Soyuz-2-1A lança nova geração dos veículos Progress



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A agência espacial Russa, Roscosmos, levou a cabo o lançamento do veículo de carga Progress MS numa nova missão logística para a estação espacial internacional e mantendo um modelo de abastecimento de estações espaciais que foi iniciado com a Salyut-6. 

O lançamento do Progress MS (Прогресс МC) teve lugar às 0844:39.465UTC do dia 21 de Dezembro de 2015 e foi levado a cabo pelo foguetão 14A14-1A Soyuz-2-1A (R15000-026) a partir da Plataforma de Lançamento PU-6 do Complexo de Lançamento LC31 (17P32-6) do Cosmódromo de Baikonur, Cazaquistão.

Esta é a primeira missão do foguetão 14A14-1A Soyuz-2-1A para colocar em órbita um veículo de carga desde o lançamento do Progress M-27M que resultou na perda do veículo no dia 28 Abril de 2015.

Erradamente, a NASA designou este veículo como ‘Progress-62’ tendo por base a sua designação no âmbito do programa da estação espacial internacional. 

O Progress MS utiliza o esquema de aproximação rápida á estação espacial internacional, realizando quatro órbitas em torno da Terra. A acoplagem está prevista para ter lugar às 2254:34UTC.

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Lançamento

Progress_MS 7Com os preparativos finais para o lançamento a decorrerem sem problemas, bem como a contagem decrescente, o lançamento do Progress MS decorreu sem incidentes. O final da queima e separação do primeiro estágio (constituído pelos quatro propulsores laterais) teve lugar a T+1m 57,48s. O final da queima do estágio central (Blok-A) ocorria a T+4m 36,89s, com a separação entre o segundo e o terceiro estágio a ter lugar a T+4m 47,17s. A separação das duas metades da carenagem de protecção, agora desnecessária, ocorria a T+4m 56,20s, e o terceiro estágio a entra em ignição logo de seguida. A separação da grelha de ligação entre o segundo e o terceiro estágio (esta secção divide-se em três partes após a separação) ocorre nesta altura. O terceiro estágio (Blok-I) irá colocar o veículo em órbita terrestre com a sua queima a terminar a T+8m 44,63s e a separação do Progress MS a ter lugar a T+8m 47,93s (0853:28UTC) .

Após a separação do Blok-I, o Progress MS ficou colocado numa órbita com um perigeu a 192,77 km de altitude, apogeu a 241,09 km de altitude, inclinação orbital de 51,67º e período orbital de 88,55 minutos.

Progress_MS 6Dez minutos após a separação, o Progress MS comunicou com o Centro de Controlo de Missão, TsUP, através do satélite do satélite geostacionário Luch-5B.

Para chegar à ISS, o Progress MS irá realizar várias manobras orbitais para elevar os seus parâmetros e levar a cabo a aproximação final à estação espacial.

A primeira manobra tem lugar às 1221:30UTC (3ª órbita) com o motor da Progress MS a ser activado durante 58,8 segundos e alterando a velocidade do veículo em 23,29 m/s. Após esta manobra o veículo de carga fica numa órbita com perigeu a 213,7 km, apogeu a 276,4 km, inclinação orbital de 51,66º e período orbital de 89,32 minutos. A segunda manobra tem lugar às 1258:09UTC (3ª órbita) com o motor a ser activado durante 46,6 segundos e alterando a velocidade do veículo em 18,45 m/s. No final desta manobra o Progress MS encontra-se numa órbita com um perigeu a 276,2 km, apogeu a 288,6 km, inclinação orbital de 51,66º e período orbital de 89,96 minutos. A terceira manobra é realizada às 0958:28UTC do dia 22 de Dezembro (18ª órbita) com o motor a ser activado durante 29,3 segundos e alterando a velocidade do veículo em 2,00 m/s, ficando numa órbita com perigeu a 275,3 km, apogeu a 291,9 km, inclinação orbital de 51,66º e período orbital de 90,02 minutos. 

