Rússia lança nova tripulação para a ISS



In this long exposure photograph, the Soyuz MS-03 spacecraft is seen launching from the Baikonur Cosmodrome with Expedition 50 crewmembers NASA astronaut Peggy Whitson, Russian cosmonaut Oleg Novitskiy of Roscosmos, and ESA astronaut Thomas Pesquet from the Baikonur Cosmodrome in Kazakhstan, Friday, Nov. 18, 2016, (Kazakh time) (Nov 17 Eastern time). Whitson, Novitskiy, and Pesquet will spend approximately six months on the orbital complex. Photo Credit: (NASA/Bill Ingalls)

A Corporação Espacial Russa, Roscosmos, levou a cabo o lançamento da cápsula espacial tripulada Soyuz MS-03 (Союз МC-03) às 20:20:13,099UTC do dia 17 de Novembro de 2016, transportando a bordo três novos membros para a Expedição 50/51 a bordo da estação espacial internacional.

O lançamento da Soyuz MS-03 (11F732A48 n.º 733) foi levado a cabo pelo foguetão 11A511U-FG Soyuz-FG (R15000-060) a partir da Plataforma de Lançamento PU-5 do Complexo de Lançamento LC1 (17P32-5) ‘Gagarinskiy Start’ do Cosmódromo de Baikonur, Cazaquistão.

Com uma massa de 7.220 kg, a Soyuz MS-03 foi colocada numa órbita inicial com um perigeu a 200,15 km, apogeu a 244,99 km e inclinação orbital de 51,66° e período orbital de 88,66 minutos. A acoplagem com o módulo Rassvet deverá ter lugar às 22:01:49UTC do dia 19 de Novembro.

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Expedition 50 crewmembers ESA astronaut Thomas Pesquet, top, NASA astronaut Peggy Whitson, middle, and Russian cosmonaut Oleg Novitskiy of Roscosmos wave farewell before boarding their Soyuz MS-03 spacecraft for launch Thursday, Nov. 17, 2016, (Kazakh Time) in Baikonur, Kazakhstan. The trio will launch from the Baikonur Cosmodrome in Kazakhstan the morning of November 18 (Kazakh time.) All three will spend approximately six months on the orbital complex. Photo Credit: (NASA/Bill Ingalls)

A tripulação da Soyuz MS-03 é composta por Oleg Viktorovich Nivitskiy (Олег Викторович Новицкий), Comandante da Soyuz MS-03, Engenheiro de Voo da Expedição 50/51 – Rússia (Roscosmos); Thomas Gautier Pesquet, Engenheiro de Voo nº 1 da Soyuz MS-03 e Engenheiro de Voo da Expedição 50/51 – França (ESA); e Peggy Annette Whitson, Engenheira de Voo nº 2 da Soyuz MS-03, Engenheira de Voo da Expedição 50 e Comandante da Expedição 51 – EUA (NASA).

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Esta é a segunda missão espacial orbital para Oleg Novitskiy que se torna no345º ser humano e no 78º Russo a realizar duas missões espaciais orbitais. Esta é a primeira missão espacial orbital para Thomas Pesquet que assim se torna no 549º ser humano e no 10º espaçonauta Francês a realizar uma missão espacial orbital. Para Peggy Whitson, esta é a sua terceira missão espacial orbital, tornando-se no 194º ser humano e no 144º astronauta Norte-americano a realizar três missões espaciais orbitais.

A tripulação suplente é composta pelo cosmonauta Fyodor Nikolayevich Yurchikhin (Фёдор Николаевич Юрчихин) – Comandante, Rússia (Roscosmos); pelo astronauta Paolo Angelo Nespoli – Engenheiro de Voo n.º 1, Itália (ESA), e pelo astronauta Jack David Fischer – Engenheiro de Voo n.º 2, EUA (NASA).

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A página oficial da NASA na Internet sobre a Expedição 50 pode ser visitada aqui.

