Último Soyuz-U lança Progress MS-05 para a ISS



Pondo termo a uma carreira com mais de quatro décadas e apagando as memórias do último lançamento, o venerável foguetão 11A511U Soyuz-U levou a cabo o seu último lançamento colocando em órbita com sucesso o veículo de carga Progress MS-05 a caminho da estação espacial internacional.

O lançamento da missão ISS-66P teve lugar às 0558:33UTC do dia 22 de Fevereiro de 2017 e foi levado a cabo pelo foguetão 11A511U Soyuz-U (Т15000-145) a partir da Plataforma de Lançamento PU-5 do Complexo de Lançamento LC1 ‘Gagarinskiy Start’ (17P32-5) do Cosmódromo de Baikonur, Cazaquistão.

Todas as fases do lançamento decorreram como previsto e a separação entre o Progress MS-05 (11F615А60 n.º 435) e o último estágio do seu foguetão lançador ocorreu ás 0607UTC.

Lançado pela primeira vez a 18 de Maio de 1973 para colocar em órbita o satélite militar Cosmos 559, o foguetão Soyuz-U foi utilizado para colocar em órbita variadas cargas tripuladas (veículos Soyuz-TM e Soyuz-TMA), bem como cargas não tripuladas (Progress, Kobalt-M, etc.). O lançador é em si uma versão melhorada do veículo 11A511 Soyuz, sendo parte da família de lançadores R-7 desenvolvida por Sergei Korolev. O foguetão foi utilizado durante 43 anos, mas a sua produção foi finalizada em Abri de 2015. Em 1979 o Soyuz-U foi utilizado em 47 lançamentos orbitais, tendo sido utilizado 786 vezes.

Dos lançamentos levados a cabo, 22 são considerados como falhas e nestas inclui-se a missão Soyuz T-10-1 a 26 de Setembro de 1983. Porém, como o lançador nunca abandonou a plataforma de lançamento, este não é considerado como um lançamento e assim o Soyuz-U foi utilizado em 787 missões.

O lançador foi também utilizado em duas versões com um quarto estágio: o Soyuz-U/Ikar (seis missões para colocar em órbita satélites Globalstar) e o Soyuz-U/Fregat (quatro missões).

Lançamento

Com os preparativos finais para o lançamento a decorrerem sem problemas, bem como a contagem decrescente, o lançamento do Progress MS-05 decorreu sem incidentes.

O final da queima e separação do primeiro estágio (constituído pelos quatro propulsores laterais) teve lugar a T+1m 59s. A separação das duas metades da carenagem de protecção, agora desnecessária, ocorria a T+2m 39,66s

progressms04-16O final da queima do estágio central (Blok-A) ocorria a T+4m 45s, com a separação entre o segundo e o terceiro estágio a ter lugar a T+4m 47s. O terceiro estágio a entra em ignição logo de seguida. A separação da grelha de ligação entre o segundo e o terceiro estágio (esta secção divide-se em três partes após a separação) ocorre a T+4m 57s. O terceiro estágio (Blok-I) coloca o veículo em órbita terrestre com a sua queima a terminar a T+8m 26s e a separação do Progress MS-05 a ter lugar a T+8m 29s.

Após a separação do Blok-I, o Progress MS-05 ficaria colocado numa órbita com um perigeu a 193 km de altitude, apogeu a 245 km de altitude, inclinação orbital de 51,66º e período orbital de 88,59 minutos. 

Para chegar à ISS, o Progress MS-05 realizaria várias manobras orbitais para elevar os seus parâmetros e levar a cabo a aproximação final à estação espacial. A acoplagem com o módulo Pirs da ISS está prevista para ter lugar às 0834UTC do dia 24 de Fevereiro.

Preparativos para o lançamento

A Comissão Governamental de Investigação ao Acidente do Progress MS-04 apresentou as suas conclusões a 11 de Janeiro de 2017. Liderada pelo Director-Geral da Corporação Estatal Roscosmos, Igor Komarov, a comissão concluiu que o acidente resultou na separação não planeada entre o Progress MS-04 e o terceiro estágio Blok-I do seu foguetão lançador 11A511U Soyuz-U (P15000-148) resultante da desintegração do tanque de oxigénio do terceiro estágio devido a uma falha do motor 11D55. Esta falha deveu-se à ocorrência de um incêndio e consequente desintegração da sua bomba de oxidante.

Os problemas com a bomba de oxidante poderão estar relacionados com a entrada de objectos estranhos na cavidade da bomba ou devido a problemas registados na montagem do motor 11D55.

