Rússia lança Progress M-24M



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A Agência Espacial Russa Roscosmos levou a cabo o lançamento do veículo de carga 11F615A60 n.º 423 (11Ф615А60 n.º 423) que recebeu a designação Progress M-24M  (Прогресс М-24М). O lançamento teve lugar às 2144:44UTC do dia 23 de Julho de 2014 e foi levado a cabo pelo foguetão 11A511U Soyuz-U (T15000-140) a partir da Plataforma de Lançamento PU-5 do Complexo de Lançamento LC1 ‘Gagarinskiy Start’ (17P32-5) do Cosmódromo de Baikonur. A acoplagem com a estação espacial internacional tem lugar às 0330:35UTC do dia 24 de Julho.

Lançamento

Com os preparativos finais para o lançamento a decorrerem sem problemas, bem como a contagem decrescente, o lançamento do Progress M-24M decorreu sem incidentes. O final da queima e separação do primeiro estágio (constituído pelos quatro propulsores laterais) teve lugar a T+1m 58,78s. A separação das duas metades da carenagem de protecção, agora desnecessária, ocorria a T+2m 00,56s, enquanto que a T+4m 45,05s ocorria o final da queima do segundo estágio (ou bloco central). A T+4m 47,30s dava-se a separação do segundo estágio e a ignição do terceiro estágio. De facto, a ignição do terceiro estágio ocorre enquanto o segundo estágio ainda permanece ligado, com os escapes da combustão do motor a saírem através da grelha de ligação entre os dois estágios. Esta grelha separa-se a T+4m 57,05s.

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O terceiro estágio (Blok-I) irá colocar o veículo em órbita terrestre. A sua queima termina a T+8m 45,88s e a separação do Progress M-24M ocorria a T+8m 49,18s (2153:33UTC).

Carga a bordo do Progress M-24M

Com uma massa de 7.280 kg no lançamento, o Progress M-24M transporta 2.322 kg de carga a bordo. Desta carga, 880 kg corresponde a combustível no sistema de propulsão; 530 kg a combustível no sistema de reabastacimento; 48 kg corresponde a ar e oxigénio para a ISS; 420 kg corresponde a água no sistema de reabastecimento Rodnik; e 1.324 kg à restante carga a ser transportada (incluindo 209 kg para a secção norte-americana da ISS).

 

Progress M-24M

Ao abandonar o seu programa lunar tripulado a União Soviética prosseguiu o seu programa espacial ao colocar sucessivamente em órbita terrestre uma série de estações espaciais tripuladas nas quais os cosmonautas soviéticos e posteriormente russos estabeleceram recordes de permanência no espaço. Começando inicialmente com estadias de curtas semanas e passando posteriormente para longos meses, os cosmonautas soviéticos eram abastecidos no início pelas tripulações que os visitavam em órbita, mas desde cedo, e começando com a Salyut-6, a União Soviética iniciou a utilização dos veículos espaciais de carga Progress. Os Progress representaram um grande avanço nas Progress M-24M 02longas permanências em órbita, pois permitiam transportar para as estações espaciais víveres, instrumentação, água, combustível, etc. Os cargueiros são também utilizados para elevar as órbitas das estações, para descartar o lixo produzido a bordo dos postos orbitais e para a realização de diversas experiências científicas.

Ao longo de 30 anos foram colocados em órbitas dezenas de veículos deste tipo que são baseados no mesmo modelo das cápsulas tripuladas Soyuz e que têm vindo a sofrer alterações e melhorias desde então.

O cargueiro 11F615A60 n.º 423 foi o 144º cargueiro russo a ser lançado. Destes, 43 foram do tipo Progress (incluindo o cargueiro Cosmos 1669), 68 do tipo Progress M (incluindo o Progress M-SO1), 11 do tipo Progress M1 e 24 do tipo Progress M-M. Os Progress 1 a 12 serviram a estação orbital Salyut-6; os Progress 13 a 24 e o Cosmos 1669 serviram a estação orbital Salyut-7; os Progress M-24M 04Progress 25 a 42, Progress M a M-43 e Progress M1-1, M1-2 e M1-5 serviram a estação orbital Mir. O cargueiro Progress M-SO1 também foi utilizado para transportar carga para a ISS ao mesmo tempo que servia para adicionar o módulo Pirs.

