A SpaceX levou a cabo com sucesso mais uma missão comercial ao colocar em órbita o primeiro satélite de comunicações para a Bulgária, o BulgariaSat-1.
O lançamento teve lugar ás 1910UTC do dia 23 de Junho de 2017 e foi levado a cabo por um foguetão Falcon-9 reutilizando um primeiro estágio já utilizado numa missão anterior. Esta é a segunda missão de um Falcon-9 com um primeiro estágio já utilizado numa outra missão. O lançamento foi levado a cabo a partir do Complexo de Lançamento LC-39A do Centro Espacial Kennedy.
O primeiro estágio foi recuperado com sucesso após uma descida na plataforma flutuante ‘Of Course I Still Love You‘.
O primeiro estágio Core 1029 foi anteriormente utilizado na primeira missão Iridium NEXT lançada desde a Base Aérea de Vandenberg a 14 de Janeiro de 2017.
Esta foi a 36ª missão de um foguetão Falcon-9, sendo a 16ª a utilizar a versão Falcon-9 v1.2, suplantando assim a versão Falcon-9 v1.1. O Falcon-9 foi lançado 5 vezes na versão v1.0.
O BulgariaSat-1 tem uma massa de 3.669 kg e foi construído pela Space Systems/Loral tendo por base a plataforma SS/L-1300. O satélite deverá operar na órbita geostacionária durante 15 anos na posição 1,9º longitude Este. Depois de colocado na órbita de transferência, o satélite irá utilizar o seu motor de apogeu R-4D-11 para circularizar a sua órbita. O BurgariaSat-1 irá fornecer serviços de transmissão directa e FSS para grande parte do continente Europeu, parte do Norte de África e Médio Oriente, além de uma cobertura adicional para os Balcãs. A bordo o satélite transporta 33 repetidores de banda-Ku.
Ascendendo verticalmente após deixar a plataforma de lançamento, o Falcon-9 atingiu a fase MaxQ a T+1m 19s. A T+2m 36s ocorria o final da queima do primeiro estágio (MECO) e a separação entre o primeiro estágio e o segundo estágio tinha lugar a T+2m 40s. A primeira ignição do segundo estágio tinha lugar a T+2m 47s, com as duas metades da carenagem de protecção a separarem-se a T+3m 40s.
O final da primeira queima do segundo estágio ocorria a T+8m 38s (SECO-1), com o conjunto a atingir uma órbita preliminar de parqueamento antes de iniciar a segunda queima a T+27m 8s. Esta terminaria a T+28 13s (SECO-2) e o satélite BulgariaSat-1 separava-se a T+34m 55s.
O Centro Espacial Kennedy é um dos dos locais de lançamento existentes na Florida, juntamente com o denominado “Cape Canaveral Air Force Station” localizado mais a Sul. Operado pela agência espacial Norte-americana, NASA, o Centro Espacial Kennedy tem sido o local de lançamento de todas as missões espaciais tripuladas dos Estados Unidos desde o Programa Apollo. Este será o primeiro lançamento da SpaceX a partir do LC-39A – uma plataforma a partir da qual foram lançadas muitas missões importantes da história do voo espacial, incluindo a missão Apollo-11 lançada pelo gigante Saturn-V, e posteriormente muitas missões do vaivém espacial.
O Complexo de Lançamento 39 é composto por duas plataformas de lançamento, A e B, com a integração dos veículos a ter lugar no Vehicle Assembly Building (VAB) situado a 5,2 km a Sudoeste da Plataforma A. Após a montagem dos veículos sobre um dos três Mobile Launcher Platforms (MLPs) – denominados Mobile Launchers (MLs) durante o Programa Apollo – os foguetões eram transportados para uma das plataforma de lançamento sobre o denominado Crawler Transporter, um grande veículo de transporte unicamente construído para esta função. A agência espacial Norte-americana irá continuar a utilizar este método de integração para o Space Launch System (SLS), que deverá começar as suas operações a partir do Complexo de Lançamento LC-39B em 2018.
No entanto, a SpaceX adoptou um sistema de integração horizontal na Plataforma de Lançamento A, continuando assim o processo já utilizado nos seus complexos de lançamento no Cabo Canaveral AFS e na Base Aérea de Vandenberg, Califórnia.