A acoplagem com o módulo Pirs tem lugar às 1031UTC do dia 23 de Dezembro.

Carga a bordo do Progress MS

Massa do Progress MS no lançamento (kg)7284
Combustível no sistema de propulsão KDO880
Combustível nos tanques de reabastecimento718
Ar22
Oxigénio24
Água nos tanques Rodnik420
Equipamento da área de carga1252
Equipamento para o controlo da atmosfera na ISS5
Equipamento para o sistema de armazenamento de água196
Equipamento para as instalações sanitárias199
Equipamento médico 60
Contentores com alimentos 379
Equipamento de protecção pessoal 17
Equipamento de protecção contra incêndios 7
Equipamento para o sistema de controlo térmico 6
Equipamento para o sistema de fornecimento de energia162
Equipamento de manutenção e reparação 3
Equipamento de apoio à tripulação 35
Consumíveis e e acessórios para experiências científicas 19
Ferramentas de reparação e manutenção 5
Equipamento para o módulo Zarya 8
Equipamento para o módulo Pirs4
Equipamento para o módulo Rassvet 24
Equipamento Norte-americano para a tripulação da ISS85
Equipamento Norte-americano38
Total de carga a bordo do Progress MS2436

 Preparativos para o lançamento

Em finais de Outubro de 2015, a agência espacial Russa, Roscosmos, decidia adiar por um mês o lançamento do primeiro veículo de carga Progress MS. O lançamento estava originalmente previsto para ter lugar a 21 de Novembro de 2015, sendo então agendado para 21 de Dezembro.

Segundo Vladimir Solntsev, da Corporação RKK Energia ‘Sergei Korolev’, o adiamento deveu-se à necessidade de se proceder a mais testes e verificações para se evitar os problemas registados no lançamento do veículo de carga Progress M-27M utilizando um foguetão 14A14-1A Soyuz-2-1A.

Progress_MS 9No Cosmódromo de Baikonur teve lugar a 8 de Dezembro uma reunião da Comissão de Gestão Técnica que analisou os preparativos para o lançamento do veículo de carga Progress MS. No final reunião a Comissão tomou a decisão de se proceder ao abastecimento do Progress MS com os gases de pressurização e com os prepolentes necessários para as suas manobras orbitais.

Os procedimentos de abastecimento decorreram a 9 e 10 de Dezembro, e a 11 de Dezembro, o veículo de carga Progress MS foi transportado de volta para as instalações do edifício de integração e teste da Área 254 (MIK-254) após ter sido abastecido. A 14 de Dezembro seria acoplado com o compartimento de transferência. Este é um compartimento cilíndrico que permite a ligação física Progress_MS 10entre a carga (neste caso o Progress MS) e o terceiro estágio foguetão lançador, servindo também como ponto de apoio para as duas metades da carenagem de protecção.

A inspecção por parte dos especialistas da Corporação RKK Energia ‘Sergei Korolev’ teria lugar a 16 de Dezembro e no final o Progress MS seria colocado no interior da carenagem de protecção, constituindo-se assim o Módulo Orbital que seria transportado via caminho-de-ferro para as instalações de integração e montagem da Área 31 (MIK-31) no dia 17 e nas quais seria integrado com o seu foguetão lançador a 18 de Dezembro. Neste mesmo dia teria lugar a reunião da Comissão Estatal que após analisar os preparativos para o lançamento, autorizaria o transporte do lançador para a plataforma de lançamento. Este procedimento teria lugar às primeiras horas do dia 19 de Dezembro. 

