SpaceX lança satélite Paz para a Espanha



O satélite Paz, o primeiro satélite Espanhol para a observação da Terra por radar, foi colocado em órbita com sucesso pela SpaceX O lançamento teve lugar às 1422UTC do dia 17 de Fevereiro de 2018 e foi levado a cabo pelo foguetão Falcon-9-051 (B1038.2) a partir do Complexo de Lançamento SLC-4E da Base Aérea de Vandenberg, Califórnia.

O lançamento foi adiado do dia 17 de Fevereiro devido à necessidade de se proceder a verificações finais dos melhoramentos introduzidos na carenagem de protecção. No dia 21 de Fevereiro ocorreu novo adiamento devido às más condições meteorológicas, nomeadamente devido à ocorrência de ventos fortes em altitude.

Nesta missão não foi tentada a recuperação do primeiro estágio. A recuperação de uma das metades da carenagem de protecção não foi conseguida, mas a carenagem amarou intacta a algumas centenas de metros do navio de recolha.

Todas as fases do lançamento decorreram como previsto e juntamente com o Paz foram colocados em órbita os satélites MicroSat-2a ‘Tintin A’ e MicroSat-2b ‘Tintin B’ com o objectivo de testar tecnologias para a futura constelação Starlink da SpaceX que terá como função proporcionar um acesso global ao serviço de Internet de banda larga.

Desenvolvido pela EADS CASA Espacio e sendo operado pela Hisdesat, o satélite Paz é baseado na plataforma AstroBus e tem uma massa de 1.200 kg, transportando uma carga de radar SAR de banda-X.

O contrato para o desenvolvimento do satélite Paz (anteriormente designado SEOSAR) foi assinado entre a Astrium España e a Hisdesat a 6 de Novembro de 2008. O satélite é um dos componentes do Programa Nacional de Observação da Terra criado pelo governo Espanhol, sendo o satélite desenvolvido também com um investimento por parte do Ministério da Defesa de Espanha. O satélite será utilizado para várias aplicações no campo da segurança e da defesa, tendo potenciais aplicações civis com funções diversas de aquisição de imagens.

Entre outras aplicações, os dados fornecidos pelo satélite serão utilizados para melhorar a vigilância do território Espanhol e de outras partes do globo, além de ajudar no controlo das fronteiras Espanholas, melhorar a capacidade operacional das forças armadas de Espanha, ajudar na avaliação de desastres naturais e de origem humana, e auxiliar na gestão de riscos e de crises.

O Paz será capaz de fornecer imagens em quaisquer condições meteorológicas, de dia ou de noite, sendo as suas principais aplicações de âmbito militar. O satélite está equipado com um radar SAR (Synthetic Aperture Radar) de banda-X, montado numa plataforma recorrente do satélite TerraSAR-X (fornecida pela Astrium GmbH), sendo esta uma estrutura de fibra de carbono hexagonal. A antena de radar incorpora tecnologia de radiador impressa desenvolvida pela Astrium e que já foi utilizada com sucesso noutros programas, tais como nos satélites Envisat, Spainsat, Inmarsat e Galileo.

O radar tem um comprimento de 4,8 metros e uma largura de 0,7 metros, sendo projectado para operar em diferentes modos, com diferentes larguras de varrimento e resoluções até um metro.

O satélite Paz estava originalmente previsto para ser lançado por um foguetão Dnepr da Kosmotras em 2015 a partir da base de Dombarovskiy. Porém, e após um atraso de 18 meses, a Hisdesat cancelou o contrato de lançamento em Julho de 2016, tendo-o posteriormente atribuído à SpaceX.

Desenvolvidos pela SpaceX e com uma massa de 400 kg, os satélites MicroSat-2a e MicroSat-2b têm como objectivo testar tecnologias para a futura constelação Starlink da SpaceX que terá como função proporcionar um acesso global ao serviço de Internet de banda larga.

