICE-Cap, Irvive-02, ITASAT-1, K2SAT, Landmapper-BC 4 (Corvus-BC 4), RAAF-M1, RANGE-A, RANGE-B, SeaHawk-1, SeeMe, SIRION Pathfinder 2, SNUGLITE, SNUSAT-2, Suomi-100, THEA, VESTA, VisionCube, WeissSat-1, ENOCH

18 Nov (1800:00) – CZ-3B Chang Zheng-3B/YZ-1 – Xichang, LC3 – Beidou-3M17 (Beidou-41), Beidou-3M18 (Beidou-42)

19 Nov (2340:00) – CZ-2D Chang Zheng-2D – Jiuquan, LC43/94 – Jiading-1 (OKW-01), SaudiSAT-5A, SaudiSAT-5B, Tianzhi-1, ?????, ?????

21 Nov (0142:00) – Vega (VV13) – CSG Kourou, ZLV – Mohammed VI-B (MN35-B, Morocco EO Sat 2)

25 Nov (????:??) – KZ-1A Kuaizhou-1A – Jiuquan – ?????

 

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