Rússia lança satélite geodésico



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Um novo satélite geodésico para estudar o planeta Terra foi colocado em órbita pela Rússia.

O lançamento do Geo-IK-2 n.º 12L teve lugar às 13:45UTC do dia 4 de Junho de 2016 por um foguetão 15A05 Rokot/Briz-KM a partir do Complexo de Lançamento LC133/3 do Cosmódromo GIK-1 Plesetsk.

Todas as fases do lançamento decorreram sem problemas e o satélite foi colocado na órbita prevista.

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Os satélites geodésicos Geo-IK

Os satélites do sistema geodésico Geo-IK (Гео-ИК) foram introduzidos pela primeira vez a 30 de Setembro de 1981 com o lançamento do satélite Cosmos 1312 desde do Cosmódromo NIIP-53 Plesetsk. Estes satélites representavam a segunda geração de satélites deste tipo que seriam lançados um por ano. Esta série de satélites também designada 11F666 Musson (11Ф666 Муссон), substituíam assim os anteriores satélites 11F621 Sfera (11Ф621 Сфера).

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A rede Geo-IK possuía normalmente dois satélites operacionais que eram utilizados para a criação de redes geodésicas regionais, incluindo a indexação geodésica de ilhas; servir de base de análises topográficas de grandes edifícios; bases geodésicas para estudos dos oceanos e da sua topografia.
Os satélites Geo-IK operavam em órbitas quase circulares com altitudes médias de 1.500 km e com uma inclinação de 73,6º ou 82,6º. Os satélites eram fabricados pela NPO Prikladnoi Mekhaniki sedeada em Krasnoyarsk. Com uma forma cilíndrica e uma massa de cerca de 1.500 kg, os satélites eram semelhantes aos satélites de navegação Tsikada, utilizando um mastro central dotado de uma massa na extremidade para estabilização por gradiente de gravidade. Na parte inferior do satélite, em oito paneis, e na maior parte do seu corpo estavam fixadas células solares para o fornecimento de energia que era armazenada em baterias de níquel – hidrogénio. A carga geodésica e os sistemas dos satélites encontravam-se no interior de uma secção pressurizada. O tempo útil de cada veículo variava entre 1 e 2 anos.

O último satélite desta série cessou operações a 5 de Fevereiro de 1999.

Geo-IK-2 2Os satélites Geo-IK-2

Os satélites do sistema geodésico Geo-IK-2 (14F31 Musson-2) representam a continuação da série anterior, estando equipados com um radar altímetro SADKO, retro reflectores laser e receptores de sinal GLONASS e GPS. São fabricados pela ISS Reshetnev (antiga NPO Prikladnoi Mekhaniki, NPO PM) e têm uma massa de cerca de 1.400 kg. Os satélites utilizam o mesmo modelo que os satélites Uragan e são estabilizados nos três eixos espaciais, estando equipados dois painéis solares para o fornecimento de energia. Os satélites devem operar em órbitas circulares a 1.000 km de altitude com uma inclinação de 99,4º.

O sistema será composto por dois veículos em órbita cujo principal objectivo será a determinação dos parâmetros do campo gravitacional terrestre, a realização de uma rede geodésica que grande precisão com coordenadas geocêntricas, a medição das movimentações das placas litosféricas, a análise das movimentação de massas de terras, e a análise das discrepâncias na rotação da Terra e o registo das posições dos pólos terrestres.

Ambos os satélites deverão operar em órbitas sincronizadas com o Sol levando a cabo missões civis e militares.

O altímetro rádio SADKO-2 transportado a bordo é fabricado pela empresa Thales Alenia Space. Operando nas frequências de 13,5 GHz e 5,3 GHz, e com uma largura de banda de 320 MHz (banda Ku), 320/100 MHz (banda C), o aparelho envia sinais (com uma duração de 105,6 ms (1800/1680 Hz em banda Ku / 300/420 Hz em banda C). Os satélites estão equipados com uma antena de 1,2 metros de diâmetro.

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O primeiro satélite desta série, o Cosmos 2470 ‘Geo-IK-2 n.º 11L’ (37362 2011-005A), foi colocado em órbita a 1 de Fevereiro de 2011 lançado às 14:00:14,017UTC pelo foguetão 14A05 Rokot/Briz-KM (6309793568/72517) a partir do Complexo de Lançamento LC133/3 do Cosmódromo GIK-1 Plesetsk.