Determinadas as possíveis causas que levaram à perda do Progress MS-04, a Roscosmos deu luz verde para se prosseguirem com os preparativos para o lançamento do Progress MS-05.

No Cosmódromo de Baikonur teve lugar a 10 de Fevereiro uma reunião da Comissão de Gestão Técnica que analisou os preparativos para o lançamento do veículo de carga Progress MS-05. No final reunião a Comissão tomou a decisão de se proceder ao abastecimento do Progress MS-05 com os gases de pressurização e com os prepolentes necessários para as suas manobras orbitais.

Os procedimentos de abastecimento decorreram sem problemas, terminando a 14 de Fevereiro. Neste dia o veículo de carga Progress MS-05 foi transportado de volta para as instalações do edifício de integração e teste da Área 254 (MIK-254) após ter sido abastecido. A 16 de Fevereiro seria acoplado com o compartimento de transferência. Este é um compartimento cilíndrico que permite a ligação física entre a carga (neste caso o Progress MS-05) e o terceiro estágio foguetão lançador, servindo também como ponto de apoio para as duas metades da carenagem de protecção.

A inspecção por parte dos especialistas da Corporação RKK Energia ‘Sergei Korolev’ teria lugar a 16 de Fevereiro e no final o Progress MS-05 seria colocado no interior da carenagem de protecção, constituindo-se assim o Módulo Orbital que seria transportado via caminho-de-ferro para as instalações de integração e montagem da Área 112 (MIK-112) no dia 17 e nas quais seria integrado com o seu foguetão lançador a 18 de Fevereiro. No dia seguinte teria lugar a reunião da Comissão Estatal que após analisar os preparativos para o lançamento, autorizaria o transporte do lançador para a plataforma de lançamento. Este procedimento teria lugar às primeiras horas do dia 20 de Fevereiro e dando-se início a dois dias de preparativos finais para o lançamento.

Progress MS

Ao abandonar o seu programa lunar tripulado a União Soviética prosseguiu o seu programa espacial ao colocar sucessivamente em órbita terrestre uma série de estações espaciais tripuladas nas quais os cosmonautas soviéticos e posteriormente russos estabeleceram recordes de permanência no espaço. Começando inicialmente com estadias de curtas semanas e passando posteriormente para longos meses, os cosmonautas soviéticos eram abastecidos no início pelas tripulações que os visitavam em órbita, mas desde cedo, e começando com a Salyut-6, a União Soviética iniciou a utilização dos veículos espaciais de carga Progress. Os Progress representaram um grande avanço nas longas permanências em órbita, pois permitiam transportar para as estações espaciais víveres, instrumentação, água, combustível, etc. Os cargueiros são também utilizados para elevar as órbitas das estações, para descartar o lixo produzido a bordo dos postos orbitais e para a realização de diversas experiências científicas.

Ao longo de 30 anos foram colocados em órbitas dezenas de veículos deste tipo que são baseados no mesmo modelo das cápsulas tripuladas Soyuz e que têm vindo a sofrer alterações e melhorias desde então.

O cargueiro 11F615A61 (11Ф615А60) n.º 435 foi o 157º cargueiro russo a ser lançado. Destes, 43 foram do tipo Progress (incluindo o cargueiro Cosmos 1669), 68 do tipo Progress M (incluindo o Progress M-SO1), 11 do tipo Progress M1, 29 do tipo Progress M-M e 3 do tipo Progress MS. Os Progress 1 a 12 serviram a estação orbital Salyut-6; os Progress 13 a 24 e o Cosmos 1669 serviram a estação orbital Salyut-7; os Progress 25 a 42, Progress M a M-43 e Progress M1-1, M1-2 e M1-5 serviram a estação orbital Mir. O cargueiro Progress M-SO1 também foi utilizado para transportar carga para a ISS ao mesmo tempo que servia para adicionar o módulo Pirs.

