Os Dias da Tempestade – O Vaivém Espacial Soviético

O Boletim Em Órbita assinala o 30º aniversário do lançamento do vaivém espacial Buran com este artigo que relata o desenvolvimento deste veículo único.

Os Dias da Tempestade – O Vaivém Espacial Soviético


Quando em finais dos anos 60 e princípios dos anos 70 os Estados Unidos marcaram o rumo dos seus próximos passos na aventura espacial, não imaginavam que estavam a escolher um sistema de transporte espacial que se viria a tornar num dos mais dispendiosos programas jamais levados a cabo. O vaivém espacial foi anunciado ao mundo durante a missão lunar Apollo-17 e vendido aos contribuintes americanos como um futuro meio barato de alcançar a órbita terrestre, com regulares viagens semanais. Infelizmente tal não veio a revelar-se…

Entretanto na União Soviética vários programas de exploração espacial tripulados nasciam das mentes mais engenhosas dos diferentes bureaus espaciais existentes. Em Junho de 1974 foi tomada a decisão para se iniciar o desenvolvimento de um sistema espacial reutilizável (MKS) que pudesse no futuro alternar ou mesmo substituir os veículos Soyuz para o transporte de tripulações e carga para as plataformas orbitais soviéticas. O projecto foi entregue no mês de Outubro à corporação NPO Energiya que deveria desenvolver um veículo com uma capacidade de transporte de 80.000 kg para a órbita terrestre. A NPO Energiya iniciou uma série de estudos de diferentes concepções de veículos reutilizáveis que forem a génese do sistema Energiya / Buran.

Com a corrida à Lua irremediavelmente perdida o programa do foguetão lançador N1-L3 é cancelado em 1974 depois de quatro voos de teste fracassados. Por outro lado Valentin Glushko é nomeado Desenhador-Chefe da nova corporação NPO Energiya nascida das “cinzas” do bureau OKB-1 de Korolev e Mishin.

Na mesma altura nos Estados Unidos já se encontravam em fase de planeamento o programa do vaivém espacial e o Departamento de Defesa (DoD) planeava o uso deste veículo para diferentes missões com objectivos militares.
Procurando sempre uma paridade estratégica militar e tendo um veículo tripulado que não teria no futuro a mesma capacidade do vaivém espacial americano, a liderança soviética enveredou pelo desenvolvimento de um veículo espacial tripulado reutilizável com características muito semelhantes ao vaivém espacial dos Estados Unidos. Muitos problemas teriam de ser resolvidos pois a derrota na corrida para a Lua havia apontado para sérias deficiências nas bases tecnológicas de toda a União Soviética.

Nos Estados Unidos a NASA e a Força Aérea (USAF) juntaram os seus estudos sobre um veículo reutilizável de forma a reduzir os custos do programa. A conclusão levou a um veículo semi-reutilizável equipado com dois propulsores laterais de combustível sólido recuperáveis, um veículo orbital também recuperável e um tanque externo destinado ao transporte de LOX e LH2 para a fase inicial do voo, que seria descartável sendo este o único elemento do sistema que seria não recuperável.

Na União Soviética os planos do vaivém espacial americano foram estudados em pormenor. Como resultado deste estudo muitos aspectos do sistema americano foram rejeitados pelos engenheiros soviéticos que se basearam nas suas extensas bases de análise de engenharia. Um aspecto importante rejeitado pelos soviéticos foi o desenho dos propulsores laterais de combustível sólido que auxiliariam o vaivém americanos nos dois primeiros minutos de voo. Em meados dos anos 70 a União Soviética não possuía qualquer experiência no desenvolvimento de grandes motores de combustível sólido e em especial de foguetões segmentados como os Solid Rocket Boosters (SRB) americanos. Assim, Valentin Glushko optou pelo desenvolvimento de um veículo lançador equipado com propulsores laterais líquidos paralelos que estariam equipados com motores capazes de desenvolver uma força de 700.000 kg e que consumiam querosene e LOX. De notar que a União Soviética também não possuía experiência no desenvolvimento motores criogénicos reutilizáveis semelhantes aos Space Shuttle Main Engines (SSME), com câmaras de alta pressão de ciclo fechado e com uma força de 230.000 kg. Até esta altura nenhum motor soviético tinha utilizado estes prepolentes (LOX e LH2) e o maior motor em desenvolvimento era o 11D57 capaz de desenvolver uma força de 40.000 kg. Enquanto que um motor criogénico com uma força de 200.000 kg podia ser desenvolvido em tempo útil para o veículo espacial reutilizável, o desenvolvimento de motores reutilizáveis seria impossível devido à experiência limitada neste tipo de prepolentes. Este facto levou a importantes decisões relativas ao desenho do veículo orbital. Como somente seriam utilizados motores descartáveis, então não havia a necessidade de os colocar no veículo que seria recuperado pós o voo. Assim, o veículo poderia ser colocado sobre o eixo longitudinal do foguetão lançador em vez da posição lateral como é o caso do vaivém americano.

Estas ideias conduziram ao Vulkan. O Vulkan era um projecto de um lançador soviético no qual os estágios de propulsão se encontravam localizados em torno de um corpo central com a carga a colocar em órbita no seu topo, tal como na maioria dos lançadores soviéticos. A não utilização de cargas laterais levou ao desenho de um lançador mais leve e muito mais flexível que poderia ser adaptado para uma grande variedade de cargas utilizando entre dois a oito estágios laterais em torno do corpo central que poderia ser equipado com um ou até quatro motores principais modulares.

Para o desenho do veículo orbital surgiram três configurações. Após vários estudos das propostas, e de outras mais ousadas, optou-se por se fazer uma quase cópia aerodinâmica do vaivém espacial americano cujo formato havia sido seleccionado pela NASA após intensos estudos de mais de 60 configurações entre 1968 e 1972.

O desenho do vaivém espacial americano poderia trazer grandes vantagens aos desenhadores soviéticos que poupariam assim imenso trabalho e tempo de pesquisa. Porém, os engenheiros da NPO Energiya não aprovaram o desenho do vaivém americano. Com os intensos estudos levados a cabo para o desenvolvimento da cápsula Soyuz, construída na corporação, os engenheiros concluíram existir grandes inconvenientes a nível de peso e problemas a nível de controlo térmico em qualquer veículo provido de asas. Os seus estudos haviam conduzido à conclusão de que o desenho de um corpo com capacidade de suspensão e capaz de desenvolver elevados ângulos de ataque em velocidades hipersónicas, poderia quase atingir as mesmas características em voo. Os engenheiros preferiram por volta de 1974 o desenho de um veículo sem asas possuindo um compartimento para a tripulação numa zona frontal cónica, uma secção cilíndrica de carga e uma outra secção posterior também de forma cilíndrica e contendo motores para manobras orbitais. Designado MTKVA, o veículo poderia planar até à zona de aterragem a uma velocidade subsónica, utilizando pára-quedas para a travagem inicial seguido de uma aterragem vertical suave utilizando trens providos de esquis e com o auxílio de retro foguetões. O desenho do MTKVA foi aprovado em Maio de 1976 possuindo já uma forma aerodinâmica mais refinada na forma triangular. O veículo teria um peso de 200.000 kg, tendo três vezes mais a capacidade de carga do vaivém espacial americano e duas vezes o seu peso.

A terceira configuração era um avião espacial de dimensões mais reduzidas capaz de ser colocado em órbita por um foguetão Proton. O bureau OKB MiG estava a desenvolver o avião espacial Spiral desde 1965 mas o projecto fora sempre escassamente financiado e encontrava-se muitos anos atrasado em relação ao plano original. O Spiral era um conceito extremamente ambicioso. O avião deveria ser lançado por um estágio inicial cujo motor obteria o seu oxidante da própria atmosfera. O desenho do Spiral havia sido refinado por anos de desenvolvimento, análise, testes em túneis de vento e lançamento de modelos à escala em trajectórias suborbitais. O bureau de Chelomei, cujo avião espacial Raketoplan havia sido cancelado em 1965 em favor do Spiral, também possuía um concorrente directo, o LKS que utilizava uma asa semelhante à do vaivém espacial num veículo mais pequeno com um peso de 20.000 kg.