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O terceiro satélite desta série (Geo-IK-2 n.º 13L) deverá ser lançado em 2017 por um foguetão Soyuz-2-1V/Volga ou por um foguetão Angara-1.2.

O foguetão Rokot/Briz-KM

RokotO foguetão 14A05 Rokot/Briz-KM é um lançador russo a três estágios de propulsão líquida totalmente operacional que é também comercialmente disponibilizado pala empresa Eurockot Launch Servives para lançamentos para a órbita terrestre baixa. A Eurockot Launch Servives é uma empresa germano-russa que foi especificamente formada para oferecer comercialmente o foguetão Rokot/Briz-KM. Os lançamentos realizados foram do âmbito comercial são levados a cabo com veículos fornecidos pela GKNPTs Khrunichev.

Este foguetão utiliza como os seus dois primeiros estágios o míssil balístico intercontinental RS-18 (SS-19 Stiletto). O RS-18, que foi originalmente desenvolvido como o míssil UR-100N, foi desenhado entre 1964 e 1975. Mais de 360 RS-18 foram fabricados durante os anos 70 e 80. O RS-18 fornece assim os dois primeiros estágios, sendo o Briz-KM o terceiro estágio deste lançador. Este estágio está equipado com um motor capaz de múltiplas queimas e consome propolentes líquidos.

O foguetão Rokot disponibilizado pela Eurockot é a versão comercial do lançador Rokot básico que foi lançado três vezes desde o Cosmódromo GIK-5 Baikonur. A versão comercial, o lançador Rokot com o estágio superior Briz-KM, é a única versão disponibilizada pela Eurockot.

A unidade propulsora que fornece os dois primeiros estágios para p foguetão Rokot provém dos mísseis RS-18 existentes e são acomodados dentro dos sistemas de transporte / armazenamento existentes. O terceiro estágio que fornece a capacidade orbital contém um sistema de controlo / orientação moderno e autónomo que controla os três estágios. Capacidade de múltiplas ignições por parte do terceiro estágio permite a implementação de vários esquemas de injecção de cargas.

Especificamente, o foguetão Rokot é composto por: a) uma unidade de propulsão RS-18 (fornecendo o primeiro e o segundo estágio); b) um sistema compósito superior. O sistema compósito superior é composto por: a) o estágio superior Briz-M; b) a carenagem; c) adaptador de carga ou sistema de carga múltipla; d) o veículo espacial.

O lançamento ocorre a partir do sistema de transporte / armazenamento erecto sobre o solo (os lançamentos a partir de silos são levados a cabo desde o mesmo contentor). O lançador encontra-se fisicamente apoiado num anel no fundo do contentor de lançamento. A ligação umbilical entre o lançador e o contentor de lançamento é separado mecanicamente no lançamento. Durante o lançamento, o foguetão é orientado por dois carris de guia no interior do contentor de lançamento. O contentor é utilizado uma única vez. O contentor protege a plataforma de lançamento dos escapes e chamas provenientes do motor, e garante que a temperatura correcta e níveis de humidade são mantidos dentro dos limites durante o armazenamento e operações.

O primeiro estágio do foguetão Rokot tem um diâmetro externo de 2,5 metros e um comprimento de 17,2 metros. O corpo principal do estágio contém os tanques de N2O4 e UDMH separados por um anteparo comum. A pressurização dos tanques é conseguida ao se utilizar um sistema de gás quente. O sistema de propulsão é composto por quatro motores em suspensão cardan, de ciclo fechado e alimentados por turbo-bombas com a designação RD-0233/RD-0234. O primeiro estágio contém quatro retro-motores sólidos para a separação entre o primeiro e segundo estágios.

O segundo estágio do foguetão Rokot tem um diâmetro exRodnik-S_2014-05-24_12-48-58terno de 2,5 metros e um comprimento de 3,9 metros. Contém um motor fixo de ciclo fechado alimentado a turbo-bomba designado RD-0235 e motores vernier RD-0236 para controlo direccional. A separação entre o primeiro e o segundo estágio é uma separação ‘a quente’ devido ao facto de que os motores vernier são accionados mesmo antes da separação. Os gases da exaustão são divergidos por escotilhas especiais no primeiro estágio. Após a separação, o primeiro estágio é ‘travado’ por retro-foguetões, depois o motor do segundo estágio entra em ignição. Tal como o primeiro estágio, contém um anteparo comum e um sistema de pressurização a gás quente. Cada motor RD-0236 contém uma turbo-bomba e quão câmaras de combustão (cada uma pode ser direccionada numa direcção).