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Novitskiy, Pesquet e Whitson irão participar na Expedição 50 que é comandada pelo astronauta Norte-americano Robert Kimbrough e da qual ainda fazem parte os Russos Andrei Borisenko e Sergei Ryzhikov. Posteriormente, Peggy Whitson irá assumir o comando da Expedição 51 após Ryzhikov, Borisenko e Kimbrough regressarem à Terra. Desta expedição farão ainda parte Fyodor Yurchikhin e Jack Fischer. Estes três serão lançados a bordo da Soyuz MS-03 a 27 de Março de 2017.

Lançamento

O lançamento da Soyuz MS-03 decorreu sem problemas e a cápsula espacial foi colocada na órbita prevista, iniciando assim a sua «perseguição» de dois dias à ISS. O esquema mostra as diferentes fases do lançamento.

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O foguetão Soyuz-FG deixa a plataforma de lançamento a T=0s, iniciando um voo vertical durante alguns segundos até executar uma manobra de arfagem que o coloca na trajectória correcta para a sua inserção orbital. A separação do sistema de emergência ocorre a T+1m 54,16s, com a separação dos quatro propulsores laterais de combustível líquido (que compõe o primeiro estágio do lançador) a ter lugar a T+1m 57,80s.

A separação das duas metades da carenagem de protecção ocorre a T+2m 37,48s. A atmosfera é já demasiado rarefeita e a carenagem representa uma massa desnecessária, sendo então descartada e expondo a Soyuz MS-02. O final da queima do segundo estágio (Blok-A) ocorre a T+4m 45,05s e a separação entre o segundo e o terceiro estágio ocorre a T+4m 47,30s, altura em que o terceiro estágio (Blok-I) entra em ignição. A separação da grelha que faz a ligação entre o segundo e o terceiro estágio ocorre a T+4m 57,05s. Esta grelha permite a exaustão dos gases que resultam da ignição do terceiro estágio enquanto que este ainda permanece ligado com o segundo estágio.

O final da queima do terceiro estágio ocorre a T+8m 44,96s e a separação entre a Soyuz MS-03 e o estágio Blok-I ocorre a T+8m 48,26s.

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O impacto no solo do sistema de emergência teve lugar na Área n.º 16 localizada no Distrito de Karaganda, Cazaquistão. O sistema de emergência tem uma massa de 1.935 kg. O impacto no solo terá ocorrido a 47º 18’ N – 67º 14’ E. O impacto no solo dos propulsores que constituíram o primeiro estágio teve lugar na Área n.º 49 localizada no Distrito de Karaganda, Cazaquistão, a uma distância de cerca de 348 km. A carenagem de protecção acabou por cair na Área n.º 69 localizada no Distrito de Karaganda a uma distância de cerca de 527 km, enquanto que o segundo estágio impactou nas Áreas n.º 306 e 307 localizada no Distrito de Altai, República de Altai (Rússia) – Distrito de Cazaquistão Este (Cazaquistão), a uma distância de cerca de 1.570km. A secção de ligação entre o 2º e o 3º estágio acabou por impactar na Área n.º 309 localizada no Distrito de Altai, República de Altai (Rússia) – Distrito de Cazaquistão Este (Cazaquistão).

Após se separar do terceiro estágio do foguetão lançador às 20:28:48UTC, a Soyuz MS-03 fica colocada numa órbita com um perigeu a 200 km, apogeu a 242 km, inclinação orbital de 51,67º e período orbital de 88,64 minutos (a ISS encontrava-se numa órbita com um perigeu a 404,01 km, apogeu a 420,22 km, inclinação orbital de 51,63º e período orbital de 92,62 minutos).

Para chegar à estação espacial internacional a Soyuz MS-03 realiza várias manobras em órbita. As duas primeiras manobras são realizadas pouco após a separação do terceiro estágio do foguetão lançador, com os dados balísticos a serem introduzidos pelos cosmonautas no computador de bordo TsVM-101 de forma manual antes do lançamento. Novos dados seriam transmitidos a partir do solo sendo automaticamente introduzidos no computador de controlo e utilizados nas manobras orbitais subsequentes e que seriam realizadas antes da aproximação final à ISS.