O veículo Progress M-M é uma versão modificada do modelo 11F615A55 (11Ф615A55) com um novo computador TsVM-101 no lugar do velho computador Árgon-16 e com um novo sistema compacto digital de telemetria MBITS no lugar do velho sistema de telemetria analógico. Estas alterações permitem um sistema de controlo mais rápido e eficiente, ao mesmo tempo que permitem uma redução de 75 kg na massa total do sistema de aviónicos. A estrutura do novo sistema de controlo, a arquitectura do software utilizado e das suas capacidades, bom como a sua natureza modular, permite um ajustamento mais fácil a novos sensores.


Progress M-24M 05Tal como os outros tipos de cargueiros, o Progress M-M é constituído por três módulos: Módulo de Carga (Грузовой отсек) – GO “Gruzovoi Otsek” com um comprimento de 3,0 metros, um diâmetro de 2,3 metros e um peso de 2.520 kg, está equipado com um sistema de acoplagem e com duas antenas tipo Kurs; Módulo de Reabastecimento (Отсек компонентов дозаправки) – OKD “Otsek Komponentov Dozapravki” com um comprimento de 2,2 metros, um diâmetro de 2,2 metros e um peso de 1.980 kg, sendo destinado ao transporte de combustível para as estações espaciais; Módulo de Serviço (Приборно-агрегатный отсек) – PAO “Priborno-Agregatniy Otsek“ com um comprimento de 2,3 metros, um diâmetro de 2,1 metros e um peso de 2.950 kg, contém os motores do veículo tanto para propulsão como para manobras orbitais. 
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Esta alteração aconteceu devido ao facto que, tal como aconteceu com os foguetões 8K82K Proton-K, os sistemas de controlo analógicos utilizados nos foguetões 11A511U Soyuz-U e 11A511U-FG Soyuz-FG são fabricados na Ucrânia. Como a agência espacial russa Roscosmos e o Ministério da Defesa Russo não querem depender de um fabricante estrangeiro, torna-se necessário proceder a esta alteração nos lançadores pois os novos sistemas de controlo e telemetria são fabricados na Rússia.

11A511U Soyuz-U

O foguetão 11A511U Soyuz-U (11A511У Союз-У) é a versão do lançador 11A511 Soyuz, mais utilizada pela Rússia para colocar em órbita os mais variados tipos de satélites. Pertencente à família do R-7, o Soyuz-U também tem as designações SS-6 Sapwood (NATO), SL-4 (departamento de Defesa dos Estados Unidos), A-2 (Designação Sheldom). O Soyuz-U é fabricado pelo Centro Espacial Estatal Progress de Produção e Pesquisa em Foguetões (TsSKB Progress) em Samara, sobre conSoyuz-Utrato com a agência espacial russa.



O foguetão 11A511U Soyuz-U com o cargueiro Progress M-M tem um peso de 313.000 kg no lançamento, pesando aproximadamente 297.000 kg sem a sua carga. Sem combustível o veículo atinge os 26.500 kg (contando com a ogiva de protecção da carga). O foguetão tem uma altura máxima de 36,5 metros (sem o módulo orbital). É capaz de colocar uma carga de 6.855 kg numa órbita média a 220 km de altitude e com uma inclinação de 51,6º em relação ao equador terrestre. No total desenvolve uma força de 410.464 kgf no lançamento, tendo uma massa total de 297.400 kg. O seu comprimento atinge os 51,1 metros e a sua envergadura com os quatro propulsores laterais é de 10,3 metros.

O módulo orbital (onde está localizada a carga a transportar) pode ter uma altura entre os 7,31 metros e os 10,14 metros dependendo da carga. O diâmetro máximo da sua secção cilíndrica varia entre os 2,7 metros e os 3,3 metros (dependendo da carga a transportar). O foguetão possui um sistema de controlo analógico e tem uma precisão na inserção orbital de 10 km em respeito à altitude, 6 segundos em respeito ao período orbital e de 2’ no que diz respeito ao ângulo de inclinação orbital. É um veículo de três estágios, sendo o primeiro estágio constituído por quatro propulsores laterais a combustível líquido designados Blok B, V, G e D. Cada propulsor tem um peso de 43.400 kg, pesando 3800 kg sem combustível. O seu comprimento máximo é de 19,8 metros e a sua envergadura é de 3,82 metros. O tanque de propolente (querosene e oxigénio) tem um diâmetro de 2,68 metros. Cada propulsor tem como componentes auxiliares as unidades de actuação das turbo-bombas (peróxido de hidrogénio) e os componentes auxiliares de pressurização dos tanques de propolente (nitrogénio).

