Soyuz-STB lança Hispasat 36W-1 para a órbita geossíncrona



A Arianespace realizou a sua primeira missão de 2017 ao colocar em órbita o satélite de comunicações Hispasat 36W-1 na primeira utilização de um foguetão Soyuz para uma missão para a órbita transferência geossíncrona.

O lançamento teve lugar às 01:03:34UTC do dia 28 de Janeiro de 2016 e foi levado a cabo pelo foguetão 372RN21B Soyuz-STB/Fregat-MT ( R15000-012/133-06) na missão VS16 lançada a partir do Complexo de Lançamento ELS do CSG Kourou (Sinnamary).

Esta foi também uma missão importante para a Rússia, dando assim confiança para o regresso ao activo dos foguetões Soyuz que têm sido afectados por uma série de problemas que culminaram na perda do veículo de carga Progress MS-04 no dia 1 de Dezembro de 2016. O próximo foguetão da família Soyuz deverá ser lançado a 1 de Março para colocar em órbita o veículo de carga Progress MS-05 tendo como destino a estação espacial internacional.

A missão VS16 teve uma duração de pouco mais de 30 minutos e todas as suas fases decorreram sem problemas. 

O satélite Hispasat 36W-1 (Hispasat AG1) foi desenvolvido pela OHB-System GmbH e é baseado na plataforma SmallGEO (LUXOR), tendo uma massa de 3.220 kg. As suas dimensões são 3,1 x 2,47 x 4,95 metros (na carenagem de protecção) – 7,5 x 20,8 x 4,95 metros (em órbita). Está equipado com 24 repetidores de banda-Ku e 3 repetidores de banda-Ka. Juntamente com a sua carga de repetidores Ku e Ka, a bordo encontra-se a carga Redsat que oferece uma melhor qualidade de sinal e uma cobertura flexível ao alocar de forma independente os sinais de banda-Ku, adaptando-os em termos de intensidade e locação dependendo da demanda. Assim, o Redsat permite uma maior velocidade de transmissão. Pode também converter os dados recebidos para o novo Digital Video Broadcasting Second standard

O seu tempo de vida útil é de 15 anos e irá operar na órbita geossíncrona a 36° longitude Oeste, cobrindo a Europa, Ilhas Canárias e a América do Sul.

Este é o primeiro satélite de comunicações a ser desenvolvido, integrado e testado na Alemanha em mais de 25 anos.

Campanha de lançamento

A campanha de lançamento da missão VS16 teve início a 5 de Setembro de 2016. Entre este dia e o dia 14 procedeu-de à integração do primeiro e do segundo estágio do foguetão lançador nas instalações de integração e montagem MIK.

Entre 9 e 26 de Novembro decorreram os preparativos do estágio superior Fregat-MT e neste último dia, o estágio era transferido para o edifício FCube onde decorreriam as operações de abastecimento entre 28 de Novembro e 14 de Dezembro.

A 1 de Dezembro, o satélite Hispasat 36W-1 chegava ao CSG Kourou, sendo transferido para o edifício S1 onde iria permanecer até 9 de Janeiro de 2017, altura em que era transferido para o edifício S3B. Entre 9 e 12 de Janeiro decorriam os testes pneumáticos nos estágios inferiores do foguetão lançador e entre 13 e 16 de Janeiro decorriam as operações de abastecimento do Hispasat 36W-1. 

A 14 de Janeiro procedia-se à integração do estágio Blok-I no lançador e a 19 de Janeiro o estágio Fregat-MT era transferido para o edifício MIK proveniente do edifício S3B. O satélite Hispasat 36W-1 era integrado no estágio Fregat-MT a 20 de Janeiro e no dia seguinte o satélite era colocado no interior da carenagem de protecção.

No dia 23 de Janeiro ocorriam os preparativos finais nos estágios inferiores do lançador no MIK e do sistema superior compósito no edifício S3B. A 24 de Janeiro, o foguetão lançador era transportado para a plataforma de lançamento, seguindo-se o transporte do sistema compósito superior e posterior integração no lançador. Os testes funcionais do sistema compósito superior e a verificação final do lançador, decorreram a 25 de Janeiro. No dia seguinte iniciaram-se os preparativos para o abastecimento do foguetão lançador, bem como foi realizado o ensaio do lançamento e a verificação final do satélite Hispasat 36W-1. A contagem decrescente final teve início a 27 de Janeiro.