Ambos os satélites são idênticos na sua estrutura e modo operacional. Serão colocados a uma altitude de 514 km com uma inclinação orbital de 97,44º, a partir da qual as suas órbitas serão elevadas até uma altitude operacional de 1.125 km. Os satélites têm um tempo de vida útil de seis meses e caso permaneçam operacionais para lá deste período, os satélites serão utilizados até que os objectivos principais da missão não sejam atingidos, altura em que serão removidos da órbita terrestre.

As dimensões dos satélites são 1,1 × 0,7 × 0,7 metros, estando equipados com um computador de bordo, com um sistema de fornecimento de energia, sistema de determinação e controlo de atitude, sistema de propulsão, receptor de GPS, receptores e transmissores de banda larga, telemetria e comandos. O principal sistema de carga transporta os painéis de comunicações, os transmissores e receptores de ligações ópticas inter-satélite, detectores estelares, e antena de telemetria. 

Cada satélite está equipado com dois painéis solares com um comprimento de 8 metros e uma largura de 2 metros.

Os satélites estão estabilizados nos seus três eixos espaciais e são controlados dinamicamente em cada órbita para manter a sua posição de atitude para dois modos de operação: antena de banda larga (antenas em posição nadir para teste) e painéis solares (orientados para o Sol para recarregar).

Aparentemente, o Falcon-9-051 está equipado com uma nova versão da carenagem de protecção da carga. Denominada “Fairing Version 2“, ou “Fairing 2.0”, a nova carenagem tem um diâmetro de 5,263 metros (com a versão anterior a ter um diâmetro de 5,135 metros) e espera-se que seja capaz de melhorar a sua resistência para assim facilitar as operações de recolha após o lançamento e possibilitar a sua reutilização.

Após a separação, e especificamente nesta missão, uma das duas metades da carenagem reorientar-se-á para a reentrada atmosférica. À medida que vai caindo em direcção à Terra, procede-se à abertura de um pára-quedas para abrandar a sua velocidade de descida e orientar-se na direcção de um navio de recolha. Denominado “Mr. Steven”, esta embarcação está equipada com uma rede apoiada em quatro braços metálicos que será deslocada para o ponto de descida ca carenagem. Para esta missão, o navio Mr. Steven deixou o Porto de Los Angeles às 1939UTC do dia 20 de Fevereiro (fotografia de Pauline Acalin).

Lançamento

A janela de lançamento para esta missão era uma janela de lançamento instantânea às 1417UTC, havendo uma janela de lançamento suplente agendada para 22 de Fevereiro às 1417UTC.

O foguetão Falcon-9 é activado a T-10h 00m. Tanto o lançador como a sua carga são submetidos a uma série de verificações testes antes do início do abastecimento do querosene RP-1. O Director de Voo consulta os controladores a T-1h 13m, determinando assim se tudo está pronto para o início do abastecimento dos propelentes. O processo de abastecimento de RP-1 inicia-se a T-1h 10m, seguindo-se o início do abastecimento do oxigénio líquido (LOX) a T-35m.

A fase terminal da contagem decrescente inicia-se a T-13m e a T-10m iniciava-se a contagem decrescente final com os motores a serem condicionados termicamente para o lançamento a T-7m. A T-2m o Director de Lançamento da SpaceX verifica se todos os parâmetros estão prontos para o lançamento. Na mesma altura, é verificado que o espaço aéreo está pronto para o voo. A T-1m é enviado um comando para o computador de voo para iniciar as verificações pré-lançamento e dá-se início ao processo de pressurização dos tanques de propelente. O sistema de supressão sónica por água é activado na plataforma de lançamento a T-1m. A sequência de ignição é iniciada a T-3s. A T=0s o foguetão abandona a plataforma.

Abandonando a plataforma de lançamento, o Falcon-9 inicia uma série de manobras para se colocar na trajectória de voo correcta. A fase MaxQ, de máxima pressão dinâmica, é atingida a T+1m 7s. O final da queima do primeiro estágio ocorre a T+2m 29s, dando-se quatro segundos depois a separação entre o primeiro e o segundo estágio. O segundo estágio entra em ignição a T+2m 40s. A ejecção das duas metades da carenagem de protecção ocorre a T+2m 56s. O final da queima do segundo estágio ocorre a T+8m 58s. A separação do satélite Paz ocorre a T+10m 58s.