Energiya/Buran

Após ser analisado extensivamente pelo governo soviético, este emitiu um decreto a 12 de Fevereiro de 1976 autorizando o desenvolvimento do Energiya / Buran. O Ministério da Defesa foi nomeado como responsável pela direcção do programa, sendo a corporação NPO Energiya nomeada para a construção do sistema. Ao mesmo tempo era emitida a especificação militar oficial com a designação Buran na qual especifica a negação do uso do espaço para propósitos militares por parte do inimigo; a pesquisa de questões de interesse militar, científico e da economia nacional; aplicação de pesquisas militares e experiências utilizando grandes complexos espaciais; colocação em órbita e o seu transporte de volta para a Terra de veículos, cosmonautas e mantimentos; colocação numa órbita com uma altitude de 200 km e uma inclinação de 50,7º em relação ao equador terrestre de cargas com um peso de 30.000 kg, seguido de sete dias de operações orbitais e regresso à Terra de uma carga de 20.000kg; e exploração da tecnologia desenvolvida para o vaivém espacial americano de forma a melhorar a capacidade tecnológica soviética.

A 18 de Dezembro de 1976 uma declaração do Presidium do Soviete Supremo refere que todas as entidades directamente ligadas ao sistema Energiya / Buran devem cooperar na realização do projecto. O bureau NPO Yuzhnoye ficaria encarregue do desenvolvimento dos propulsores laterais para o novo foguetão, enquanto que a NPO Energiya iria construir os motores do foguetão e os motores do corpo principal do lançador (a LOX / LH2) seriam desenvolvidos por Kosberg.

A um nível mais discreto tanto Chelomei como o OKB MiG continuariam a desenvolver os projectos do LKS e do Spiral.

O Vulkan e o MTKVA foram o ponto de partida e ambos foram modificados para poderem preencher os requerimentos das especificações dos militares. O estudo dos vários conceitos indicou que apesar da evidente vantagem do MTKVA, existiam problemas sérios a nível operacional e técnico. Existiam riscos técnicos consideráveis em levar a cabo a própria aterragem vertical que a proposta preconizava, com riscos operacionais na concretização das rápidas e complexas operações necessárias para concretizar a própria aterragem. Existiam também problemas na manutenção no solo, como mover o veículo após a aterragem? Este problema tornava-se mais sério se o veículo aterrasse fora da zona normal de aterragem. A análise final dos problemas levou a que a solução racional deste problema fosse um veículo orbital semelhante a um avião. Surgiram na altura duras críticas devido ao facto de se proceder a uma cópia do conceito e da configuração do vaivém espacial americano.

De salientar que estudos anteriores haviam considerado várias configurações com propostas de lançamentos verticais e lançamentos tanto no solo como a partir do mar. No entanto nenhuma das configurações parecia ser destacada como a melhor de todas as propostas pelos vários engenheiros, o que por um lado validou o trabalho já levado a cabo no melhoramento do conceito do vaivém espacial americano. Finalmente foi considerado que não valia a pena optar por uma configuração inferior diferente só para ser original.

A 11 de Junho de 1976 é finalmente escolhida uma configuração aerodinâmica muito semelhante à do vaivém espacial americano. O bureau NPO MiG foi seleccionado para construir o veículo dando origem a um novo bureau, Molniya, que tinha como Desenhador-Chefe G. Lozino-Lozinsky.

Foram levados a cabo testes em túneis de vento com diferentes configurações dos propulsores e diferentes localizações do veículo sobre os propulsores e o corpo central do lançador. Depois de muitos ensaios o vaivém foi colocado numa posição lateral tal como o vaivém espacial americano, com os motores principais a ficarem no corpo central do veículo. A configuração manteve os propulsores laterais líquidos, tendo no entanto reduzido o número para quatro unidades. O novo foguetão, Energiya, tinha metade da massa no lançamento e metade da capacidade de carga do Vulkan, sendo no entanto suficiente para colocar em órbita o vaivém Buran com uma carga de 30.000 kg.

O desenho do MKS foi finalizado a 12 de Dezembro de 1976 com os militares a atribuírem a designação 1K11K25 e a designação 11K25 ao veículo lançador. Em finais de Julho de 1977 o desenho do sistema foi revisto por uma comissão que levou ao decreto governamental 1006-323 de 21 de Novembro de 1977 que estabelece o plano de desenvolvimento. Em Maio de 1978 é finalizado o projecto técnico estando o primeiro voo de ensaio do 11K25 Energiya previsto para 1983 e tendo como carga um modelo do vaivém espacial designado OK-ML-1. Este modelo serviria para testar o escudo térmico do vaivém, permanecendo acoplado ao lançador em todo o voo. Um segundo modelo designado OK-ML-2 seria utilizado no segundo voo de ensaio, mas ao contrário do primeiro este separar-se-ia do lançador e não estaria equipado com um escudo térmico, sendo descartado no final da missão. O primeiro voo Buran seria um teste não tripulado agendado para 1984, com os voos tripulados a serem rotineiros por volta de 1987.

11K25 Energiya

O 11K25 Energiya tinha também a designação SL-17 (Departamento de Defesa dos Estados Unidos), ou J (Designação Sheldom). A versão do lançador que foi utilizada para colocar em órbita o vaivém espacial Buran era capaz de colocar 88.000 kg numa órbita terrestre a 200 km de altitude ou então uma carga de 22.000 kg numa órbita de transferência para a órbita geossíncrona. No lançamento era capaz de desenvolver 3.582.250 kgf, tendo uma massa total de 2.524.600 kg. O seu diâmetro principal era de 7,75 metros e o seu comprimento era de 97,00 metros.

O conceito modular do 11K25 Energiya poderia ser utilizado para colocar em órbita cargas entre 10.000 kg e 200.000 kg utilizando combinações de diferentes estágios, vários motores principais no corpo central e estágios superiores. Existiam três versões do lançador: Groza, equipado com dois estágios, Buran, com quatro estágios, e Vulkan, seis estágios. O diâmetro de 7,7 metros do corpo central foi determinado pelo tamanho máximo que poderia ser operado pelo equipamento desenvolvido para o gigante N1. O diâmetro de 3,9 metro para os estágios laterais foi determinado pelo tamanho máximo da bitola dos transportes ferroviários na Ucrânia.

Mais uma vez e como já havia acontecido com o desenvolvimento de outros sistemas de lançamento, a selecção dos prepolentes gerou uma grande controvérsia. A utilização do prepolentes sólidos nos propulsores laterais, tal como no sistema americano, foi novamente considerada. No entanto a produção de combustível sólido na União Soviética estava limitada a pequenos motores para mísseis balísticos intercontinentais. Não existia nenhuma base tecnológica para a produção de motores de combustível sólido segmentados e o próprio transporte desses motores representava um problema sério. A decisão foi a de se utilizarem os prepolentes líquidos LOX e querosene para os propulsores laterais. De notar que nos anos 60 Valentin Glushko havia favorecido o uso de prepolentes químicos armazenáveis nos veículos e havia «combatido» ferozmente a decisão de Serguei Korolev de não os utilizar. Surpreendentemente, agora Glushko aceitava a sua utilização. Tarde de mais para Korolev que já havia falecido e o seu N1 estava agora enterrado profundamente nos arquivos secretos da União Soviética. Na altura a posição de Glushko foi fortemente vincada, mas agora teve de concordar que o uso de prepolentes altamente tóxicos num veículo destas dimensões era simplesmente irracional.

A certa altura foi considerado o uso de LOX e querosene no corpo central do lançador, no entanto um dos objectivos do programa era estabelecer uma paridade tecnológica com os Estados Unidos ao explorar as tecnologias aí desenvolvidas. Os motores do corpo central do 11K25 Energiya eram baseados nos SSME com a mesma especificação a nível de força e impulso específico no lançamento. Apesar dos SSME serem um ponto de partida, a tecnologia de motores soviética era mais avançada do que a tecnologia americana em muitos aspectos.