Após entrar em órbita terrestre os tripulantes executam várias tarefas para preparar o veículo para o voo orbital. Estas tarefas iniciam-se com a abertura automática dos painéis solares e das antenas de comunicações. De seguida procede-se com a pressurização dos tanques de propolente, com o enchimento dos distribuidores e a sonda de acoplagem é colocada em posição. Os cosmonautas podem agora ter acesso ao módulo orbital da Soyuz MS-03 mas primeiro verificam que não existe qualquer fuga de ar entre esse módulo e o módulo de regresso onde se encontram. Entretanto, são também levados a cabo outros testes automáticos tal como acontece com o auto-teste do sistema de encontro e acoplagem KURS. Os sensores angulares BDUS são também testados e a cápsula é colocada na atitude apropriada em órbita ao mesmo tempo que é colocada numa lenta rotação sobre o seu eixo longitudinal para evitar o aquecimento excessivo de um doa seus lados (após ser testado o sistema de controlo rotacional manual).

Após se verificar que não existem fugas entre o módulo orbital e o módulo de descida, a tripulação pode então entrar no módulo orbital e despir os seus fatos pressurizados. Em antecipação das duas primeiras manobras orbitais, a cápsula espacial recebe então os dados relativos às queimas que o seu motor terá de efectuar. Entretanto, a tripulação activa o sistema de purificação de ar SOA no interior do módulo orbital ao mesmo tempo que desactiva esse sistema no módulo de descida.

A Soyuz MS-03 executa várias manobras orbitais aproximando a sua órbita da órbita da ISS com a qual iria acoplar no módulo Rassvet. Utilizando um esquema de aproximação de dois dias à ISS, a primeira manobra tem lugar às 23:52:07UTC (3ª órbita) com o motor da Soyuz MS-03 a ser activado durante 79,0 segundos e alterando a velocidade do veículo em 30,81 m/s. Após esta manobra a cápsula fica numa órbita com perigeu a 213,81 km, apogeu a 317,07 km, inclinação orbital de 51,67º e período orbital de 89,73 minutos. A segunda manobra tem lugar às 00:34:20UTC do dia 18 de Novembro (3ª órbita) com o motor da cápsula a ser activado durante 74,1 segundos e alterando a velocidade do veículo em 30,11 m/s. No final desta manobra a Soyuz MS-03 encontra-se numa órbita com um perigeu a 311,30 km, apogeu a 337,30 km, inclinação orbital de 51,66º e período orbital de 90,78 minutos. A terceira manobra é realizada às 21:16:44UTC do dia 18 de Novembro (17ª órbita), com o motor da Soyuz MS-03 a ser activado durante 28,8 segundos e alterando a velocidade do veículo em 2,00 m/s, ficando numa órbita com perigeu a 318,63 km, apogeu a 337,66 km, inclinação orbital de 51,63º e período orbital de 90,85 minutos.

A acoplagem com o módulo Rassvet tem lugar às 22:44UTC do dia 20 de Novembro.

 

O veículo Soyuz MS (11F732A48)

Externamente não existem diferenças significativas entre a Soyuz MS e a Soyuz TMA-M. AS melhorias introduzidas na Soyuz MS centram-se principalmente ao nível dos sistemas de comunicações e de navegação com a introdução de modernos dispositivos electrónicos.

Se a Soyuz TMA-M surgiu como uma versão melhorada da Soyuz TMA, o mesmo acontece com a Soyuz MS em relação à versão anterior. As modificações introduzidas na Soyuz TMA-M tiveram como função substituir os dispositivos de orientação, navegação e sistemas de controlo de bordo, além do sistema de medição, por dispositivos desenvolvidos tendo como base novas tecnologias electrónicas e digitais, e um novo software; prolongar as capacidades funcionais do veículo tendo em conta o controlo dos sistemas de bordo a partir dos computadores de bordo e proporcionar uma integração mais profunda com os computadores da ISS quando na utilização de um canal de transmissão multiplex; e aumentar as capacidades de carga através de uma redução de massa dos sistemas de bordo. Assim, cinco novos dispositivos com uma massa total de cerca de 42 kg (em vez de seis dispositivos com uma massa total de cerca de 101 kg) foram instalados no sistema de controlo, orientação e navegação. Neste caso, o consumo de energia foi reduzido até 105 W (em vez de 402W).