Cada propulsor tem um motor RD-117 e o tempo de queima é de cerca de 118 s. O RD-117 desenvolve 101.130 kgf no vácuo durante 118 s. O seu Ies é de 314 s e o Ies-nm é de 257 s, sendo o Tq de 118 s. Cada motor tem um peso de 1.200 kg, um diâmetro de 1,4 metros e um comprimento de 2,9 metros. Têm quatro câmaras de combustão que desenvolvem uma pressão no interior de 58,50 bar. Este motor foi desenhado por Valentin Glushko.

O Blok A constitui o corpo principal do lançador e é o segundo estágio, estando equipado com um motor RD-118. Tendo um peso bruto de 99500 kg, este estágio pesa 6.550 kg sem combustível e é capaz de desenvolver 99.700 kgf no vácuo. Tem um Ies de 315 s e um Tq de 280s. Como propolentes usa o LOX e o querosene (capazes de desenvolver um Isp-nm de 248 s). O Blok A tem um comprimento de 27,1 metros e um diâmetro de 2,95 metros. O diâmetro máximo dos tanques de propolente é de 2,66 metros.

Progress M-24M 11Este estágio tem como componentes auxiliares as unidades de actuação das turbo-bombas (peróxido de hidrogénio) e os componentes auxiliares de pressurização dos tanques de propolente (nitrogénio). O motor RD-118 foi desenhado por Valentin Glushko nos anos 60. É capaz de desenvolver uma força de 101.632 kgf no vácuo, tendo um Ies de 315 s e um Ies-nm de 248 s. O seu tempo de queima é de 286 s. O peso do motor é de 1.400 kg, tendo um diâmetro de 1,4 metros, um comprimento de 2,9 metros. As suas quatro câmaras de combustão desenvolvem uma pressão de 51,00 bar.

O terceiro e último estágio do lançador é o Blok I equipado com um motor RD-0110. Tem um peso bruto de 25.300 kg e sem combustível pesa 2.710 kg. É capaz de desenvolver 30.400 kgf e o seu Ies é de 330 s, tendo um tempo de queima de 230 s. Tem um comprimento de 6,7 metros (podendo atingir os 9,4 metros dependendo da carga a transportar) e um diâmetro de 2,66 metros (com uma Progress M-24M 12envergadura de 2,95 metros), utilizando como propolentes o LOX e o querosene. O motor RD-0110, também designado RD-461, foi desenhado por Semyon Ariyevich Kosberg. Tem um peso de 408 kg e possui quatro câmaras de combustão que desenvolvem uma pressão de 68,20 bar. No vácuo desenvolve uma força de 30.380 kgf, tendo um Ies de 326 s e um tempo de queima de 250 s. Tem um diâmetro de 2,2 metros e um comprimento de 1,6 metros.

 Preparação e lançamento

Tanto os componentes do foguetão lançador como o veículo de carga, são transportados para o Cosmódromo de Baikonur via caminhos-de-ferro até à estação de Tyura-Tam. Aqui, e por se encontrar em território do Cazaquistão, são executados os devidos procedimentos alfandegários com a respectiva vistoria dos vagões. Depois das necessárias verificações alfandegárias, os comboios são transferidos para a rede de caminho-de-ferro do Cosmódromo de Baikonur e transportado para as instalações do edifício de integração e montagem da Área 112 (para o caso do foguetão lançador quando lançado desde o Complexo de Lançamento LC1 ‘17P32-5’) ou para a Área 31 (MIK-40 para o caso do foguetão lançador quando lançado desde o Complexo de Lançamento LC31 ‘17P32-6’) e para a Área 254 (para o caso dos veículos de carga ou tripulados) onde são preparados para o lançamento. Após Progress M-24M 17a chegada ao cosmódromo do Progress M-24M a 18 de Fevereiro de 2014, foram realizados os testes integrados e autónomos do veículo, além de se proceder à inspecção dos sistemas de rádio (a 19 de Fevereiro era removido do contentor de transporte e colocado na plataforma de processamento. Realizados estes testes, o veículo foi depois colocado em armazenamento durante várias semanas. Mais tarde, o Progress M-24M seria submetido a testes no interior da câmara de vácuo 17T523M, tendo passado no teste de verificação de fugas a 15 de Março.