A construção do Complexo de Lançamento 39 teve início em 1963, enquanto que muitos dos detalhes do Programa Apollo ainda se encontrava por finalizar. Originalmente, o complexo seria composto por três plataformas: A, B e C, designadas de Norte para Sul, com alguns planos a incluir uma possível quarta plataforma localizada mais a Norte e possivelmente uma quinta plataforma. Eventualmente, somente somente duas plataformas foram construídas: 39B e 39C, mais tarde redesignada Complexo de Lançamento 39A. Uma derivação da ligação entre o VAB e a plataforma 39B iria ligar à original plataforma 39A.
O primeiro lançamento a partir do Centro Espacial Kennedy, utilizando o Complexo de Lançamento LC-39A, teve lugar a 9 de Novembro de 1967 às 1200:01,263UTC, marcando também o primeiro lançamento de um foguetão Saturn-V (no caso em questão o Saturn-V (SA-501)). A missão Apollo-4 demonstrou a operacionalidade do Saturn-V e levou a cabo um teste da cápsula espacial Apollo em órbita terrestre, terminando com uma reentrada a alta velocidade para simular o regresso da Lua.
A Plataforma 39A foi a plataforma principalmente utilizada para o foguetão Saturn-V, que utilizou este complexo para todas as suas missões exceptuando apenas uma delas. A única missão Apollo a não utilizar a Plataforma A foi a missão Apollo-10, que foi lançada desde o Complexo de Lançamento LC-39B devido ao curto tempo de preparação entre as missões Apollo-9, Apollo-10 e Apollo-11.
Após a conclusão do Programa Apollo, um outro lançamento foi levado a cabo desde a Plataforma 39A, quando em Maio de 1973 o último foguetão Saturn-V colocou em órbita a estação espacial Skylab. Após este lançamento, o complexo iniciou a sua transição para o programa do vaivém espacial com a construção de estruturas fixas e rotativas para proceder à colocação de cargas no vaivém espacial e para permitir a preparação do novo veículo na plataforma de lançamento, substituindo as denominadas Launch Umbilical Towers (LUTs) utilizadas pelos foguetões Saturn.
A 12 de Abril de 1981, o vaivém espacial OV-102 Columbia era pela primeira vez lançado desde o Complexo de Lançamento LC-39A para uma missão de dois dias na qual participaram os astronautas John Young e Robert Crippen. Seis meses mais tarde, o vaivém espacial Columbia era de novo lançado a partir da mesma plataforma de lançamento na missão STS-2. As primeiras vinte e quatro missões do vaivém espacial foram todas lançadas a partir do Complexo de Lançamento LC-39A entre 1981 e Janeiro de 1986, incluindo os voos inaugurais dos quatro primeiros vaivéns espaciais: Columbia, OV-099 Challenger, OV-103 Discovery e OV-104 Atlantis. O primeiro lançamento a partir do Complexo de Lançamento LC-39B teve lugar a 28 de Janeiro de 1986, com o vaivém espacial Challenger a ser lançado para a missão STS-51L que terminaria 73 segundos mais tarde com a desintegração do veículo.
As missões do vaivém espacial seriam retomadas em Setembro de 1988 com o lançamento do vaivém espacial Discovery na missão STS-26, porém o próximo lançamento a partir da Plataforma 39A só teria lugar a 9 de Janeiro de 1990 com o vaivém espacial Columbia a ser lançado na missão STS-32. A última missão a partir da plataforma A do Complexo de Lançamento 39 teria lugar a 8 de Junho de 2011 com o vaivém espacial Atlantis a ser lançado para a missão STS-135.
Em 2014 a NASA anunciava que havia assinado um acordo com a SpaceX para o arrendamento do Complexo de Lançamento LC-39A durante vinte anos. Nos três anos que se seguiram partes da plataforma de lançamento foram desmontadas, enquanto que a SpaceX construía as instalações necessárias para suportar os lançamentos dos foguetões Falcon-9 e Falcon Heavy, incluindo um grande hangar na base da rampa de acesso à plataforma de lançamento. É aqui onde os foguetões são integrados e posteriormente são transportados horizontalmente para a plataforma de lançamento, onde posteriormente são colocados na posição vertical através de um sistema pneumático de erecção.