Os Estados Unidos, com a excepção do SSME, haviam abandonado o desenvolvimento de motores a combustível líquido em meados dos anos 60.A utilização de motores a combustível sólido foi preferida para os mísseis e propulsores americanos, enquanto que os engenheiros soviéticos haviam passado toda a sua vida no aperfeiçoamento de motores a combustível líquido e nunca haviam favorecido o desenvolvimento de motores a combustível sólido. Em resultado dos anos e anos de pesquisa os motores soviéticos que funcionavam a LOX / querosene e N2O4 / UDMH possuíam uma performance muito superior aos motores norte-americanos. A contribuição da tecnologia soviética e as alterações inevitáveis durante o desenvolvimento levaram a que o motor RD-0120 fosse diferente dos SSME, mas mantendo a mesma performance que este último. Ao contrário dos SSME, o desenvolvimento do RD-0120 foi relativamente simples e o resultado final representava para a União Soviética novas soluções técnicas em fiabilidade do motor, controlo, alteração de potência em voo e performance. O RD-0120 foi o primeiro motor soviético capaz de alterar a sua potência em voo, sendo também os seus primeiros motores criogénicos produzidos em série.

No que diz respeito aos motores para os propulsores laterais, o RD-170, o seu desenho e concepção era inteiramente soviética, porém o seu desenvolvimento foi lento e difícil. Este tipo de motores de ciclo fechado a LOX / querosene, eram o tipo de motores aos quais Glushko se tinha oposto nos anos 60. Os requerimentos dos militares exigiam que estes motores fossem reutilizáveis por dez vezes. No desenvolvimento do RD-170, Glushko voltou a utilizar a sua velha solução quando foi incapaz de resolver os problemas relacionados com a estabilidade da combustão. Para resolver este problema, utilizou um motor possuindo quatro câmaras de combustão alimentadas por uma turbo-bomba comum. Desenvolver um sistema de arrefecimento adequado para as paredes do motor devido às altas temperaturas e pressões, pareceu um problema impossível de resolver. Quando se resolvia um problema, logo outro surgia e o RD-170 tornou-se num atraso para o projecto que já possuía os estágios finalizados. A certa altura surgiu um forte diferendo entre Glushko e o Ministro da Defesa, chegando mesmo às altas esferas da direcção do país. Porém, os engenheiros finalmente conseguiram resolver o problema.

Os propulsores 11S25 Block A foram desenvolvidos pela KB Yuzhnoye na Ucrânia e poderiam ser utilizados por dez vezes. Estavam equipados com pára-quedas e com pequenos foguetões para uma aterragem suave.

Em 1979 o modelo dimensional EUK-13 foi transportado para o Cosmódromo NIIP-5 Baikonur para operações de demonstração de manuseamento e produção de ferramentas. Os problemas com o desenvolvimento dos propulsores continuaram e como resultado o projecto encontrava-se atrasado vários anos. O plano original que previa o primeiro voo em 1983 já não podia ser cumprido.

Em 1982 avião de transporte 3M-T foi concluído e iniciou o transporte dos tanques de combustível do corpo central do foguetão e elementos estruturais que se destinavam à construção de um modelo em escala real do foguetão. O avião 3M-T era um bombardeiro M-4 modificado e poderia transportar até 40.000 kg sobre a sua fuselagem. Em Dezembro de 1982 era finalizado o modelo 4M do Energiya, dando-se assim início a testes dinâmicos, testes verticais e testes de carga em Maio de 1983. Estes testes finalizaram em Outubro do mesmo ano. No final dos testes o 4M foi transportado de volta para a fábrica de forma a ser adaptado com sistemas funcionais de propolente completos.

A área de testes de sistemas OK-KS Buran foi construída nas instalações da NPO Energiya de forma a serem levados a cabo testes que não eram possíveis serem realizados em outras zonas. Os testes aqui realizados incluíam sistema eléctrico, testes pneumáticos e hidráulicos em condições de abortagem, testes electromagnéticos, testes de resposta em modo de falha, testes de telemetria, testes de interface com o foguetão lançador, e testes dos sistemas de software. A área de testes foi concluída em Agosto de 1983 e a série de testes terminou em Março de 1984.

Devido à limitação de peso das cargas a transportar pelo 3M-T, os diferentes vaivéns teriam de ser transportados bastante incompletos para o Baikonur. Os vaivéns eram transportados sem o estabilizador vertical, secção do motor, cabina da tripulação, sistemas orbitais, trem de aterragem e com 70% do escudo térmico. As operações finais de montagem dos veículos tinham de ser levadas a cabo no MIK-OK em Baikonur.

Em Dezembro de 1983 chegava ao cosmódromo o modelo OK-ML-1 que deveria ser utilizado no primeiro teste do sistema. O OK-ML-1 foi utilizado posteriormente para testes de compatibilidade com a plataforma de lançamento. Em Agosto de 1984 era entregue o modelo funcional OK-MT que deveria ser utilizado no segundo voo de teste e que acabou por ser utilizado para testes de integração de sistemas.

Entre Março de 1985 e Outubro de 1985 foram levados a cabo nove testes do ciclo de abastecimento criogénico do Block T utilizando o modelo 4M. Esta foi a primeira vez que se utilizou hidrogénio super-arrefecido.
Com o OK-GLI (também conhecido como “Buran Análogo”) foram realizados testes de aproximação e aterragem a velocidades subsónicas. A 10 de Novembro de 1985 foi realizado o primeiro voo, sendo o OK-GLI tripulado pelo cosmonauta Igor Volk.

O veículo OK-GLI Buran (por vezes denominado “Buran Análogo”) foi transportado para o Centro de Voo de Testes Zhukovskiy, perto de Moscovo, em finais de 1985. Com o OK-GLI foram realizados testes de aproximação e aterragem a velocidades subsónicas. A 10 de Novembro de 1985 foi realizado o primeiro voo, sendo o OK-GLI tripulado pelo cosmonauta Igor Volk. Dois aviões baseados em aviões Tupolev Tu-154 modificados foram posteriormente utilizados para duplicar o software a ser utilizado no Buran. Estes aviões levaram a cabo mais de 140 voos antes do voo inaugural do Buran, incluindo 69 aterragens automáticas no Centro de Voo de Testes Zhukovskiy e no aeródromo Jubileu em Baikonur.

Em Dezembro de 1985 as asas do primeiro veículo orbital VKK-OK (Vosdushno Kosmicheskiy Korabl – Orbitaltniy Korabl) foram transportadas para o Cosmódromo GIK-5 Baikonur, seguido pelo primeiro teste do motor principal do 11K25 Energiya. Este teste estava programado para ter uma duração de 20 segundos, porém após 2,58 segundos de ignição o sistema automático de controlo detectou um problema numa das turbinas do motor. Anteriormente já teriam sido detectados problemas a quando duma primeira tentativa para levar a cabo este teste. Nesta altura um teste de fugas utilizando hélio líquido acabou por contaminar os sistemas electro-hidráulicos, fazendo com que os tanques não pudessem ser esvaziados. A situação era perigosa e uma equipa de engenheiros teve de trabalhar no foguetão abastecido durante 55 minutos de forma a colocarem outro tanque de hélio que permitiu a retirada do combustível do foguetão.

Felizmente o segundo teste do motor do 11K25 Energiya correu da melhor maneira e o motor funcionou durante 390 segundos. A realização deste teste levou a que a cidade de Leninsk fosse privada de água durante dez dias de forma a acumular uma quantidade suficiente de água para o sistema de arrefecimento do UKSS, onde se realizou o teste.

No início de 1986 o projecto encontrava-se já com um atraso de 3 anos e as perspectivas não eram animadoras pois existiam muitos problemas na obtenção do diverso equipamento necessário para o vaivém. Existiam também problemas na montagem dos veículos e a mão-de-obra era escassa no cosmódromo, acompanhada por uma falta geral e quase crónica na gerência das operações ligadas ao programa.

Em finais de Janeiro foi necessário tomar medidas importantes relacionadas com todo o programa do vaivém espacial soviético, sendo convocada em Baikonur uma reunião com os principais líderes industrias de forma a coordenar os esforços e a rever os planos de acção. Em resultado foram constituídas três equipas com o objectivo de terminarem a construção do vaivém espacial Buran e das suas instalações antes de finais de 1987, terminarem a construção do foguetão 11K25 Energiya e levarem a cabo voos teste mesmo sem a utilização dos modelos do vaivém, e terminarem a construção das instalações das plataformas de lançamento. Estas equipas tinham autoridade ilimitada para obter os recursos necessários para concluírem as suas tarefas nos prazos previstos. Outro resultado foi, e tal como era habito em todo o programa espacial soviético, a existência da duplicação de trabalhos e a repetição de algum trabalho devido a alterações introduzidas por alguma das equipas. No entanto os resultados foram quase imediatos com o número de funcionários a aumentar de 60 para 1.800 nas instalações do MIK-211 em Baikonur por volta de Março de 1986.