O estágio Briz-M que foi adoptado como a versão Rodnik-S_2014-05-24_12-49-07standard do terceiro estágio para a versão comercial do foguetão Rokot, deriva do estágio original Briz-M utilizado durante os três primeiros voos do Rokot. O estágio é composto por três compartimentos principais que incluem o compartimento de propulsão, o compartimento de equipamento (hermeticamente selado) e o compartimento interestágio. De forma a acomodar que satélites de maiores dimensões sejam acomodados e para reduzir as cargas dinâmicas, foram introduzidas alterações estruturais ao estágio Briz-K. A estrutura da secção de equipamento do estágio Briz-K original foi alargada e aplanada ao se fazer uma redistribuição do equipamento de controlo.

Rodnik-S_2014-05-24_12-49-14O novo compartimento de equipamento pode também actuar como um sistema de carga múltipla permitindo assim que vários satélites sejam colocados em órbita no mesmo lançamento. Adicionalmente, o compartimento foi reforçado com a introdução de novas paredes de reforço para proporcionar uma rigidez estrutural adequada. Além disso, o estágio superior Briz-KM já não se encontra fixo ao lançador na sua base mas encontra-se suspenso no interior do compartimento de transição alongado. Este compartimento é uma estrutura de suporte que fornece uma interface mecânica na unidade de propulsão e acomoda o sistema de separação do Briz-KM.

Rodnik-S_2014-05-24_12-49-24Consequentemente, a carenagem está agora fixada directamente ao compartimento de equipamento. Podem assim ser acomodadas uma grande variedade de configurações de carga, variando de lançamentos de um único satélite a vários veículos, posicionados num único nível ou em dois ou mais níveis utilizando um sistema de transporte indicado.

O compartimento de equipamento do Briz-KM contém: um sistema de telemetria incluindo transmissores e antenas. (o Briz-KM também contém gravadores para uma capacidade de arquivo e transmissão de telemetria); sistemas de orientação, navegação e controlo para todos os estágios de voo e manobras antes e após a separação da carga. (contém um sistema de orientação inercial baseado numa giro-plataforma de três eixos num computador de bordo. O Sistema de Controlo possuí três canais independentes com votação por maioria e é totalmente autónomo em relação em controlo no solo); Sistema de detecção com antenas de recepção / transmissão.

O Briz-KM pode também ser equipado com até três baterias Ag/Zn que podem fornecer tanto o Briz-KM como os sistemas das cargas. O compartimento de propulsão consiste no compartimento de combustível e motores de propulsão incluindo o equipamento associado.

O compartimento de propulsão do Briz-KM incluindo os tanques de combustível e os sistemas de propulsão foi obtido sem qualquer alteração a partir da configuração do Briz-K. Os tanques de combustível consistem num tanque de combustível de baixa pressão (UDMH) e um tanque de oxidante (N2O4) separados por um anteparo comum. O tanque inferior de oxidante rodeia do motor principal de 20 kN. Cada tanque contém equipamento tal como deflectores, condutas de alimentação e dispositivos de controlo de ulagem para facilitar as reignições do motor principal durante as fases de imponderabilidade.

Os sistemas de propulsão do Briz-KM incluem um motor principal, motores vernier e de controlo de atitude que estão localizados na base do compartimento de propulsão juntamente com condutas de alimentação e tanques esféricos de azoto. Os 12 motores de controlo de atitude de 16 N controlam as manobras do Briz-KM. Os quatro motores vernier de 400 N que estão localizados na base do Briz-KM são utilizados para a colocação do propolente antes da reignição do estágio e para manobras orbitais. O motor principal de 20 kN fornece o maior impulso para se atingir a órbita final. As características e extensa herança de voo de todos estes motores estão assinaladas nas duas tabelas ao lado.

Sem combustível o estágio Briz-KM tem uma massa de 1.600 kg. A massa total do oxidante (N2O4) é de 3.300 kg, enquanto que a massa de combustível (UDMH) é de 1.665 kg.

A carenagem utilizada no Rokot foi especialmente desenhada para a versão comercial do lançador e tem por base a tecnologia utilizada noutros programas da empresa Khrunichev. A carenagem é montada no topo da secção de equipamento do terceiro estágio. A separação da carenagem e a sua ejecção são conseguidas através de mecanismos de separação que seguram as suas duas metades ao longo de uma linha vertical através de um sistema pirotécnico localizado no nariz da carenagem. Imediatamente após este evento, vários piro-parafusos na linha de separação horizontal da carenagem são accionados e as duas metades são então libertadas para serem separadas por meio de molas. As duas metades rodam em ganchos localizados nas bases e são subsequentemente ejectadas.