A Soyuz MS introduz um novo sistema de navegação Kurs, um novo sistema de comunicação via rádio, a utilização do sistema GPS/GLONASS para navegação, e a utilização de um sistema de comunicações de proximidade para navegação relativa.

A introdução destas alterações altera somente o aspecto externo no que diz respeito ao número de antenas no veículo.
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Na Soyuz MS é utilizado um computador central introduzido na versão TMA-M (TsVM-101 – com uma massa de 8,3 kg em vez do velho Árgon-16 com uma massa de 70 kg) com novo dispositivo de interface com uma massa total de cerca de 26 kg e um consumo energético de 80 W como parte das modificações ao sistema de controlo, orientação e navegação. A capacidade do computador central é de 8 M operações por segundo, a capacidade da memória RAM é de 2.000 kB. A capacidade operacional é consideravelmente aumentada. O sistema de telemetria analógico utilizado anteriormente foi também substituído por um novo sistema de telemetria designado MBITS.

A Soyuz MS pode permanecer durante 215 dias acoplada à estação espacial internacional. Esta permanência é limitada devido à natureza corrosiva dos propelentes utilizados nas manobras orbitais que levam à degradação dos tanques e dos sistemas de propelente com o passar do tempo.

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As modificações e melhorias levadas a cabo entre a Soyuz TMA-M e a Soyuz MS tiram partido da comunalidade entre os veículos Soyuz e os veículos de carga Progress, pois é nestes veículos que são primeiramente ensaiadas as modificações antes de serem introduzidas nos veículos tripulados.

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As principais alterações na Soyuz MS dão-se na substituição do sistema de comunicações por rádio Kvant-V, de fabrico ucraniano, por um Sistema Unificado de Comando e Telemetria, terminando com a dependência da Rússia no que diz respeito ao fabrico de antenas, alimentadores e sistemas electrónicos que provinham da Ucrânia. O novo sistema de comando e telemetria é capaz de utilizar o sistema de comunicações geostacionário Luch para o envio de telemetria para o solo e para a recepção de comandos na parte orbital durante a qual não se encontra sobre território russo. Assim, com este novo sistema de comunicações a Soyuz MS é capaz de se manter em contacto com o centro de controlo durante 70% da sua órbita, ao contrário dos 10 a 20 minutos do que era capaz anteriormente.

Outra grande melhoria na Soyuz MS é a implementação da Ligação de Comunicações de Proximidade com a estação espacial durante as manobras de aproximação para garantir uma navegação relativa como uma fonte adicional de dados. A Soyuz MS está equipada com receptores GPS e GLONASS para determinação precisa do tempo, calculo do vector de estado e determinação orbital, permitindo assim uma maior precisão das manobras orbitais (queimas), mesmo pelo próprio veículo de forma automática, não necessitando do seguimento por radar que somente é possível quando o veículo passava sobre as estações terrestres.

A Soyuz MS também alberga um novo sistema de câmaras e utiliza a transmissão digital de vídeo para assim enviar imagens de melhor qualidade para a estação espacial e para o solo no processo de seguimento das manobras de aproximação e acoplagem. Em vez do sistema analógico Klyost, o veículo utiliza um sistema de televisão que permite que o vídeo seja transmitido como parte do fluxo de dados através da ligação de comunicações espaciais.