O foguetão Falcon-9
Baptizado em nome da nave Millenium Falcon da saga cinematográfica “Guerra das Estrelas”, o foguetã
o Falcon-9 v1.1 era um lançador a dois estágios projectado e fabricado pela SpaceX para o transporte seguro e fiável de satélites e do veículo Dragon para a órbita terrestre. Sendo o primeiro foguetão completamente desenvolvido no Século XXI, este lançador foi projectado desde o início para ter a máxima fiabilidade. A sua simples configuração de dois estágios minimiza o número de eventos de separação (staging) e com nove motores no primeiro estágio, pode completar a sua missão em segurança mesmo na possibilidade de perda de um motor.
O Falcon-9 fez história em 2012 quando colocou a cápsula Dragon na órbita correcta para uma manobra de encontro com a estação espacial internacional, fazendo da SpaceX a primeira companhia comercial a visitar a ISS. Desde então, a SpaceX realizou um total de três missões para a ISS transportando e recolhendo carga para a NASA. O Falcon-9, bem como a cápsula Dragon, foram desenhados na base do desenvolvimento de um sistema de transporte de astronautas para o espaço e num acordo com a NASA, a SpaceX está activamente a trabalhar para atingir esse objectivo.
O foguetão Falcon-9 Upgrade, ou Falcon-9 FT, (a seguir designado simplesmente como ‘Falcon-9’) representa a mais recente evolução deste lançador. De forma geral o Falcon-9 tem 68,4 metros de comprimento, 3,7 metros de diâmetro e uma massa de 541.300 kg. O veículo é capaz de colocar uma carga de 13.150 kg numa órbita terrestre baixa ou 4.850 kg numa órbita de transferência geossíncrona.
O primeiro estágio do Falcon-9 está equipado com nove motores Merlin (Merlin-1D) e tanque de liga de alumínio e lítio que contêm oxigénio líquido e querosene RP-1. Após a ignição, um sistema de segurança fixa o veículo na plataforma de lançamento e garante que todos os motores são verificados como estando na força máxima antes de libertar o foguetão para o seu voo. Então, com uma força superior a cinco aviões Boeing 747 em potência máxima, os motores Merlin lançam o foguetão para o espaço. Ao contrário dos aviões, a força de um foguetão vai aumentando com a altitude – o Falcon-9 gera 6.806 kN ao nível do mar mas atinge 7.426 kN no vácuo espacial. Os motores do primeiro estágio vão sendo aumentados em potência perto do final da queima do estágio para assim limitar a aceleração do veículo à medida que a massa do lançador vai diminuindo com a queima do combustível. O tempo total de queima do primeiro estágio é de 162 segundos.
Com os seus nove motores agrupados juntos na configuração ‘octaweb’, o Falcon-9 pode aguentar a falha de até dois motores durante o lançamento e mesmo assim conseguir atingir a órbita terrestre com sucesso. O Falcon-9 é o único lançador na sua classe com esta característica chave.
O motor Merlin foi desenvolvido internamente pela SpaceX mas vai encontrar as suas raízes aos motores das missões Apollo, nomeadamente o sistema de injecção baseado no motor do módulo lunar. O propolente é alimentado através de uma única conduta, com uma turbo-bomba de dupla pá que opera num ciclo de gerador a gás. A turbo-bomba também fornece o querosene a alta pressão para os actuadores hidráulicos, que depois recicla para a entrada a baixa pressão. Isto elimina a necessidade de um sistema hidráulico separado e significa que não é possível ocorrer uma falha no controlo de vector de força por falta de fluido hidráulico. Uma terceira utilização da turbo-bomba é o fornecimento de controlo de rotação ao actuar no escape da turbina de exaustão (no segundo estágio). Combinando-se estas características num só dispositivo aumenta-se assim de forma significativa o nível de fiabilidade do sistema.
O motor é capaz de desenvolver uma força de 654 kN ao nível do mar, 716 kN no vácuo, com um impulso específico de 282 segundos (nível do mar) e 311 segundos (vácuo).