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Progress MS

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 longas permanências em órbita, pois permitiam transportar para as estações Progress_MS 13espaciais 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 11F615A61 (11Ф615А60) n.º 431 foi o 151º 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 29 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_MS 14Progress 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 MS é uma versão modificada do modelo 11F615A60 (11Ф615A60). Para além do 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, esta nova versão do venerável veículo de carga Russo, possuí várias melhorias em relação às versões anteriores, nomeadamente: a substituição do sistema de aproximação e acoplagem Kurs-A pelo sistema digital Kurs-NA; a utilização do Sistema de Telemetria e Comando Unificado em vez do sistema de rádio Chezara Kvan-V e sistema de antena / alimentação de fabrico Ucraniano; um novo compartimento externo que permite a colocação em órbita de pequenos Progress_MS 15satélites (cada compartimento pode transportar até quatro satélites); melhoria da redundância com a adição de um sistema suplente de motores eléctricos para o mecanismo de acoplagem e de selagem; protecção melhorada contra o impacto de meteoritos e detritos orbitais com a inclusão de painéis adicionais no compartimento de carga; capacidade de ligação com o sistema de comunicações / retransmissão Luch que permite o envio de telemetria e de comandos mesmo fora da linha de visão com as estações e controlo no solo; navegação autónoma GNSS que permite a determinação em tempo real do vector de estado e dos parâmetros dispensando assim a necessidade das estações no solo para a determinação orbital; navegação orbital relativa graças às capacidades de trocas de dados via rádio com a estação espacial; e um novo sistema de rádio digital que permite uma visão de TV melhorada para as operações de acoplagem.

Progress_MS 16Tal como os outros tipos de cargueiros, o Progress MS 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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O foguetão 14A14 Soyuz-2

O foguetão 14A14 Soyuz-2 (14A14-1A Союз-2-1А) representa a mais recente evolução do épico míssil balístico intercontinental R-7 desenvolvido por Sergei Korolev nos anos 50 do século passado. O novo lançador apresenta motores melhorados, modernosSoyuz-2_2014-03-23_14-08-06 sistemas aviónicos digitais e uma reduzida participação de componentes de fabrico não russo.

O lançador é também conhecido pela designação Soyuz-ST (quando lançado desde o CSG Kourou) e foi especialmente desenhado para uma utilização comercial aumentando a sua performance geral apesar de o desenho básico do veículo permanecer o mesmo. As alterações foram realizadas ao nível de uma melhoria da performance dos motores do primeiro e do segundo estágio com novos injectores e alteração da mistura dos propolentes; aumento na performance do terceiro estágio; introdução de um novo sistema de controlo permitindo uma alteração do plano orbital já durante o voo ; introdução de um novo sistema de telemetria digital para a monitorização do lançador e a introdução de uma nova ogiva de protecção de carga com um diâmetro de 3,6 metros.

O foguetão 14A14 Soyuz-2 pode ser equipado com um quarto estágio, nomeadamente o estágio Fregat, utilizando as carenagens de protecção do tipo ST e SF.
 
Este lançador é capaz de colocar uma carga de 7.800 kg numa órbita terrestre a 240 km de altitude com uma inclinação de 51,80º. No lançamento desenvolve uma força de 4.144.700 kN. A sua massa total é de 310.000 kg, o seu diâmetro no estágio principal é de 2,95 metros e o seu comprimento total é de 43,40 metros.

O primeiro estágio do 14A14 Soyuz-2 é composto pelos quatro propulsores laterais (Blok B, V, G e D) com uma massa bruta de 44.400 kg, tendo uma massa de 3.810 kg sem combustível. Cada propulsor tem um motor RD-107A (14D22) que desenvolve uma força de 1.021.097 kN (vácuo), com um Ies 310 s e um Tq de 120 s. Têm um comprimento de 19,60 metros, um diâmetro de 2,69 metros e consomem LOX e querosene.

O segundo estágio (Blok-A) tem um comprimento de 27,80 metros, um diâmetro de 2,95 metros, um peso bruto de 105400 kg e um peso sem combustível de 6.975 kg. Está equipado com um motor RD-108A que no lançamento desenvolve 999.601 kgf (vácuo), com um Ies de 311 s e um Tq de 286 s. Consome LOX e querosene.

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O terceiro estágio (Blok-I) tem um comprimento de 6,74 metros, um diâmetro de 2,66 metros, um peso bruto de 25.200 kg e um peso sem combustível de 2.355 kg. Está equipado com um motor RD-0110 que no lançamento desenvolve 294.000 kgf (vácuo), com um Ies de 359 s e um Tq de 300 s. Consome LOX e querosene.