Em Fevereiro chegava ao cosmódromo a carga que seria transportada no primeiro voo do Buran, o módulo 37KB n.º 37070. Estes módulos eram muito semelhantes ao módulo 37KB n.º 166-01 Kvant utilizado na estação espacial Mir. Os módulos seriam utilizados nas primeiras missões do vaivém espacial, tendo como objectivo a medição da performance do veículo.

Um dos principais problemas encontrados no desenvolvimento do vaivém espacial americano foi a instalação das telhas de protecção térmica. O mesmo veio a acontecer com o vaivém espacial soviético, no entanto o problema foi resolvido em três meses quando a mão-de-obra adequada foi aplicada na instalação das 38.000 telhas.

Em Maio foram iniciados a cabo os testes do sistema eléctrico do vaivém espacial e entre Agosto e Setembro foram levados a cabo mais testes no UKSS, do motor do 11K25 Energiya. Estes testes tinham já como objectivo o primeiro lançamento do foguetão sem o Buran e foram levados a cabo utilizando uma carga modelo e motores de combustível sólido para simular as cargas sobre o veículo. Após a realização dos testes o 11K25 Energiya n.º 6SL foi seleccionado para o primeiro voo de ensaio. O foguetão lançador utilizado sem o Buran foi baptizado com a designação Energiya por Valentin Glushko mesmo antes do lançamento.

Na sua primeira missão o 11K25 Energiya deveria colocar em órbita o satélite militar Skif-DM Polyus, seguido por dez missões do sistema Energyia/Buran das quais somente a primeira seria sem tripulação.

Devido a atrasos na construção das enormes instalações de ensaios estáticos em Baikonur e que tinham por objectivo testes todo o sistema do Energiya, foi decidido levar a cabo o primeiro lançamento do novo foguetão sem as verificações que o teste permitiria.

O lançamento do primeiro Energiya estava previsto para o dia 15 de Maio de 1987. O lançamento foi adiado por 5 horas quando foi descoberta uma fuga na secção de distribuição eléctrica do Block-3A. Durante a reparação da fuga foi descoberta uma falha num termóstato do LH2, o que atrasou o lançamento por mais 60 minutos. Finalmente, às 17:30UTC o lançador deixou a plataforma LC250 criando uma visão nunca vista em Baikonur. Apesar do 11K25 Energiya ter funcionado sem problemas, a sua carga não atingiu a órbita terrestre devido a uma falha no sistema de orientação.

Entretanto a preparação do Buran continuava e agora toda a atenção se concentrava no vaivém espacial. Nesta fase encontrava-se em análise a forma como seria levada a cabo a primeira missão do vaivém. Sendo um voo não tripulado, existiam duas propostas para o voo: uma missão de 3 dias (com um teste completo dos sistemas do vaivém espacial que requeria que todo o sistema do vaivém fosse certificado para o voo) ou uma missão de 2 órbitas (que podia ser levada acabo sem as células de combustível instaladas, permitindo no entanto a abertura das portas do porão de carga e o funcionamento dos radiadores térmicos). Das duas propostas, a missão de 2 órbitas podia ser levada acabo muito antes da primeira proposta, provando sem dúvida o funcionamento dos sistemas automáticos de lançamento, manobra orbital e aterragem. Ao mesmo tempo que corria o debate acerca do tipo de missão a levar acabo no primeiro voo, foi enviada uma carta colectiva ao governo soviético solicitando que a primeira missão do Buran fosse tripulada. A carta enviada pelos trabalhadores de Baikonur, contava com o apoio dos cosmonautas Igor Volk e Alexei Leonov. O governo decidiu pela nomeação de uma comissão que estudasse as duas propostas anteriores e de uma outra que levasse acabo a possibilidade da realização de um voo tripulado. No final a comissão decidiu que a primeira missão do Buran seria um voo orbital não tripulado.

Características físicas do vaivém espacial soviético e do lançador 11K25 Energiya

O vaivém espacial soviético poderia transportar até um máximo de 10 tripulantes, sendo a sua tripulação ideal composta por 4 pessoas. O veículo tinha um comprimento de 36,27 metros, uma altura de 16,35 metros (sobre o trem de aterragem) e uma envergadura de asas de 23,92 metros. A sua estrutura total tinha um peso de aproximadamente 42.000 kg (vazio), podendo transportar um máximo de 30.000 kg. Cada unidade teria um custo aproximado de 39.000.000 Euros.

A estrutura do vaivém foi construída em liga de alumínio D16, sendo alguns pormenores da fuselagem em alumínio 1163 e o módulo habitacional era em alumínio 1205. Nas áreas estruturais sujeitas a grandes forças eram feitas em titânio VT23.

As unidades auxiliares de energia produziam entre 17 kW e 105 kW utilizando uma turbina a 5.500 rpm que consumia hidrazina. A turbina tinha um peso de 235 kg, incluindo 180 kg de hidrazina (funcionamento máximo de 75 minutos no lançamento e regresso à Terra).

O Buran possuía uma unidade de propulsão orbital que era totalmente distinta das utilizadas nos veículos americanos. O Buran possuía duas unidades que podiam ser accionadas por várias vezes que tinham um peso de 8.800 kg. Estas unidades foram desenvolvidas tendo como base o motor 11D68 do estágio Block-D do foguetão 8K82K Proton-K. Os motores consumiam LOX e Sintin. O sistema de controlo e reacção operava a partir dos mesmos tanques e consumia oxigénio gasoso e Sintin. Os dois motores possuíam um Ies de 362 s e desenvolviam um impulso total de 5.000.000 kgf/s para operações orbitais. Possuindo tanques de propolente adicionais era possível atingir os 9.000.000 kgf/s.

No total o veículo possuía 38 motores de manobra que eram capazes de desenvolver 400 kgf e 8 motores com uma força de 20 kgf. O Ies variava entre os 275 s e os 295 s.

A orientação do vaivém em órbita era levada a cabo por um sistema de controlo de voo redundante e por uma plataforma giroscópica. Este sistema não necessitava de ser alinhado e activado tal como acontece com os sistemas implementados nas cápsulas Soyuz, pois é um sistema permanente. O sistema de controlo de voo automático era capaz de detectar falhas no sistema do vaivém e alternar para equipamento suplente se necessário. O vaivém possuía programas alternativos armazenados para condições de voo de emergência.

Todas as operações de acoplagem e funcionamento do braço robot eram levadas a cabo de forma automática, exceptuando a fase final da acoplagem quando era utilizado o braço robot.

O sistema de navegação por rádio incorporava vários sistemas auxiliares de forma a obter uma aterragem de precisão automática. O controlo manual só era utilizado como último recurso e quando já não era possível se realizar uma manobra de forma automática.

As células de combustível do vaivém produziam 30 kW, sendo estas as primeiras células de combustível operacionais de fabrico soviético e as primeiras a utilizar hidrogénio e oxigénio. A água produzida na reacção era utilizada a bordo do vaivém.

O desenvolvimento do vaivém espacial soviético passou por fases intensas de testes e simulações, sendo criado para tal uma extensa estrutura de locais de ensaio e construídos vários modelos do veículo e do seu foguetão lançador. Mais de 230 locais de teste foram construídos durante o desenvolvimento do 11K25 Energiya, com mais 100 locais para o desenvolvimento do Buran, além de 7 complexos de desenvolvimento de modelos, 5 veículos denominados «laboratórios de voo», 6 modelos em escala real do vaivém e dois modelos que deveriam ser utilizados em missões orbitais.