Terminados os testes para a verificação de fugas, e assim atestando-se a integridade da estrutura do veículo, este foi preparado para ser abastecido e a 11 de Julho teve lugar uma reunião da Comissão de Gestão Técnica que decidiu proceder com o abastecimento do Progress M-24M que foi transportado para a estação de abastecimento no dia seguinte. Os propolentes e os gases de pressurização abastecidos seriam utilizados para as Progress M-24M 16manobras orbitais e para as manobras de aproximação e acoplagem com a ISS. No dia 16 de Julho, e já devidamente abastecido, o veículo era transportado de volta para as instalações de integração e testes MIK-254 para as operações de processamento finais. A 17 de Julho o veículo era acoplado ao compartimento de transferência 11S517A2. Este compartimento é um bloco cilíndrico que permite a união entre a carga a ser colocada em órbita e o último estágio do foguetão lançador, neste caso o Blok-I, bem como serve de suporte para as duas metades da carenagem de protecção da carga. No dia 18 de Julho era levada a cabo uma inspecção por parte dos especialistas da Corporação RKK Energia ‘Sergei Korolev’, sendo depois colocado no interior da carenagem de protecção, constituindo assim o Módulo Orbital que no dia 19 de Julho seria transportado para o edifício de integração e montagem do lançador MIK-112. As operações de integração seriam levadas a cabo nos dias 20 e 21 de Julho.

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No dia 21 de Julho teria lugar uma reunião da Comissão de Gestão Técnica e da Comissão Governamental que avaliara, os preparativos para o lançamento. No final dessa reunião foi tomada a decisão de se proceder ao transporte do lançador e da sua carga para a plataforma de lançamento. O transporte do foguetão 11A511U Soyuz-U (T15000-140) com o veículo de carga 11F615A60 n.º 423 para a Plataforma de Lançamento PU-5 do Complexo de Progress M-24M 15Lançamento LC1 (17P32-5) teria lugar a 22 de Julho, iniciando-se as operações de preparação final para o lançamento. Como é tradição, o comboio abandonou as instalações do MIK da Área 112 às 0100UTC, a hora em que o foguetão de Yuri Gagarin começou a ser transportada para a plataforma de lançamento.

Com os preparativos finais e a contagem decrescente a decorrerem sem problemas, o lançamento do veículo de carga Progress M-24M teria lugar às 2142:44UTC do dia 23 de Julho. No lançamento a massa do Progress M-24M era de 7.280 kg. O esquema mostra as diferentes fases do lançamento.

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Segundo dados do Centro de Controlo de Korolev, TsUP (Tsentr Upravlenyia Poletom), o Progress M-24M ficava colocado numa órbita inicial com um perigeu a 193,00 km de altitude, apogeu a 245,00 km de altitude, inclinação orbital de 51,66º e período orbital de 88,59 minutos. Nesta altura os parâmetros orbitais da ISS eram: perigeu a 415,10 km, apogeu a 430,06 km, inclinação orbital de 51,65º e período orbital de 92,83 minutos.

Logo após entrar em órbita terrestre, dá-se a abertura dos dois painéis solares bem como dos dispositivos de comunicações e da instrumentação necessária para as manobras de aproximação e acoplagem com a ISS.