As modificações introduzidas no novo lançador foram sendo testadas em duas versões do mesmo veículo o 14A14-1A Soyuz-2-1A e o 14A14-1B Soyuz-2-1B. Este último veículo é um lançador a três estágios no qual o motor RD-0124 é já empregado no último estágio.

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Com dimensões semelhantes ao motor RD-0110 utilizado nas versões anteriores dos lançadores Soyuz, o motor RD-0124 apresenta como principal diferença a introdução de um sistema de ciclo fechado no qual o gás do oxidante que é utilizado para propulsionar as bombas do motor é então direccionado para a câmara de combustão onde é queimado com restante propolente em vez de ser descartado. Esta melhoria no motor aumenta a performance do sistema e, como consequência, aumenta a capacidade de carga do lançador em 950 kg. Um propolente especial de ignição é utilizado para activar a combustão do motor e são utilizados dispositivos pirotécnicos para controlar o funcionamento do motor. Cada uma das quatro câmaras de combustão pode ser movimentada ao longo de eixos para manobrar o veículo.

Em 1996 tiveram início os testes do motor RD-0124 e foram finalizados em Fevereiro de 2004 nas instalações da Khimavtomatika em Voronezh. Nesta altura previa-se que a produção em série do novo motor teria início em 2005. A 27 de Dezembro de 2005 teve lugar outro teste do motor, abrindo caminho para os ensaios em grupo de todo o terceiro estágio do lançador 14A14-B Soyuz-2-1B nas instalações da NIIKhimMash em Sergiev Posad.

No início de 2005 a Arianespace anunciava que a primeira missão de teste do foguetão 14A14-1B Soyuz-2-1B teria lugar desde o Cosmódromo GIK-5 Baikonur para colocar em órbita o satélite astronómico CoRoT. Este lançamento dependeria dos resultados de novos ensaios do motor RD-0124 que tiveram lugar em Março e Abril de 2006. Um último teste teve lugar a 20 de Outubro de 2006 e o satélite CoRoT acabaria por ser lançado a 21 de Dezembro desse ano.

Dados Estatísticos e próximos lançamentos

– Lançamento orbital: 5510

– Lançamento orbital com sucesso: 5158

– Lançamento orbital Rússia: 3180

– Lançamento orbital Rússia com sucesso: 3023

– Lançamento orbital desde Baikonur: 1453

– Lançamento orbital desde Baikonur com sucesso: 1368

– Lançamento orbital desde Baikonur em 2015: 17 (1)

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.

2015-080 2

2015-080 3

Dos lançamentos bem sucedidos levados a cabo: 29,6% foram realizados pela Rússia; 22,2% pela China; 21,0% pelos Estados Unidos (incluindo ULA, SpaceX e Orbital SC); 14,8% pela Arianespace; 4,9% pelo Japão; 6,2% pela Índia e 1,2% pelo Irão.

Os próximos lançamentos orbitais previstos são (hora UTC): 

22 Dez (0133:00) – Falcon-9 v1.2 – Cabo Canaveral AFS, SLC-40 – Orbcomm-G2 FM102; Orbcomm-G2 FM108; Orbcomm-G2 FM110; Orbcomm-G2 FM112 a Orbcomm-G2 FM118

23 Dez (2130:50) – 8K82KM Proton-M/Briz-M – Baikonur, LC200 PU-39 – Express-AMU1 (Экспресс-АМУ1 ) / Eutelsat-36C

30 Dez (????:??) – CZ-3B Chang Zheng-3B/G2 – Xichang, LC2 – GF-4 Gaofen-4

17 Jan (1842:18) – Falcon-9 v1.2 – Vandenberg AFB, SLC-4E – Jason-3

25 Jan (????:??) – 8K82KM Proton-M/Briz-M – Baikonur, LC200 PU-39 – Eutelsat-9B

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