SpaceX lança sétima missão para a Iridium

Texto de Salomé T. Fagundes / Rui C. Barbosa

A SpaceX levou a cabo com sucesso o lançamento de dez novos satélites Iridium NEXT. O lançamento teve lugar numa janela de lançamento instantânea às 1139:26 UTC do dia 25 de Julho de 2018 a partir do Complexo de Lançamento SLC-4E da Base Aérea de Vandenberg, em Lompoc na California. Todas as fases do lançamento decorreram sem problemas e os dez satélites (154, 155, 156, 158, 159, 160, 163, 164, 166, 167) foram colocados nas órbitas previstas, mais precisamente na Orbita Polar (Low Earth Polar Orbit).


Nesta missão a SpaceX utilizou o primeiro estagio Falcon 9 v1.2 Block V (B1048.1) que foi recuperado às 1146:56 na plataforma Just Read the Instructions no Oceano Pacífico.

A SpaceX possui duas plataformas flutuantes baptizadas de ‘Just Read the Instructions‘ e ‘Of Course I Still Love You‘, que são os nomes de embarcações das histórias do autor Iain M. Banks. A plataforma utilizada nesta aterragem foi a segunda Just Read the Instructions.

Em Junho de 2010 a Iridium Communications Inc. anunciava um plano para o financiamento, construção e colocação em órbita da próxima geração de satélites de comunicações móveis Iridium NEXT que irão substituir a constelação Iridium original. Na altura, a empresa anunciou que os satélites seriam construídos pela empresa Thales Alenia Space, num total de 72 satélites operacionais e suplentes em órbita além de nove satélites suplentes no solo.

Cada satélite utiliza uma antena de banda-L para a emissão de 48 sinais e um padrão circular com 4.700 km de diâmetro na superfície terrestre para a comunicação dos seus subscritores ou utilizadores. Os satélites também fornecem ligações em banda-Ka para a comunicação de portais no solo e ligações cruzadas com outros satélites em órbita. A constelação de 66 satélites formará uma rede global permitindo as comunicações a partir de um utilizador no solo ou em voo a partir de qualquer ponto na Terra.

Orbital Sciences Corporation é responsável pela montagem, integração e teste dos 81 satélites, incluindo as cargas primárias e secundárias, envio e serviços de integração dos satélites.

Os satélites são baseados na plataforma ELiTeBus-1000 e têm uma massa de 860 kg. O seu tempo de vida operacional é de 10 anos, podendo chegar aos 15 anos.

Lançamento

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-35m, determinando assim se tudo está pronto para o lançamento. O processo de abastecimento inicia-se a T-35m no primeiro estagio,seguindo-se o início do abastecimento do oxigénio líquido (LOX) ao mesmo tempo e no segundo estagio a T – 16m.

A fase terminal da contagem decrescente inicia-se com os motores a serem condicionados termicamente para o lançamento a T-7m. A T-1m é enviado um comando para o computador de voo para iniciar as verificações pré-lançamento e o sistema de supressão sónica por água é activado na plataforma de lançamento. Por esta altura os tanques de propolente também são pressurizados A T-45s 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 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 12s. O final da queima do primeiro estágio ocorre a T+2m 24s, dando-se três segundos depois a separação entre o primeiro e o segundo estágio. O segundo estágio entra em ignição a T+2m 29s. A ejecção da carenagem de protecção ocorre a T+3m 11s. Essa mesma carenagem terá uma tentativa de recuperação utilizando para isso um barco especifico para o efeito munido com uma rede, de nome Mr. Stevens. O primeiro estagio reentra pelos T+5m 39s e aterra no Just Read the Instructions pelos T+07m 17s sendo recuperado com sucesso.

O final da primeira queima do segundo estágio ocorre a T+8m 33s. Após o final da primeira queima, o segundo estagio entra numa fase não propulsionada de cerca de 40 min. Seguido desta fase a segunda queima decorre entre T+51m 28s e T+51m 37s. A separação dos satélites Iridium NEXT ocorre entre T+56m 38s e T+01h 11m 38s.

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.

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.

Dados Estatísticos e próximos lançamentos

– Lançamento orbital: 5762

– Lançamento orbital SpaceX: 64 (1,11%)

– Lançamento orbital desde Vandenberg AFB: 695 (12,06%)

Os próximos lançamentos orbitais previstos são (hora UTC):

29 Jul (????:??) – CZ-3B/Y1 Chang Zheng-3B/Y1 – Xichang, LC3 – Beidou-3M5; Beidou-3M6

?? Jul (????:??) – 14A14-1A Soyuz-2.1a – GIK-1 Plesetsk, LC43/4 – Bars-M n.º 603 (3L)

04 Ago (0519:00) – Falcon-9-061 (B1049) – Cabo Canaveral AFS, SLC-40 – Merah Putih (Telkom-4)

06 Ago (0717:00) – Delta IV-Heavy/Star-48BV (D380) – Cabo Canaveral AFS, SLC-37B – Parker Solar Probe

17 Ago (0335:00) – Falcon-9-062 – Cabo Canaveral AFS, SLC-40 – Telstar 18 Vantage (APStar-5C)

 

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