Antes do primeiro e único voo do vaivém foram levados a cabo mais de 780 testes funcionais em diversos equipamentos e em mais de 130 sistemas do veículo. Todos os componentes estruturais foram submetidos a testes rigorosos, sendo testados de forma individual e posteriormente de forma integrada e progressiva. Este modo de aproximação levou a que a informação obtida a partir da sequência de testes e ensaios tanto do vaivém como do foguetão lançador, levou que ao contrário do que aconteceu com os anteriores programas espaciais tripulados, o Buran e o Energiya realizaram as suas primeiras missões com sucesso.

Os seis modelos em escala real do Buran que foram construídos para testar os diferentes elementos do sistema foram: OK-M, OK-GLI, OK-TVI, OK-MT, OK-KS e o OK-TVA.

O modelo primário para testes de integração era denominado OK-M e foi também utilizado em testes estáticos de carga a temperaturas normais para determinar o momento de inércia do veículo e para testes os modelos que seriam utilizados no porão de carga. Após todos os testes o OK-M foi remodelado e transformado no OK-ML-1, sendo transportado para o Cosmódromo GIK-5 Baikonur pelo avião 3M-T onde foi utilizado para testes de interface com o foguetão lançador tanto na posição horizontal como na vertical. Segundo o programa de testes original, este modelo deveria ter sido utilizado no primeiro voo de ensaio do Energiya, permanecendo acoplado ao lançador e sendo posteriormente descartado. O modelo encontra-se actualmente em Baikonur na área de segurança e exposto aos elementos.

O modelo OK-GLI (002-GLI) foi construído para testes de voo horizontais, sendo também denominado BST-02, ou «Buran Análogo». O BST-02 foi utilizado para a verificação das características aerodinâmicas subsónicas do desenho do vaivém e para desenvolver os sistemas de aterragem manual e automático. O modelo tinha as mesmas características aerodinâmicas, inerciais e o mesmo centro de massa de um vaivém espacial, sendo equipado com quatro motores a jacto AL-31 que se encontravam montados na parte posterior do veículo e a 4º distanciados do eixo horizontal. O BST-02 poderia utilizar pistas de aterragem em aeródromos convencionais e levar a cabo os testes necessários ao desenvolvimento do sistema automático de aterragem. O veículo encontrava-se equipado com os mesmos sistemas essenciais do vaivém, incluindo dois assentos ejectáveis, os sistemas de navegação GSP e VIU, trem de aterragem, antena do sistema de aterragem, sensores térmicos e sistema de acelerómetros. Antes do final da sua construção o BST-02 foi utilizado para testar a combinação e interfaces entre o transportador 3M-T e o vaivém espacial, além dos pontos de ligação entre o 3M-T e os artigos do foguetão lançador a transportar, sendo utilizado para desenvolver a configuração óptima de transporte.

Para testar as características do vaivém a nível de calor e de vácuo, foi desenvolvido o modelo OK-TVI. Este modelo levou a cabo testes em todos os regimes de temperatura e vácuo até 1,33 *10-3 torr. Os testes foram levados a cabo numa câmara com uma área de 700 m2 contendo uma área de 132 m2 de lâmpadas que simulavam a radiação solar. Actualmente é desconhecida a localização deste modelo.

O modelo OK-MT serviu para verificar desenvolvimentos tecnológicos, sendo usado no desenvolvimento de documentação técnica e de transporte para o vaivém espacial. Serviu também para desenvolver métodos de abastecimento de líquidos e gases, para a realização de testes de integração dos sistemas herméticos do veículo, testes de entrada e saída da tripulação, desenvolvimento de manuais de operações militares com o vaivém, desenvolvimento de manuais de fabrico, manutenção e operações de voo. Após a finalização destas operações com o OK-MT o modelo foi adaptado sendo rebaptizado OK-ML-2, sendo transportado para o Cosmódromo GIK-5 Baikonur pelo 3M-T. No cosmódromo foi utilizado para a realização de testes de interface funcional com o foguetão lançador. Tal como aconteceria com o modelo OK-ML-2, este modelo seria utilizado no segundo lançamento do 11K25 Energiya para se verificar os procedimentos de separação do lançador, sendo posteriormente destruído na reentrada atmosférica.

O modelo OK-KS foi desenvolvido para levar a cabo testes electrónicos e eléctricos, sendo posteriormente suplementado pela área de testes electrónicos KEI. Este modelo foi também utilizado para testar o sistema EMI e permaneceu nas instalações da corporação RKK Energiya.

O modelo OK-TVA foi utilizado para testes de calor e testes de vibração estática. A segunda fase de testes estáticos foi levada a cabo na câmara TPVK-1 localizada no TsAGI. A câmara tinha um comprimento de 30 metros e um diâmetro de 13,5 metros, estando equipada com 10.000 lâmpadas de quartzo e podendo variar a temperatura interior entre os -150ºC e os 1.500ºC, com a pressão a variar entre a pressão ao nível do mar e o vácuo quase total em tempo real. Este modelo foi também utilizado para testes de carga no nariz, nas asas, no estabilizador vertical e nos elevons, com um sistema de pressão de poderia aplicar até 8.000 kN de força na horizontal e 2.000 kN de força na vertical. Após os testes de carga o modelo foi colocado numa câmara acústica com uma área de 1.500 m2 e equipada com 16 geradores de som que podiam submeter o modelo a níveis de som de 166 dB com frequências que variavam entre os 50 GHz e os 2.000 GHz. Estes testes tiveram como resultado a alteração de alguns detalhes do vaivém espacial soviético mais especificamente ao nível da sua estrutura e do seu escudo térmico (zonas de selagem hermética e isolamento acústico). Os últimos testes levados a cabo com o modelo OK-TVA foram realizados na câmara de testes dinâmicos e posteriormente nas áreas de testes electrodinâmicos e electrohidráulicos. O modelo OK-TVA foi posteriormente transformado em área de diversão no Gorki Park em Moscovo em finais dos anos 90.
Para além dos modelos em escala real, foram construídos outros modelos necessários para testar certos aspectos de pormenor do sistema. Um destes modelos foi uma estrutura em escala real que simulou a secção habitável do vaivém e que foi utilizada para testes médicos e biológicos, além do desenvolvimento da própria secção e de diversos sistemas de bordo. Este modelo incluía a cabina da tripulação e um sistema de suporte de vida.

O desenvolvimento dos sistemas de aterragem automática foi levado a cabo utilizando os laboratórios Tupolev Tu-154LL que simulavam as características de voo do vaivém espacial. Foram realizadas mais de 200 aterragens com estes aviões. Outros aviões, tais como o Illyushin Il-18 e o Mikoyan Guerevich MiG-15, foram utilizados para testar os efeitos das condições atmosféricas sobre os materiais que constituíam o escudo térmico do vaivém.
Foram desenvolvidos 85 modelos que seriam utilizados em túneis de vento. Estes modelos tinham escalas de 1:3 e 1:550 e foram utilizados para determinar os coeficientes aerodinâmicos a todas as velocidades, bem como a eficiências das superfícies aerodinâmicas, os seus momentos de inércia e os efeitos das interfaces entre o vaivém espacial e o seu foguetão lançador. Foram realizadas mais de 39.000 lançamentos simulados em túneis de vento com velocidades entre Mach 0,1 e Mach 2,0. Foram ainda construídos 12 suportes de teste especiais para testar as características das interfaces entre o Buran e o foguetão Energiya.

Com o crescente volume de dados e informação concreta proveniente dos diversos ensaios foi construído um simulador de voo horizontal, denominado GRI, que permitiu refinar o software de controlo de voo. O GRI teve como resultado um significativo melhoramento na performance do sistema de aterragem. O vaivém espacial havia sido projectado para ter um desvio em relação ao ponto de primeiro contacto na pista de aterragem de +/- 1.000 metros, sendo reduzido para -250 metros e +400 metros após os ensaios com o GRI. Da mesma forma estava especificado um desvio de +/- 38 metros em relação à linha central da pista de aterragem, sendo este valor diminuído para -12 metros e +15 metros após os ensaios. Finalmente o projecto especificava que o Buran tivesse uma variação de 0 m/s a 3 m/s na velocidade vertical de aterragem, sendo estes valores reduzidos para 0,1 m/s a 0,8 m/s.

