SpaceX orbita PSN-VI e S5 e envia Beresheet para a Lua

Texto de Salomé T. Fagundes / Rui C. Barbosa

A SpaceX levou a cabo o lançamento dos satélites PSN-IV (Nusantara Satu) e S5, além do módulo lunar Beresheet. O lançamento teve lugar numa janela de lançamento de 32 minutos às 0145UTC do dia 22 de Fevereiro de 2019 a partir do Complexo de Lançamento SLC-40 do Cabo Canaveral AFS, Florida.


Todas as fases do lançamento decorreram sem problemas e os satélites foram colocados na órbitas previstas, mais precisamente na Órbita de Transferencia Geoestacionaria (Geostationary Transfer Orbit), com o modulo lunar de fabrico Israelita a ser enviado para a Lua.

Nesta missão a SpaceX utilizou o primeiro estágio Falcon-9 v1.2 Block V (B1048.3, o mesmo estágio utilizado para as missões SAOCOM-1A e Iridium Next 7) que foi recuperado às 0153UTC na plataforma Of Course I Still Love You, localizada no Oceano Atlântico.

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.

Não foi feita qualquer tentativa de recuperação das carenagens de protecção pela barcaça de nome Mr. Steven pois as condições marítimas não o permitiram.

PSN-VI (Nusantara Satu)

O PSN-VI, também designado como Nusantara Satu, é um satélite de comunicações geoestacionario Indonésio construído pela Space Systems/Loral (SSL) com uma massa de 4.735 kg no lançamento.

A SSL assinou um contracto em Outubro de 2014 com a operadora de satélites indonesia, PT Pasifik Satelit Nusantara (PSN), para construir um satélite de comunicações comercial, com o nome PSN-VI, que irá fornecer um serviço por todo o Sudeste da Ásia e inclui uma carga de um Satélite de Alto Rendimento – High Throughput Satellite (HTS) fornecedor de serviços para a Indonésia.

Com transmissores nas bandas C e Ku, o PSN-VI irá ser usado para comunicações de voz e dados, Internet de banda larga e distribuição de video por todo o arquipélago da Indonésia. A PSN é a primeira empresa privada de telecomunicações por satélite na Indonésia e um fornecedor líder na Ásia de uma gama completa de serviços baseados em telecomunicações por satélite.

O PSN-VI irá operar a uma longitude de 146º Este. Baseado na plataforma SSL-1300 que fornece a flexibilidade para uma variada gama de aplicações e tecnologias avançadas, o satélite é projectado para oferecer um serviço numa vida estimada de 15 anos ou mais. A SSL construiu um sistema de propulsão eléctrico para elevar a órbita deste satélite.

O satélite S5

O satélite S5 é um micro-satélite da classe ESPA, da Blue Canyon Technologies, desenvolvido para o Laboratório de Pesquisa da Força Aérea (AFRL), capaz de detectar e localizar objectos espaciais perto da orbita GEO (órbita geossíncrona) para rotina e frequentes actualizações ao catalogo GEO. O satélite tem uma massa de 60 kg.

Beresheet (SpaceIL Lunar Lander)

O modulo lunar da SpaceIL, Beresheet (Hebreu para “O Começo”), que competiu no Google Lunar XPrize será o mais pequeno módulo a alunar, com apenas cerca de 600 kg.

Depois da separação irá viajar até a Lua usando a própria energia numa viagem que irá levar cerca de dois meses. Chegando a Lua, o Beresheet será o primeiro modulo lunar de Israel e o primeiro modulo privado financiado do mundo a chegar a Lua. Esta missão servirá para transmitir fotos, videos da nova casa e conduzir experiencias cientificas.

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-38m, 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 07s. O final da queima do primeiro estágio ocorre a T+2m 37s, dando-se três segundos depois a separação entre o primeiro e o segundo estágio. O segundo estágio entra em ignição a T+2m 48s. A ejecção da carenagem de protecção ocorre a T+3m 46s. O primeiro estagio reentra pelos T+6m 44s e aterra no Of Course I Still Love You pelos T+08m 32s sendo recuperado com sucesso.

O final da primeira queima do segundo estágio ocorre a T+8m 07s. Após o final da primeira queima, o segundo estagio entra numa fase não propulsionada de cerca de 13 min. Seguido desta fase a segunda queima decorre entre T+27m 03s e T+28m 08s. A separação do Beresheet dá-se a T+33m 39s e a separação dos satélites PSN-VI (Nusantara Satu) e S5 ocorre a T+44m 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

A partir de 2019 os lançamentos da SpaceX estão contabilizados nos lançamentos dos Estados Unidos. O total de lançamentos orbitais tem por base os dados conhecidos até ao momento sobre as actividades secretas tanto de Israel, como da Coreia do Norte e do Irão.

– Lançamento orbital: 5816

– Lançamento orbital EUA: 1654 (28,44%)

– Lançamento orbital desde Cabo Canaveral AFS: 754 (12,96% – 45,59%)

Os quadro seguinte mostra os lançamentos previstos e realizados em 2019 por polígono de lançamento.

Os próximos lançamentos orbitais previstos são (hora UTC):

5817 – 26 Fev (2137:XX) – 372RN21B Soyuz-ST-B/Fregat-MT (VS21/?????/M133-15) – CSG Kourou (Sinnamary), ELS – OneWeb-0006, OneWeb-0007, OneWeb-0008, OneWeb-0010, OneWeb-0011, OneWeb-0012

5818 – ?? Fev (XXXX:XX) – Electron/Curie (F5) – R3D2

5819 – 02 Mar (0745:00) – Falcon-9 (B1051.1) – CE Kennedy, LC-39A – Crew Dragon (SpX-DM1)

5820 – 09 Mar (0150:35) – Vega (VV14) – CSG Kourou, ZLV – PRISMA

5821 – 09 Mar (????:??) – CZ-3B Chang Zheng-3B/G2 – Xichang, LC2 – ZX-6C Zhongxing-6C

 

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