A secção interestágio é uma estrutura compósita que liga o primeiro e o segundo estágio e alberga os sistemas de libertação e separação. O Falcon-9 utiliza um sistema de separação totalmente pneumático para uma separação de baixo impacto e altamente fiável que pode ser testado no solo, ao contrário dos sistemas pirotécnicos utilizados na maior parte dos lançadores.
O segundo estágio é propulsionado por um único motor Merlin de vácuo e coloca a carga a transportar na órbita desejada. O motor do segundo estágio entra em ignição poucos segundos após a separação entre o segundo e o primeiro estágio, e pode ser reiniciado várias vezes para colocar múltiplas cargas em diferentes órbitas. Para máxima fiabilidade, o segundo estágio está equipado com sistemas de ignição redundantes. Tal como o primeiro estágio, o segundo estágio é feito a partir de uma liga de alumínio e lítio.
O motor Merlin de vácuo (Merlin-1D de vácuo) desenvolve uma força de 934 kN e o seu tempo de queima é de 397 segundos.
A carenagem compósita é utilizada para proteger a carga durante a passagem do Falcon-9 pelas camadas mais densas da atmosfera. Quando a missão do Falcon-9 é o lançamento do veículo de carga Dragon, a carenagem não é utilizada pois a cápsula possui o seu próprio sistema de protecção.
A carenagem tem 13,1 metros de comprimento e 5,2 metros de diâmetro. Fabricada em fibra de carbono, separa-se em duas metades utilizando um sistema de separação de actuadores pneumáticos semelhantes aos que são utilizados para a separação entre o primeiro e o segundo estágio.
A sequência de lançamento para o Falcon-9 é um processo de precisão ditada pela janela de lançamento de cerca de uma hora tendo em conta a posição orbital a ser ocupada pelo satélite. Se a janela de lançamento de uma hora é perdida, a missão é então adiada para o dia seguinte.
Cerca de quatro horas antes do lançamento, inicia-se o processo de abastecimento – primeiro oxigénio líquido seguindo-se o querosene altamente refinado (RP-1). O vapor que se observa a sair do lançador durante a contagem decrescente é na realidade oxigénio a ser libertado dos tanques, sendo esta a razão pela qual o abastecimento de oxigénio líquido se mantém até quase ao final da contagem decrescente.
Dados estatísticos e próximos lançamentos
– Lançamento orbital: 5638
– Lançamento orbital SpaceX: 41
– Lançamento orbital desde CE Kennedy: 160
Dos lançamentos bem sucedidos levados a cabo em 2017: 10,5% foram realizados pelos Estados Unidos (incluindo ULA – 100,0% (4) e Orbital ATK – 0,0%); 18,4% (7) pela China; 15,8% (6) pela Rússia; 15,8% (6) pela Arianespace; 10,5% (4) pela Índia; 7,9% (3) pelo Japão e 21,1% (8) pela SpaceX.
Os próximos lançamentos orbitais previstos são (hora UTC):
25 Jun (2024:59) – Falcon-9 – Vandenberg AFB, SLC-4E – Iridium NEXT (x10)
28 Jun (2145:07) – Ariane-5ECA (VA238) – CSG Kourou, ELA3 – Inmarsat-S / Hellas-Sat 3 (Europasat); GSat-17
02 Jul (????:??) – CZ-5 Chang Zheng-5 (Y2) – Wenchang, LC101 – SJ-18 Shijian-18
14 Jul (0636:00) – 14A14-1A Soyuz-2-1A/Fregat-M (Т15000-018/122-02) – Baikonur, LC31 PU-6 – Kanopus-V-IK; Flying Laptop; WNISAT-1R; TechnoSat; NORSAT-1; NORSAT-2; CICERO-1; CICERO-2; CICERO-3; Corvus-BC 1; Corvus-BC 2; Perseus-O 1; Perseus-O 2; Perseus-O 3; Perseus-O 4; Mayak; MKA-N1; MKA-N2; Flock-2k (1) a (48); Iskra-MAI-85; Ecuador UTE-YuZGU
15 Jul (????:??) – CZ-3C Chang Zheng-3C/YZ-1 – Xichang – Beidou-3M1; Beidou-3M2