BOR – Becpilotniye Orbitalniye Raketoplan

Alguns aspectos dos materiais que constituíam o escudo térmico só poderiam ser testados em condições reais. Para tal foram construídos dois modelos, BOR-4 e BOR-5 (BOR – Becpilotniye Orbitalniye Raketoplan), que verificaram a interacção com a camada de plasma que é originada na reentrada atmosférica, além dos efeitos de dissociação química durante o processo. O BOR-4 era um modelo em escala do avião espacial Spiral e estava equipado com 118 telhas térmicas semelhantes às utilizadas no Buran, além de uma cobertura de carbono-carbono para o nariz e bordos das asas. Tinha um comprimento total de 2,80 metros e um diâmetro de 2,20 metros.

Foram realizados as seguintes missões com o BOR-4:

• 12 de Dezembro de 1980. Um modelo denominado BOR-4c é lançado numa trajectória suborbital por um foguetão 11K65MP Kosmos-3M-RB5 a partir do Complexo LC107 do Cosmódromo GTsP-4 Kapustin Yar, em direcção ao Lago Balkhash.

• 3 de Junho de 1982. O BOR-4 n.º 404 / Cosmos 1374 (13257 1982-054A) foi colocado em órbita às 2136UTC por um foguetão 11K65MP Kosmos-3M-RB5 a partir do Complexo LC107 do Cosmódromo GTsP-4 Kapustin Yar. Tendo um peso de 1.000 kg foi colocado numa órbita com um apogeu de 204 km de altitude, um perigeu de 158 km de altitude e uma inclinação orbital de 50,7º em relação ao equador terrestre. A sua missão teve uma duração de 1h 40m 48s, tendo realizado 1,25 órbitas em torno do planeta antes de regressar à Terra e amarar no Oceano Índico (17º S : 98º E) a 560 km a Sul das Ilhas Cocos. O veículo foi recuperado pela marinha soviética e toda a operação foi filmada por um avião P-3 Orion australiano.

• 16 de Março de 1983. O BOR-4 n.º 403 / Cosmos 1445 (13883 1983-017A) foi colocado em órbita às 2233UTC por um foguetão 11K65MP Kosmos-3M-RB5 a partir do Complexo LC107 do Cosmódromo GTsP-4 Kapustin Yar. Tendo um peso de 1.000 kg foi colocado numa órbita com um apogeu de 208 km de altitude, um perigeu de 158 km de altitude e uma inclinação orbital de 50,7º em relação ao equador terrestre. A sua missão teve uma duração de 1h 40m 48s, tendo realizado 1,25 órbitas em torno do planeta antes de regressar à Terra e amarar no Oceano Índico (17º S : 98º E) a 556 km a Sul das Ilhas Cocos, onde foi recuperado pela marinha soviética.

• 27 de Dezembro de 1983. O BOR-4 n.º 405 / Cosmos 1517 (14585 1983-125A) foi colocado em órbita às 1004UTC por um foguetão 11K65MP Kosmos-3M-RB5 a partir do Complexo LC107 do Cosmódromo GTsP-4 Kapustin Yar. Tendo um peso de 1.000 kg foi colocado numa órbita com um apogeu de 212 km de altitude, um perigeu de 217 km de altitude e uma inclinação orbital de 50,7º em relação ao equador terrestre. A sua missão teve uma duração de 1h 12m 00s, tendo realizado 1 órbita em torno do planeta antes de regressar à Terra e amarar no Mar Negro, onde foi recuperado pela marinha soviética.

• 19 de Dezembro de 1984. O BOR-4 n.º 406 / Cosmos 1614 (15442 1984-126A) foi colocado em órbita às 0404UTC por um foguetão 11K65MP Kosmos-3M-RB5 a partir do Complexo LC107 do Cosmódromo GTsP-4 Kapustin Yar. Tendo um peso de 1.000 kg foi colocado numa órbita com um apogeu de 223 km de altitude, um perigeu de 174 km de altitude e uma inclinação orbital de 50,7º em relação ao equador terrestre. A sua missão teve uma duração de 1h 12m 00s, tendo realizado 1 órbita em torno do planeta antes de regressar à Terra e amarar no Mar Negro às 0526UTC, onde foi recuperado pela marinha soviética.

As velocidades em voo variaram entre Mach 3,0 e Mach 25,0, com altitudes entre os 30 km e os 100 km. Os voos confirmaram os processos físicos, catalíticos e químicos que ocorreram nas telhas térmicas que cobriam a fuselagem do veículo. Importante informação relativa ao ambiente acústico durante a fase de lançamento e reentrada foi também obtida como BOR-4.

Por seu lado o BOR-5 foi utilizado para validar as características aerodinâmicas do Buran em velocidades hipersónicas. O BOR-5 era um modelo à escala 1:8 que era lançado em trajectórias suborbitais com altitudes de 100 km e atingindo uma velocidade de entre 4.000 km/s a 7.300 km/s. Os diversos ensaios permitiram verificar as características a nível do momento aerodinâmico e o controlo efectivo do veículo em velocidades entre Mach 1,0 e Mach 17,0, com ângulos de ataque que variavam entre os 15º e os 40º. O BOR-5 permitiu também o estudo dos fluxos de separação na fuselagem e as características termodinâmicas do Buran. O BOR-5 realizou os seguintes cinco voos de ensaio:

• 6 de Julho de 1984. BOR-5 n.º 501. Lançado numa trajectória suborbital por um foguetão 11K65MP Kosmos-3M-RB5 a partir do Complexo LC107 do Cosmódromo GTsP-4 Kapustin Yar. O lançamento foi realizado em direcção ao Lago Balkhash. A trajectória teria o seu apogeu aos 120 km de altitude, mergulhando de seguida na atmosfera terrestre com um ângulo de 45º a uma velocidade de Mach 18,5. Neste primeiro lançamento não se verificou a separação entre o BOR-5 n.º 501 e o foguetão lançador devido a problemas eléctricos.

• 17 de Abril de 1985. BOR-5 n.º 502. Lançado numa trajectória suborbital por um foguetão 11K65MP Kosmos-3M-RB5 a partir do Complexo LC107 do Cosmódromo GTsP-4 Kapustin Yar. O lançamento foi realizado em direcção ao Lago Balkhash. O voo seguiu um perfil idêntico ao levado a cabo na primeira missão.

• 27 de Dezembro de 1986. BOR-5 n.º 503. Lançado numa trajectória suborbital por um foguetão 11K65MP Kosmos-3M-RB5 a partir do Complexo LC107 do Cosmódromo GTsP-4 Kapustin Yar. O lançamento foi realizado em direcção ao Lago Balkhash. O voo seguiu um perfil idêntico ao levado a cabo na primeira missão.

• 27 de Agosto de 1987. BOR-5 n.º 504. Lançado numa trajectória suborbital por um foguetão 11K65MP Kosmos-3M-RB5 a partir do Complexo LC107 do Cosmódromo GTsP-4 Kapustin Yar. O lançamento foi realizado em direcção ao Lago Balkhash. O voo seguiu um perfil idêntico ao levado a cabo na primeira missão.

• 22 de Junho de 1988. BOR-5 n.º 505. Último voo teste com o modelo BOR-5. Lançado numa trajectória suborbital por um foguetão 11K65MP Kosmos-3M-RB5 a partir do Complexo LC107 do Cosmódromo GTsP-4 Kapustin Yar. O lançamento foi realizado em direcção ao Lago Balkhash. O voo seguiu um perfil idêntico ao levado a cabo na primeira missão.

Instalações associadas ao programa do vaivém espacial

As antigas instalações do programa lunar tripulado e do gigante N1 foram utilizadas para o programa do vaivém espacial Buran. Porém, uma imensa tarefa de adaptação das instalações teve de ser levada a cabo de forma a permitir a sua utilização pelo novo programa. Novos edifícios tiveram de ser construídos para permitir o processamento do vaivém no cosmódromo.

Agora abandonadas, as duas zonas de lançamento do 11K25 Energiya eram as áreas 17P31 UKSS e 11P825 SK. A área 17P31 UKSS tinha um papel duplo de plataforma de lançamento e área de ensaio para o conjunto Energiya / Buran. Nesta área o 11K25 Energiya podia ser testado durante o tempo total de ignição dos seus motores. A área 11P825 SK é constituída pelas duas plataformas que haviam sido utilizadas pelo foguetão lunar N1.