A T-5h iniciou-se a reunião para proceder à autorização do abastecimento do lançador, com o abastecimento a ter início a T-4h 30m. A T-1h 35m terminavam as operações de abastecimento e a T-1h 10m procedia-se à remoção da plataforma de acesso do lançador.

A T-5m 10s a chave de lançamento era introduzida e a T-5m 0s, o estágio Fregat-MT começava a utilizar a sua bateria interna para o fornecimento de energia. O sistema umbilicar que estava ligado ao sistema compósito superior era removido a T-2m 25s.

A T-40s o lançador começava a utilizar o seu fornecimento interno de energia e a T-28s procedia-se à remoção do mastro umbilical dos estágios inferiores. A ignição dos motores do primeiro e do segundo estágio ocorria a T-16s, atingindo o nível preliminar de potência a T-14s. A potência máxima era atingida a T-1s, com o veículo a abandonar a plataforma de lançamento a T=0s.

A separação dos quatro propulsores laterais de combustível líquido que constituem o primeiro estágio ocorreu a T+1m 58s e a separação das duas metades da carenagem de protecção, agora desnecessária, ocorria a T+3m 33s. O final da queima e separação do segundo estágio (Blok-A) teve lugar a T+4m 47s e a separação do terceiro estágio (Blok-I) teve lugar a T+9m 23s. 

Separando-se do terceiro estágio, o conjunto Fregat-MT/Hispasat 36W-1 encontra-se numa órbita de injecção com um perigeu a -1.148km e apogeu a 201 km de altitude. Nesta fase, o estágio Fregat-MT tem de executar uma queima que irá impedir a reentrada do conjunto em pouco tempo e o colocar na órbita alvo da missão. A queima do estágio Fregat-MT ocorria entre T+10m 23s e T+28m 0s, iniciando-se então a fase balística do voo com o conjunto numa órbita com um perigeu a 250 km de altitude e apogeu a 35.851 km de altitude. A separação do satélite Hispasat 36W-1 ocorria a T+32m 10s e a missão VS16 terminava a T+2h 0m 59s após o estágio superior executar uma nova queima que o coloca numa órbita afastada da sua carga (com um perigeu a 190 km de altitude a apogeu a 35.600 km de altitude). 

O foguetão Soyuz dos trópicos

O foguetão 14A14 Soyuz-2 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, modernos sistemas aviónicos digitais e uma reduzida participação de componentes de fabrico não russo.

O lançador é também conhecido pela designação Soyuz-ST (onde ST significa ‘Special for Tropics‘) 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. Sendo um lançador de classe media, o Soyuz-ST complementa os foguetões Ariane-5ECA e Vega para melhorar a flexibilidade e competitividade da família de lançadores europeus.Sentinel-1A_2014-04-03_14-01-23

Para os lançamentos levados a cabo na Guiana Francesa, o foguetão é montado na horizontal (juntamente com o estágio superior) e depois movido para a posição vertical na plataforma de lançamento. Aqui, é então montada a carga que será colocada em órbita. Uma nova estrutura móvel auxilia este processo enquanto fornece protecção aos satélites e ao lançador evitando as consequências nefastas do ambiente tropical.

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.

O Soyuz-ST é lançado a partir de um novo local a Noroeste do CSG de Kourou. Esta zona de 120 hectares está sobre a autoridade administrativa da cidade de Sinnamary. O local de lançamento está construído sobre uma camada de granito a 27 km da cidade de Kourou, a 20 km do complexo de lançamento do Ariane-5ECA e a 18 km da cidade de Sinnamary.

Este local foi seleccionado em particular porque foi assim possível reduzir os custos de uma construção em cimento armado e fazer um canal de evacuação dos gases de combustão dado que a camada de granito estava perto da superfície. Por outro lado, permite a diminuição das restrições associadas às operações dos lançadores Ariane-5ECA e Veja, dado que está suficientemente afastado dos seus complexos de lançamento. Finalmente foi possível «reservar» a propriedade suficiente para possíveis futuros voos tripulados.