No press-kit da missão, a SpaceX não faz qualquer referência às fases da missão referentes á separação dos satélites MicroSat-2a e MicroSat-2b.

O Falcon-9

Baptizado em nome da nave Millenium Falcon da saga cinematográfica “Guerra das Estrelas”, o foguetãfalcon9o 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, o Falcon-9 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 (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.

Os últimos dez lançamentos do Falcon-9

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.

SES-9Falcon 6

SES-9Falcon 7

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.

O primeiro estágio 1038 foi anteriormente utilizado para o lançamento do satélite FORMOSAT-5 a 24 de Agosto de 2017 a partir da Base Aérea de Vandenberg. Nessa missão, o estágio foi recuperado após uma aterragem bem sucedida na plataforma aquática Just Read The Instructions. Inicialmente, o estágio 1038 foi testado na zona de testes da SpaceX em McGregor, Texas, em finais de Junho de 2017, sendo posteriormente enviado para a Califórnia onde seria preparado (juntamente com o seu segundo estágio) para o teste estático antes do lançamento do FORMOSAT-5. Este teste teve lugar a 19 de Agosto, sendo posteriormente transportado para o edifício de integração onde recebeu a sua carga e de novo transportado para o complexo de lançamento SLC-4E a 23 de Agosto.

O lançamento teve lugar a partir do Space Launch Complex-4E (SLC-4E) da Base Aérea de Vandenberg, Califórnia, que originalmente fazia parte do Point Arguello Naval Missile Facility, tendo-se tornado parte da base aérea quando os dois complexos foram anexados em 1964.

Originalmente designado Launch Complex 2-4 (LC-2-4), o SLC-4E foi inicialmente utilizado para lançar foguetões Atlas-Agena, com o primeiro lançamento a ser realizado a 14 de Agosto de 1964. Neste dia, às 2200:13UTC o foguetão SLV-3 Agena D (Atlas 7101 / Agena D S01A 4808) colocou em órbita o satélite KH-7 (10) (00850 1964-045A), também designado OPS 3802 (AFP-206 SV 690). Posteriormente, o complexo foi adaptado para o lançamento dos foguetões Titan-III(23)D (Titan-IIID), Titan-III(34)D (Titan-34D) e Titan-IV. O último lançamento de um foguetão Titan a partir deste complexo teve lugar a 19 de Outubro de 2005 com o lançamento de um Titan-IV(404)B. Neste dia, pelas 1805UTC, o foguetão Titan-404B (B-26) colocou em órbita o satélite USA-186 ‘NROL-20’ (28888 2005-042A).

O complexo foi alugado pela SpaceX à Força Aérea dos Estados Unidos, procedendo-se à demolição das velhas torres de serviço em 2011, preparando o SLC-4E para o primeiro lançamento da SpaceX a partir de Vandenberg que teve lugar em Setembro de 2013.

Inicialmente o complexo era composto por duas plataforma de lançamento, mas a SpaceX converteu a segunda plataforma (SLC-4W) numa zona de aterragem para os primeiros estágios do foguetão Falcon-9.

Dados estatísticos e próximos lançamentos

– Lançamento orbital: 5721

– Lançamento orbital SpaceX: 55 (0,96%)

– Lançamento orbital desde Vandenberg AFB: 691 (12,08%)

Os próximos lançamentos orbitais previstos são (hora UTC):

25 Fev (0400:00) – H-2A/202 – Tanegashima, Yoshinubo LP1 – IGS Optical-6

25 Fev (0535:00) – Falcon-9-052 (B1044) – Cabo Canaveral AFS, SLC-40 – Hispasat-30W-6 (1F)

01 Mar (????:??) – Atlas-V/541 (AV-079) – Cabo Canaveral AFS, SLC-41 – GOES-S

01 Mar (????:??) – Electron (F3) – Máhia – ?????

06 Mar (1638:36) – 372RN21B Soyuz-STB/Fregat-MT (VS18) – CSG Kourou (Sinnamary) – O3b FM13; O3b FM14; O3b FM15; O3b FM16

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