O gigantesco edifício MIK-OK era o local de montagem e integração do Buran. Estas instalações tinham um comprimento de 222 metros, uma largura de 132 metros e uma altura de 30 metros. O seu interior está dividido em seis áreas distintas, todas com temperatura controlada. A área de montagem estava destinada ao teste de equipamento, reparações e teste da selagem hermética das diversas unidades de equipamento, além de permitir a reparação dos motores do veículo. A área da carga estava destinada ao processamento das diferentes cargas a ser transportadas pelo vaivém espacial. Uma outra área estava somente destinada à manutenção do escudo térmico do vaivém, enquanto que a área KIS permitia testes eléctricos e estava também destinada às operações finais antes da transferência do veículo para o edifício MIK-RN onde seria integrado com o foguetão lançador. O MIK-OK possuía ainda uma câmara anécoica com um comprimento de 60 metros, 40 metros de largura e 30 metros de altura, onde eram realizados os testes das antenas e que servia como escudo electrónico contra os satélites de vigilância electrónica dos Estados Unidos. Finalmente o edifício possuía uma área de espera com 30 metros de comprimento e 24 metros de largura onde o vaivém era colocado enquanto aguardava o processamento em outras áreas.

O foguetão lançador 11K25 Energiya era montado no edifício MIK-RN que foi originalmente construído para o foguetão lunar N1. O edifício tem um comprimento de 190 metros e uma largura de 250 metros. O edifício está dividido em cinco áreas, das quais duas áreas têm uma altura de 27 metros e as restantes áreas têm 52 metros de altura.

Após a montagem do foguetão lançador no interior do MIK-RN, o conjunto 11K25 Energiya / Buran era transportado para a plataforma de lançamento sobre um dos dois veículos de transporte TUA. Também originalmente construídos para fazerem o transporte do foguetão lunar N1 entre o MIK-RN e as duas plataformas de lançamento então existentes. Cada veículo de transporte pode acomodar uma carga de 571.000 kg, pesando 2.756.000 kg sem qualquer carga. Cada transportador tem um comprimento de 56,3 metros, uma largura de 25,9 metros e uma altura de 21,2 metros. O TUA percorria os 1.524 metros de distância entre o MIK-RN e as plataformas de lançamento a uma velocidade máxima de 5 km/h. O sistema de linhas-férreas liga o MIK-RN à estação de abastecimento MZK e posteriormente às plataformas de lançamento.

O transporte do vaivém espacial entre os diferentes edifícios era levado a cabo pelo TA utilizando uma rede especial de estradas. O transportador tinha um peso de 126.000 kg vazio, tendo um comprimento de 58,8 metros, uma largura de 5,4 metros e uma altura de 3,2 metros, podendo acomodar cargas até 100.000 kg. O transportador levava o vaivém espacial desde o MIK-OK para a estação de abastecimento OKI e posteriormente para o MIK-RN onde era colocado sobre o foguetão lançador.

O edifício MZK foi construído para levar a cabo o abastecimento de prepolentes tanto para o vaivém espacial como para a sua carga se necessário, sendo também utilizado para a realização de testes estáticos na combinação Energiya / Buran. Tem uma área de 9.000 m2, tendo um comprimento de 134 metros e uma largura de 74 metros, atingindo 58 metros de altura.

Os vaivéns espaciais soviéticos deveriam terminar as suas missões numa pista de aterragem localizada a 12 km da plataforma de lançamento. O complexo IVPP possui uma pista com 4.500 metros de comprimento e 84 metros de largura. No complexo estavam instalados cinco sistemas de navegação para auxiliar o vaivém durante a aterragem automática.

O fato espacial pressurizado Strizh

O desenvolvimento do sistema do vaivém espacial soviético Buran levou ao desenvolvimento de novos modelos de fatos espaciais pressurizados que seriam utilizados pelos seus tripulantes. O desenvolvimento do Strizh teve início em 1977 com o desenho e construção de fotos de teste tendo como base os fatos Sokol-KM, Sokol-KV-2 e Sokol-KV-2 para a Soyuz TM. A selecção do modelo que viria a ser designado Strizh (“rápido”) teve lugar em 1981.
O fato Strizh proporcionaria o máximo conforto e performance do seu utilizador quando o fato estivesse despressurizado, mantendo essa performance e capacidade de trabalho numa situação de emergência com pressurização. O fato deveria também ser facilmente envergável no mínimo tempo possível e estar pronto para utilização em condições de gravidade zero. O fato seria desenvolvido num número reduzido de tamanhos e os ajustes pessoais deveriam ser simples, devendo ter uma boa compatibilidade com o assento ejectável K-36RB (ou K-36M-11F35) em particular com o apoio da cabeça.

A primeira missão do Buran levou a bordo dois fatos Strizh envergados por manequins. No total foram construídos 27 modelos de treino e 4 modelos de voo.

Cronologia do primeiro e último voo do Buran

De forma a estabelecer uma sequência cronológica de acontecimentos que culminaram com o lançamento do vaivém espacial Buran a 15 de Novembro de 1988, pudemos recuar até ao dia 1 de Março de 1983. Neste dia o vaivém espacial Buran é pela primeira vez transportado sobre o avião Myasishchev VM-T Atlant (em baixo). Este avião foi derivado do bombardeiro M-4 Bison sendo adaptado para transportar cargas de grandes dimensões no interior de um contentor colocado sobre a fuselagem do avião. O VM-T Atlant era originalmente conhecido pela designação 3M-T e posteriormente por BM-T. O estabilizador central do M-4 Bison foi substituído por dois estabilizadores verticais de forma a acomodar o gigantesco contentor que tinha um diâmetro duas vezes superior ao diâmetro da fuselagem do avião. O VM-T foi originalmente desenvolvido para transportar os vaivéns espaciais soviéticos, sendo mais tarde complementado com a entrada ao serviço do transportador Antonov An-225 Mriya

Em Agosto de 1983 o corpo principal do Buran (KS-OK) é transportado para a zona de controlo e testes da NPO Energiya onde seria utilizado como modelo para testar os sistemas do veículo. A 13 de Dezembro um avião Tupolev Tu-154 que está equipado para testar o software e o sistema de aterragem automático a ser utilizado no Buran realiza o seu primeiro voo. Os testes eléctricos a bordo do KS-OK têm início em Março de 1984 e a 4 de Junho é pela primeira vez activado para a realização de testes, um sistema de controlo de voo do Buran.

Em Agosto de 1984 chega ao Cosmódromo NIIP-5 Baikonur um modelo em escala real do Buran (o OK-MT). Este modelo iria servir para testar vários componentes do sistema Energiya-Buran. O ano de 1984 termina com a realização no dia 29 de Dezembro do primeiro voo de ensaio com um protótipo planador do Buran, o 002-GLI, que realiza testes de aproximação e aterragem numa pista em Baikonur.

O GLI é pela primeira vez tripulado a 10 de Novembro de 1985 quando realiza o primeiro voo atmosférico. Neste dia os cosmonautas Igor Petrovich Volk e Rimantas Antanas Antono Stankyavichyus encontram-se aos comandos do veículo. Entretanto no mês seguinte chega ao cosmódromo o corpo principal do Buran proveniente das instalações da NPO Energiya onde tinha sido submetido a vários testes eléctricos. O Buran é novamente transportado pelo VM-T Atlant. Em Maio de 1986 é dado início a uma série de testes eléctricos no Buran.

A 10 de Fevereiro de 1987 o GLI realiza a primeira aproximação e aterragem automática no cosmódromo e seis dias mais tarde leva a cabo todo o processo de aproximação e aterragem de uma forma automática.

No dia 15 de Maio de 1987 dá-se o lançamento inaugural do foguetão 11K25 Energiya. O 11K25 Energiya (6SL) é lançado desde a plataforma LC250 às 1730UTC transportando o satélite militar Polyus. O desempenho do foguetão foi exemplar, no entanto a sua carga nunca atingiu a órbita terrestre devido a uma falha no sistema de manobra orbital do Polyus que foi accionado na direcção oposta à qual deveria ser orientado devido a um problema no sistema de controlo, resultando na queda do veículo no Oceano Pacífico.