O novo sistema de navegação Kurs é uma melhoria significativa da nova geração em relação à anterior geração, deixando o sistema Kurs-A e introduzindo o sistema Kurs-NA. O sistema Kurs utilizado nos veículos Soyuz e Progress, é um sistema de rádio que permitem a realização automática das manobras de aproximação e acoplagem com a estação espacial. O sistema utiliza a emissão de sinais enviados pelo veículo alvo que podem ser recebidos por várias antenas no veículo perseguidor para determinar a distância e os ângulos para iniciar o encontro a uma distância de 200 km. O sistema Kurs-NA elimina todos os componentes de fabrico ucraniano e permite uma significativa redução de peso ao mesmo tempo que aumenta as capacidades do sistema. O novo sistema necessita somente de uma antena e fornece medições mais precisas durante as manobras de aproximação e acoplagem.

A Soyuz MS está também equipada com uma nova unidade de controlo Burk que substitui o anterior sistema que já não se encontra em produção. São também utilizadas novas unidades BDUS-3A para o sistema de controlo de atitude da Soyuz MS e um novo sistema de iluminação com luzes LED para a aproximação final à ISS.

O sistema de fornecimento de energia é mais eficiente do que o seu predecessor utilizando células solares de elevada eficiência e os propulsores de manobra no exterior no veículo encontram-se em novas posições, tornando o sistema mais robusto.

A Soyuz MS pode transportar até três tripulantes tendo uma vida útil em órbita de 200 dias, podendo no entanto permanecer 14 dias em voo autónomo. Tendo um peso de total de 7.080 kg (podendo transportar 900 kg de combustível), o seu comprimento total é de 6,98 metros, o seu diâmetro máximo é de 2,72 metros e o seu volume habitável total é de 9,0 m3. Pode transportar um máximo de 170 kg de carga no lançamento e 50 kg no regresso à Terra. A velocidade máxima que pode atingir no regresso à Terra com a utilização do pára-quedas principal é de 2,6 m/s, sendo a sua velocidade normal de 1,4 m/s, porém com o pára-quedas de reserva a sua velocidade máxima é de 4,0 m/s e a velocidade normal será de 2,4 m/s . Tal como o seu antecessor, o veículo Soyuz MS é composto por três módulos: o Módulo Orbital, o Módulo de Reentrada e o Módulo de Propulsão e Serviço.

O Módulo Orbital (Botivoi Otsek) – Tem um peso de 1.278 kg, um comprimento de 3,29 metros, diâmetro de 2,2 metros e um volume habitável de 6,6 m3. Está equipado com um sistema de acoplagem dotado de uma sonda retráctil com um comprimento de 0,5 metros, e um túnel de transferência. O comprimento do colar de acoplagem é de 0,22 metros e o seu diâmetro é de 1,35 metros. O sistema de acoplagem Kurs está equipado com duas antenas, estando uma colocada numa antena perpendicular ao eixo longitudinal do veículo. Este módulo separa-se do módulo de descida antes do accionamento dos retro-foguetões que iniciam o regresso à Terra.

Soyuz TMA-M 02O Módulo de Reentrada (Spuskaemiy Apparat) – Podendo transportar até 3 tripulantes, tem um peso de 2.835 kg, um comprimento de 2,14 metros, um diâmetro de 2,20 metros e um volume habitável de 3,85 m3. Possui 6 motores de controlo com uma força de 10 kgf que utilizam N2O4 e UDMH como propolentes. O Módulo de Descida permite aos seus tripulantes o uso dos seus fatos espaciais pressurizados durante as fases de lançamento e reentrada atmosférica, estando também equipado com o sistema de controlo do veículo, pára-quedas, janelas, sistema de comunicações e com os assentos Kazbek-UM. A aterragem é suavidade utilizando um conjunto de foguetões que diminui a velocidade de descida alguns segundos antes do impacto no solo.  Durante o lançamento, acoplagem, separação, reentrada atmosférica e aterragem, o Comandante está sentado no assento central do módulo com os restantes dois tripulantes sentados a cada lado.