O desenho conceptual é baseado no desenho da carenagem utilizada nos foguetões 8K82KM Proton-M comerciais. A carenagem é fabricada a partir de uma fina camada de compósito de fibra de carbono com uma estrutura em favos de mel em alumínio. A Khrunichev tem vindo a utilizar a fibra de carbono para as carenagens desde 1985. São especialmente úteis para a absorção de ruído acústico. O sistema de separação da carenagem tem uma excelente herança no seu desenho. Os seus mecanismos têm sido extensivamente testados no solo e utilizados em vários programas.

O contentor de transporte e lançamento (CTL) fornece as seguintes funções de armazenamento da unidade de propulsão em condições climáticas controláveis; transporte da unidade de propulsão (primeiro e segundo estágio); erecção do lançador na plataforma de lançamento; preparação pré-lançamento do lançador e protecção ambiental; e lançamento. Por seu lado, o CTL consiste de: um contentor cilíndrico; uma extensão para o terceiro estágio / carga; guias internos; e sistemas para abastecimento, pressurização; controlo térmico e apoio eléctrico.

O sistema de lançamento Rokot tem a longa história de voos com um registo excelente. Para manter esse registo impressionante, que inclui um registo de 80 lançamentos desde 1983 sem qualquer falha para o lançador Rokot (RS18), a Eurockot manteve propositadamente o maior número possível de características na sua versão comercial em relação à versão militar.

A versão original, o Rokot-K (com o estágio Briz-K) foi lançada com sucesso três vezes a partir de um silo desde o Cosmódromo GIK-5 Baikonur. No entanto, esta versão não podia servir o mercado anunciado pela Eurockot para as inclinações altas ou polares. Além do mais, a configuração do Rokot-K não permitia o lançamento de grandes cargas para órbitas terrestres baixas.

Assim, para proporcionar operações comerciais do lançador Rokot para o mercado referido, a Eurockot procedeu a modificações ao lançador Rokot-K e abriu uma nova base de lançamento no Cosmódromo GIK-1 Plesetsk. Para manter a herança do Rokot-K e do RS-18 lançado desde silos e de contentores móveis, é utilizado um sistema idêntico para lançamentos acima do solo em Plesetsk. De forma similar, não se procederam a grandes modificações nos sistemas aviónicos / controlo para o sistema Rokot/Briz-KM. Somente foram levadas a cabo alterações estruturais ao sistema compósito superior. Todas as modificações foram submetidas a um extensivo programa de qualificação antes dos primeiros lançamentos.

Os primeiros lançamentos do Rokot tiveram lugar com a configuração Rokot-K e foram lançados com uma pequena carenagem desde um silo no Cosmódromo GIK-5 Baikonur. Os dois primeiros lançamentos tiveram lugar a 20 de Novembro de 1990 e 20 de Dezembro de 1991. Durante estes voos foram levadas a cabo experiências geofísicas. Nestes voos, após o final da queima dos dois estágios, foi levada a cabo com sucesso a separação do estágio superior Briz, realizando-se um voo sub-orbital controlado e estabilizado, atingindo-se uma altitude máxima de 900 km a uma inclinação de 65º. Foi nesta fase do voo que foram levadas a cabo as experiências.

Várias reignições do motor principal do estágio superior foram levadas a cabo nestes voos. Os primeiros lançamentos permitiram o ensaio da eficiência de todos os sistemas e equipamentos do veículo de lançamento, estimando-se a performance da dinâmica do estágio superior em condições de ausência de peso durante as múltiplas reignições da unidade de propulsão, e procedeu-se á aquisição de dados a nível de choques, cargas vibracionais e acústicas.

O terceiro lançamento do Rokot foi levado a cabo com sucesso a 26 de Dezembro de 1994. Em resultado deste lançamento o satélite de radioamador Rádio-ROSTO com uma massa de cerca de 100 kg foi colocado numa órbita circular baixa com uma altitude de 1.900 km e uma inclinação de 65º. Várias reignições do estágio superior também foram levadas a cabo neste voo.