A montagem do vaivém espacial Buran é finalizada a 15 de Outubro de 1987.

Entre 15 de Fevereiro e 25 de Abril de 1988 são levados a cabo ensaios com o sistema de propulsão e com as unidades auxiliares de fornecimento de energia do Buran na zona de controlo na Área 254 em Baikonur. A 9 de Maio é iniciada a integração do Buran com o foguetão lançador 11K25 Energiya (1L) em preparação para os testes de ensaio do transporte do conjunto para a plataforma de lançamento que têm lugar no dia 19 de Maio na Área 110 do cosmódromo. O conjunto permanece na plataforma de lançamento até ao dia 19 de Junho, altura em que é novamente transportado para o edifício de integração e montagem. Entre os dias 20 de Junho e 26 de Agosto o Buran é separado do seu veículo lançador e transportado para a área de processamento de forma a serem levados a cabo melhorias no sistema. A 29 de Agosto o Buran é novamente acoplado ao veículo lançador no interior do edifício MIK 112 (MIK RN) de processamento e montagem. Para a sua primeira missão o Buran transportou o módulo 37KB n.º 37071 com um peso de 7.150 kg.

No dia 13 de Setembro o conjunto é transportado para a zona de abastecimento MZK e no dia 10 de Outubro é transportado para a plataforma de lançamento LC110L para iniciar a fase final dos preparativos para a sua primeira missão orbital prevista para o dia 29 de Outubro.

Os preparativos para a missão decorrem sem grandes problemas e a 26 de Outubro a Comissão Estatal que supervisiona todos os preparativos para o voo dá a sua autorização para o lançamento previsto para as 0326UTC. No entanto a missão 1K1 do Buran seria adiada quando a T-51s um problema de software abortou o lançamento na altura em que o controlo da contagem decrescente era transferido para os sistemas automáticos. Posteriormente veio a verificar-se que o problema foi originado por um atraso na separação de uma ligação umbilical de actualização dos giroscópios do veículo.

O problema foi identificado prontamente e a Comissão Estatal decidiu que a próxima tentativa de lançamento teria lugar às 0300UTC do dia 15 de Novembro.

O dia 15 de Novembro surgiu como um dia típico de Inverno russo com neve e rajadas de vento na ordem dos 20 m/s. No entanto, e apesar de os critérios de lançamento não permitirem o início da missão com ventos superiores a 15 m/s, a contagem decrescente prosseguiu e às 0300:02UTC o foguetão 11K25 Energiya deixou a plataforma de lançamento transportando o vaivém espacial Buran com um peso de 79.400 kg. O 11K25 Energiya funcionou na perfeição e o Buran foi colocado numa trajectória parabólica com um apogeu de 154,2 km de altitude e um perigeu (negativo) de -11,2 km de altitude.

Chegado ao ponto mais elevado da sua trajectória, o Buran realizou uma manobra orbital accionado os seus motores e incrementando a sua velocidade em 66,6 m/s. O vaivém entrara assim numa órbita terrestre com um apogeu de 263 km de altitude, perigeu de 251 km de altitude e inclinação orbital de 51,6º em relação ao equador terrestre.

A T+140m teve lugar a retro-travagem iniciando-se assim o regresso à Terra. A aterragem na pista Jubileu, em Baikonur, teve lugar às 0626:02UTC. O Buran aterrou com uma velocidade de 260 km/h.

Pela primeira vez um veículo reutilizável levava a cabo um lançamento, manobras orbitais e aterragem de forma totalmente automática. A missão impar do Buran foi o culminar de anos e anos de testes e ensaios tanto em terra como no ar, sendo um feito sem precedentes na história da Astronáutica e da Cosmonáutica mundiais. Porém, o primeiro voo do Buran seria também o seu último voo e o triunfo esmoreceu passados poucos anos.

A 13 de Maio de 1989 o Buran é pela primeira vez transportado sobre o avião Antonov An-225 Mriya, sendo ambos exibidos no Festival Aéreo de Paris a 4 de Junho.

A União Soviética estava já moribunda e não podia suportar os seus ambiciosos planos espaciais. Apesar de nunca ter sido oficialmente cancelado por parte do governo soviético, os fundos financeiros para o programa começaram a ser reduzidos ao longo dos anos seguintes, terminando em finais de 1992. A 30 de Junho de 1993 o Presidente russo Boris Yeltsin cancela o programa do vaivém espacial soviético que se via sem qualquer missão ou utilidade após o fim do Programa da Guerra das Estrelas dos Estados Unidos e o fim da Guerra-Fria. Uma outra razão que ajudou no cancelamento do programa foi o facto de o principal orientador do projecto ser um dos cérebros por detrás da tentativa de golpe de estado levado a cabo em 1991.

Os planos iniciais previam a construção de quatro vaivéns espaciais, mas em 1983 foi decidido construir cinco unidades. No essencial três veículos foram construídos enquanto que para os restantes dois somente os motores haviam sido desenvolvidos.

Em 1989 previa-se que o plano de testes dos vaivéns soviéticos fosse o seguinte:

• Missão 2K1: prevista para finais de 1991, seria o primeiro voo do segundo vaivém espacial. A missão seria não tripulada e teria uma duração máxima de 2 dias. O vaivém iria transportar o módulo 37KB n.º 37071.

• Missão 2K2: prevista para princípios de 1992 e seria levada acabo pelo segundo vaivém espacial. Mais uma vez seria um voo sem tripulação com uma duração máxima de 8 dias, transportando o módulo 37KB n.º 37271. Em órbita o vaivém iria abrir as portas do porão de carga, permitindo a operação do braço robot, acoplagem com a estação espacial Mir e posterior regresso à Terra.

• Missão 1K2: a ter lugar em 1993, seria o segundo voo do primeiro vaivém (Buran). A missão não tripulada teria uma duração de entre 15 a 20 dias transportando o módulo 37KB n.º 37270.

• Missão 3K1: teria lugar em finais de 1994 ou 1995 e seria o primeiro voo do terceiro veículo, sendo também o primeiro voo tripulado. O vaivém estaria equipado com assentos ejectáveis para os cosmonautas e teria um sistema de suporte de vida totalmente operacional. O vaivém teria como missão a acoplagem à Mir do módulo 37KBI utilizando para tal o seu braço robot para o colocar no módulo Kristal.

Na altura do cancelamento de todo o programa, ainda não havia sido seleccionada qualquer tripulação para a primeira missão tripulada do programa. A tripulação original era composta pelos cosmonautas Igor Petrovich Volk e Rimantas Antanas Antono Stankyavichyus, sendo a tripulação suplente composta pelos cosmonautas Anatoli Semyonovich Levchenko e Alexander Vladimirovich Shchukin. Porém, Anatoli Levchenko faleceu a 6 de Agosto e Alexander Shchukin faleceu a 18 de Agosto, sendo os cosmonautas Ivan Ivanovich Bachurin e Alexei Sergeievich Borodai seleccionados como novos suplentes.

A palavra “astronómico” não é suficiente para classificar o desenvolvimento do programa do vaivém espacial soviético. O custo do 11K25 Energiya é estimado em 1,3 biliões de rublos, tendo um efeito económico estimado de 6 biliões de rublos. Todo o projecto Energiya / Buran terá tido um custo de 14,54 biliões de rublos, envolvendo o trabalho de mais de 1.206 subempreitadas e 100 departamentos governamentais.

No essencial o custo do programa Buran, que foi uma parte significativa do esforço para manter a paridade estratégica e tecnológica com os Estados Unidos, contribuiu para o colapso final da União Soviética.

Os veículos permanecem no Cosmódromo GIK-5 Baikonur, armazenados nos seus imensos hangares de montagem. Por seu lado os gigantes 11K25 Energiya encontram-se armazenados também em Baikonur e muitas das suas peças e motores foram utilizados noutros lançadores como o 11K77 Zenit ou o Atlas. Um modelo do vaivém espacial está localizado na zona de abastecimento, apodrecendo no deserto.

No dia 12 de Maio de 2002 dá-se o colapso do tecto do edifício MIK 112 no cosmódromo de Baikonur e em resultado o vaivém espacial Buran é destruído.

 

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