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O Módulo de Propulsão e Serviço (Priborno-agregatniy Otsek) – Tem um peso de 3.057 kg, um diâmetro base de 2,2 metros e um diâmetro máximo de 2,7 metros. Está equipado com 16 motores de manobra orbital com uma força de 10 kgf cada, e 8 motores de ajustamento orbital também com uma força de 10 kgf. Todos os motores utilizam N2O4 e UDMH como propolentes. O sistema de manobra orbital possui um impulso específico de 305 s. O seu sistema eléctrico gera 0,60 kW através de dois painéis solares com uma área de 10,70 m2.

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O foguetão 11A511U-FG Soyuz-FG

O lançador 11A511U-FG Soyuz-FG é uma versão melhorada do foguetão 11A511U Soyuz-U. Esta versão possui motores melhorados e sistemas aviónicos modernizados, além de possuir um número de componentes fabricados fora da Rússia muito reduzido. O 11A511U-FG Soyuz-FG pertence à família do R-7 tendo também tem as designações Sapwood (NATO), SL-4 (departamento de Defesa dos Estados Unidos) e A-2 (Designação Sheldom).

É um veículo de três estágios no qual o primeiro consiste em quatro propulsores laterais a combustível líquido que auxiliam o veículo nos minutos iniciais do voo.

O 11A511U-FG Soyuz-FG é capaz de colocar uma carga de 7.420 kg numa órbita média a 193 km de altitude e com uma inclinação de 51,8º em relação ao equador terrestre.

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O primeiro lançamento de um veículo 11A511 Soyuz deu-se a 28 de Novembro de 1966 a partir do Cosmódromo NIIP-5 Baikonur. Neste dia o lançador 11A511 Soyuz (n.º 1) colocou em órbita o satélite Cosmos 133 Soyuz 7K-OK n.º 2 (02601 1966-107A). Por seu lado o primeiro 11A511U Soyuz-U foi lançado a 18 de Maio de 1973, a partir do Cosmódromo NIIP-53 Plesetsk e colocou em órbita o satélite Cosmos 559 Zenit-4MK (06647 1973-030A). O primeiro desaire com o 11A511U Soyuz-U ocorreu a 23 de Maio de 1974, quando falhou o lançamento de um satélite do tipo Yantar-2K a partir do Cosmódromo NIIP-53 Plesetsk. O primeiro lançamento de um 11A511U-FG Soyuz-FG deu-se a 20 de Maio de 2001, tendo colocado em órbita o cargueiro Progress M1-6 (26773 2001-021A) em direcção à ISS.

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Dados estatísticos e próximos lançamentos

– Lançamento orbital: 5584

– Lançamento orbital com sucesso: 5231

– Lançamento orbital Rússia: 3197

– Lançamento orbital Rússia com sucesso: 3040

– Lançamento orbital desde Baikonur: 1464

– Lançamento orbital desde Baikonur com sucesso: 1379

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

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2016-070-2

Dos lançamentos bem sucedidos levados a cabo em 2016: 22,9% foram realizados pela Rússia; 25,7% pelos Estados Unidos (incluindo ULA (50,0%), SpaceX (44,4%) e Orbital SC (5,6%)); 24,3% pela China; 12,9% pela Arianespace; 8,6% pela Índia, 2,9% pelo Japão, 1,4% pela Coreia do Norte e 1,4% por Israel.

Os próximos lançamentos orbitais previstos são (hora UTC): 

19 Nov (21:42:00) – Atlas-V/541 (AV-069) – Cabo Canaveral AFS, SLC-41 – GOES-R

20 ou 22 Nov (??:??:??) – CZ-3C Chang Zheng-3C – Xichang, LC3 – TL-1 Tianlian-1 (4)

28 Nov (??:??:??) – PSLV-C36 – Satish Dawan SHAR, FLP – Resourcesat-2A; IITMSAT; Max Valier; Venta-1; Niusat

1 Dez (14:51:00) – 11A511U Soyuz-U (P15000-148) – Baikonur, LC1 PU-5 – Progress MS-04

5 Dez (13:52:09) – Vega (VV08) – CSG Kourou, ZLV – Gokturk-1A

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