O Progress M-24M iniciava então uma perseguição à estação espacial internacional, realizando uma série de manobras orbitais para aproximar a sua órbita à órbita da ISS. A primeira manobra orbital tem lugar durante a 1ª órbita às 2231:12UTC com os motores do veículo a serem accionados durante 104,2 segundos e proporcionando uma alteração de velocidade de 41,81 m/s. Após esta manobra o veículo ficou colocado numa órbita com um perigeu a 236,3km, apogeu a 335,9 km, inclinação orbital de 51,64º e período orbital de 90,04 minutos. A segunda manobra orbital tem lugar na 2ª órbita às 2313:45UTC com os motores do veículo a serem accionados durante 109,2 segundos e proporcionando uma alteração de velocidade 44,48 m/s. Após esta manobra o Progress M-24M ficou colocado numa órbita com um perigeu a 333,4 km, apogeu a 393,8 km, inclinação orbital de 51,64º e período orbital de 91,60 minutos. Estas duas manobras formam uma órbita de faseamento para posterior encontro com a ISS.

Após a realização da segunda correcção orbital, o computador de bordo TsVM-101 recebe os novos parâmetros orbitais enviados pelo Centro de Controlo de Voo TsUP. O computador realiza então as correcções que devem ser implementadas.

A 3ª manobra orbital tem lugar às 2348:51UTC. Desta vez os motores do veículo são accionados durante 18,1 segundos e proporcionaram um impulso de 7,00 m/s. Após esta manobra o veículo de carga ficou colocado numa órbita com um perigeu a 355,9 km, apogeu a 402,1 km, inclinação orbital de 51,67º e período orbital de 91,85 minutos. A 4ª manobra orbital tem lugar às 0019:36UTC do dia 24 de Julho, com os motores do veículo a serem accionados durante 18,1 segundos e proporcionaram um impulso de 7,00 m/s. Após esta manobra o veículo de carga ficou colocado numa órbita com um perigeu a 367,4 km, apogeu a 406,2 km, inclinação orbital de 51,64º e período orbital de 92,11 minutos.

Dados estatísticos

– Lançamento orbital: 5377

– Lançamento orbital com sucesso: 5029

– Lançamento orbital Rússia: 3141

– Lançamento orbital Rússia com sucesso: 2988

– Lançamento orbital desde Baikonur: 1427

– Lançamento orbital desde Baikonur com sucesso: 1343

A seguinte tabela mostra os totais de lançamentos executados este ano em relação aos previstos para cada polígono à data deste lançamento: 1ª coluna – lançamentos efectuados (lançamentos fracassados); 2ª coluna – lançamentos previstos à data; 3ª coluna – satélites lançados:

Baikonur – 12 (1) / 27 / 20

Plesetsk – 5 / 12 / 9

Dombarovskiy – 1 / 4 / 37

Cabo Canaveral AFS – 8 / 21 / 18

Wallops Island MARS – 2 / 3 / 64

Vandenberg AFB – 2 / 6 / 2

Kauai TF – 0 / 1 / 0

Jiuquan – 1 / 2* / 1

Xichang – 0 / 6* / 0

Taiyuan – 0 / 3* / 0

Tanegashima – 2 / 5 / 13

Kourou – 4 / 14 / 8

Satish Dawan, SHAR – 2 / 5 / 2

Odyssey – 1 / 1 / 1

Palmachim – 1 / 1 / 1

* Valores não precisos

Dos lançamentos bem sucedidos levados a cabo: 40,5% foram realizados pela Rússia; 28,6% pelos Estados Unidos (incluindo ULA, SpaceX e Orbital SC); 2,4% pela China; 11,9% pela Arianespace; 4,8% pelo Japão, 7,1 % pela Índia, 2,4% por Israel e 2,4% pela Sea Launch.

Os próximos lançamentos orbitais previstos são (hora UTC):

23 Jul (2303:00) – Delta-IV-M+(4,2) (D368) – Cabo Canaveral AFS, SLC-37B – AFSPC-4: (GSSAPх2); ANGELS

29 Jul (2344:00) – Ariane-5ES (VA219) – CSG Kourou, ELA3 – ATV-5 ‘Georges Lemaître’

1 Ago (0327:00) – Atlas-V/401 – Cabo Canaveral AFS, SLC-41 – GPS IIF SV-7

4 Ago (0525:00) – Falcon-9 v1.1 (F-6) – Cabo Canaveral AFS, SLC-40 – AsiaSat-8

13 Ago (????:??) – Atlas-V/401 – Vandenberg AFB, SLC-3E – WorldView-3

 

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