A zona de lançamento é composta por vários componentes que incluem:  im bunker subterrâneo de vários andares equipado com todos os sistemas necessários para a implementação do lançador e para albergar as premissas técnicas associadas; uma correspondente plataforma de lançamento e equipamento – mastros umbilicais; mastros condutores de relâmpagos; instalações adjuntas da zona frontal (armazéns, bases, zona de recepção de carga); uma zona de exaustão das chamas semelhantes às existentes no Cosmódromo de Baikonur; uma torre de serviço móvel que permite o acesso a todas as partes do lançador uma vez na posição vertical, integração do sistema compósito superior no lançador e remoção da torre móvel de serviço para o lançamento; a Zona de Preparação com o seu edifício de integração (MIK) alargado para permitir operações de preparação em separado (montagem e teste) para o foguetão Soyuz, estágio Fregat e edifícios de serviço associados; a zona posterior que consiste de um centro de controlo para operações antes da contagem decrescente, escritórios, posto de segurança e instalações de produção de serviços; o Centro de Lançamento utilizado para as operações finais e para o lançamento; o sistema de ‘controlo e comando’ incluindo um posto de controlo operacional fornecido pela Rússia e uma unidade de manutenção fornecida pelo lado europeu; instalações de comunicações incluindo um sistema para comunicações e telemetria bem como instalações ópticas, sonoras e de vídeo, etc.

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.

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.Sentinel-1A_2014-04-03_14-34-15

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.Sentinel-1A_2014-04-03_14-34-45

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.

O estágio Fregat foi qualificado para voo no ano 2000 e representa um estágio superior flexível e autónomo que foi desenhado para operar como um veículo orbital. O Fregat prolonga as capacidades dos estágios inferiores dos foguetões Soyuz para proporcionar um acesso total a um variado leque de órbitas. Para fornecer ao Fregat uma fiabilidade inicial elevada e acelerar o seu processo de desenvolvimento, vários subsistemas já utilizados em voo e outros componentes de outros veículos e lançadores foram incorporados neste estágio superior.

O estágio consiste em seis tanques esféricos (quatro tanques de propolentes e dois tanques de sistemas aviónicos) colocados em círculo, com longarinas atravessando ao longo dos tanques para fornecer apoio estrutural. O estágio é independente dos estágios inferiores do lançador, possuindo o seu próprio sistema de orientação, navegação, controlo, detecção e telemetria.

O Fregat utiliza um motor S9.98M que consome propolentes hipergólicos (UDMH e NTO) e pode ser reactivado até 20 vezes em voo, permitindo assim levar a cabo perfis de missões complexas. Pode fornecer uma estabilização nos três eixos espaciais à carga a colocar em órbita ou colocá-la nua situação de estabilização por rotação. O Fregat pode ser utilizado como estágio superior dos foguetões 11A511U Soyuz-U, 11A511U-FG Soyuz-FG, 14A14-1A Soyuz-2-1A, 14A14-1B Soyuz-2-1B e 11K77 Zenit-3F.

Dados estatísticos e próximos lançamentos

– Lançamento orbital: 5605

– Lançamento orbital com sucesso: 5250

– Lançamento orbital Arianespace: 254

– Lançamento orbital Arianespace com sucesso: 248

– Lançamento orbital desde CSG Kourou: 266

– Lançamento orbital desde CSG Kourou com sucesso: 254

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.

Dos lançamentos bem sucedidos levados a cabo em 2017: 16,7% foram realizados pelos Estados Unidos (incluindo ULA – 100,0% (1) e Orbital ATK – 0,0%); 33,3% (2) pela China; 0,0% pela Rússia; 16,7% pela Arianespace; 0,0% pela Índia; 16,7% pelo Japão e 16,7% (1) pela SpaceX.

Os próximos lançamentos orbitais previstos são (hora UTC):

3 Fev (05:07:00) – Falcon-9 (031) – Centro Espacial Kennedy, LC-39A – EchoStar-23

14 Fev (??:??:??) – Ariane-5ECA (VA235) – CSG Kourou, ELA3 – Intelsat 32e (SkyBrasil-1) [EpicNG]; Telkom-3S

15 Fev (03:00:00) – PSLV-C37 (PSLV-XL) – Satish Dawan SHAR, FLP – CartoSat-2D; INS-1A; INS-1B; BGUSat; DIDO-2; PEASSS; Al-Farabi-1; 82 Satélites

15 Fev (16:05:00) – Falcon-9 (032) – Centro Espacial Kennedy, LC-39A – Dragon SpX-10 (CRS-10)

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