Os cinco lançamentos seguintes foram levados a cabo sob os auspícios da Eurockot, usando a versão comercial Rokot/Briz-KM e foram todos bem sucedidos. Os lançamentos foram levados a cabo desde a plataforma da Eurockot em Plesetsk. O primeiro lançamento a ser levado a cabo sob a gestão da Eurockot foi o Commercial Demonstration Flight (CDF) que colocou em órbita dois satélites simulados, o SIMSAT-1 e o SIMSAT-2.

Esta missão CDF permitiu que a Eurockot atingisse os objectivos de: alcance da prontidão operacional das operações comerciais em Plesetsk; verificação em voo da configuração Rokot/Briz-KM; injecção orbital de dois satélites simulados (SIMSAT-1 e SIMSAT-2) numa órbita com uma altitude de 547 km e uma inclinação de 86,4º; teste e verificação das instalações técnicas, plataforma de lançamento, sistema de abastecimento, operações, equipamento de suporte eléctrico no solo, e sistema de medição de dados, registo e processamento; medição e avaliação do ambiente da carga durante o voo e confirmação dos dados existentes no Guia do Usuário; e demonstração da fiabilidade inerente dos sistemas do veículo lançador Rokot.

As unidades de propulsão RS-18 utilizadas pela Eurockot para o foguetão lançador Rokot são mísseis balísticos intercontinentais que foram atribuídos para a Eurockot pelo governo russo. Os RS-18 recebidos pela Khrunichev são submetidos a um programa de revalidação antes de serem utilizados como lançador espaciais. De forma geral este procedimento envolve: Após a retirada do combustível, os RS-18 são removidos dos seus silos para armazenamento; Os RS-18 são armazenados em condições climática controladas num estado inactivo no interior dos seus contentores de transporte até ao início dos preparativos para o lançamento (a atmosfera no interior dos contentores é climaticamente controlada utilizando-se azoto seco); Verificações constantes de controlo de qualidade dos RS-18 através de programas regulares de testes que envolve a sujeição de partes a testes de voo, testes dos motores «a quente» e análise física destrutiva incluindo testes metalúrgicos, bem como testes funcionais das unidades de propulsão armazenadas.

Dados estatísticos e próximos lançamentos

– Lançamento orbital: 5547

– Lançamento orbital com sucesso: 5195

– Lançamento orbital Rússia: 3192

– Lançamento orbital Rússia com sucesso: 3035

– Lançamento orbital desde GIK-1 Plesetsk: 1613

– Lançamento orbital desde GIK-1 Plesetsk com sucesso: 1580

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 (como foi o caso do lançamento do Progress M-27M).

A seguinte tabela mostra os totais de lançamentos executados este ano em relação aos previstos para cada polígono à data deste lançamento.

2016-034 1

2016-034 2

Dos lançamentos bem sucedidos levados a cabo: 32,4% foram realizados pela Rússia; 23,5% pelos Estados Unidos (incluindo ULA (37,5%), SpaceX (62,5%) e Orbital SC); 17,6% pela China; 11,8% pela Arianespace; 8,8% pela Índia, 2,9% pelo Japão e 2,90% pela Coreia do Norte.

Os próximos lançamentos orbitais previstos são (hora UTC):

08 Jun (07:10:00) – 8K82KM Proton-M/Briz-M (93701/99570) – Baikonur, LC200 PU-39 – Intelsat-31

08 Jun (20:30:00) – Ariane-5ECA (VA230) – CSG Kourou, ELA3 – EchoStar-XVIII; BRISat

09 Jun (17:30:00) – Delta-IVHeavy (D374) – Cabo Canaveral AFS, SLC-37B – NROL-37 (Orion-9)

14 Jun (14:32:00) – Falcon-9 (026) – Cabo Canaveral AFS, SLC-41 – Eutelsat-117 West B (Satmex 9); ABS-2A

20 Jun (??:??:??) – PSLV-C34 – Satish Dawan SHAR, SLP – Cartosat-2C; GHGSat-D (CLAIRE); BIROS (FireBird-2); Swayam-1; SathyaBama Sat (SB Sat); Skysat-C1; LAPAN-A3; M3MSat (exactView-7); NIUSAT; Max Valier; Venta-1; NLS-19; Dove (x4)

24 Jun (06:41:00) – 11A511U-FG Soyuz-FG – Baikonur, LC1 PU-5 – Soyuz MS

24 Jun (14:30:00) – Atlas-V/551 (AV-063) – Cabo Canaveral AFS, SLC-41 – MUOS-5

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