O veículo Progress MS é uma versão modificada do modelo 11F615A60 (11Ф615A60). Para além do novo computador TsVM-101 no lugar do velho computador Árgon-16 e com um novo sistema compacto digital de telemetria MBITS no lugar do velho sistema de telemetria analógico, esta nova versão do venerável veículo de carga Russo, possuí várias melhorias em relação às versões anteriores, nomeadamente: a substituição do sistema de aproximação e acoplagem Kurs-A pelo sistema digital Kurs-NA; a utilização do Sistema de Telemetria e Comando Unificado em vez do sistema de rádio Chezara Kvan-V e sistema de antena / alimentação de fabrico Ucraniano; um novo compartimento externo que permite a colocação em órbita de pequenos satélites (cada compartimento pode transportar até quatro satélites); melhoria da redundância com a adição de um sistema suplente de motores eléctricos para o mecanismo de acoplagem e de selagem; protecção melhorada contra o impacto de meteoritos e detritos orbitais com a inclusão de painéis adicionais no compartimento de carga; capacidade de ligação com o sistema de comunicações / retransmissão Luch que permite o envio de telemetria e de comandos mesmo fora da linha de visão com as estações e controlo no solo; navegação autónoma GNSS que permite a determinação em tempo real do vector de estado e dos parâmetros dispensando assim a necessidade das estações no solo para a determinação orbital; navegação orbital relativa graças às capacidades de trocas de dados via rádio com a estação espacial; e um novo sistema de rádio digital que permite uma visão de TV melhorada para as operações de acoplagem.

Tal como os outros tipos de cargueiros, o Progress MS é constituído por três módulos: Módulo de Carga (Грузовой отсек) – GO “Gruzovoi Otsek” com um comprimento de 3,0 metros, um diâmetro de 2,3 metros e um peso de 2.520 kg, está equipado com um sistema de acoplagem e com duas antenas tipo Kurs; Módulo de Reabastecimento (Отсек компонентов дозаправки) – OKD “Otsek Komponentov Dozapravki” com um comprimento de 2,2 metros, um diâmetro de 2,2 metros e um peso de 1.980 kg, sendo destinado ao transporte de combustível para as estações espaciais; Módulo de Serviço (Приборно-агрегатный отсек) – PAO “Priborno-Agregatniy Otsek“ com um comprimento de 2,3 metros, um diâmetro de 2,1 metros e um peso de 2.950 kg, contém os motores do veículo tanto para propulsão como para manobras orbitais. 
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11A511U Soyuz-U

O foguetão 11A511U Soyuz-U (11A511У Союз-У) é a versão do lançador 11A511 Soyuz mais utilizada pela Rússia para colocar em órbita os mais variados tipos de satélites. Pertencente à família do R-7, o Soyuz-U também tem as designações SS-6 Sapwood (NATO), SL-4 (departamento de Defesa dos Estados Unidos), A-2 (Designação Sheldom). O Soyuz-U é fabricado pelo Centro Espacial Estatal Progress de Produção e Pesquisa em Foguetões (TsSKB Progress) em Samara, sobre conSoyuz-Utrato com a agência espacial russa.

O foguetão 11A511U Soyuz-U com o cargueiro Progress MS tem um peso de 313.000 kg no lançamento, pesando aproximadamente 297.000 kg sem a sua carga. Sem combustível o veículo atinge os 26.500 kg (contando com a ogiva de protecção da carga). O foguetão tem uma altura máxima de 36,5 metros (sem o módulo orbital). É capaz de colocar uma carga de 6.855 kg numa órbita média a 220 km de altitude e com uma inclinação de 51,6º em relação ao equador terrestre. No total desenvolve uma força de 410.464 kgf no lançamento, tendo uma massa total de 297.400 kg. O seu comprimento atinge os 51,1 metros e a sua envergadura com os quatro propulsores laterais é de 10,3 metros.

O módulo orbital (onde está localizada a carga a transportar) pode ter uma altura entre os 7,31 metros e os 10,14 metros dependendo da carga. O diâmetro máximo da sua secção cilíndrica varia entre os 2,7 metros e os 3,3 metros (dependendo da carga a transportar). O foguetão possui um sistema de controlo analógico e tem uma precisão na inserção orbital de 10 km em respeito à altitude, 6 segundos em respeito ao período orbital e de 2’ no que diz respeito ao ângulo de inclinação orbital. É um veículo de três estágios, sendo o primeiro estágio constituído por quatro propulsores laterais a combustível líquido designados Blok B, V, G e D. Cada propulsor tem um peso de 43.400 kg, pesando 3800 kg sem combustível. O seu comprimento máximo é de 19,8 metros e a sua envergadura é de 3,82 metros. O tanque de propolente (querosene e oxigénio) tem um diâmetro de 2,68 metros. Cada propulsor tem como componentes auxiliares as unidades de actuação das turbo-bombas (peróxido de hidrogénio) e os componentes auxiliares de pressurização dos tanques de propolente (nitrogénio).

Cada propulsor tem um motor RD-117 e o tempo de queima é de cerca de 118 s. O RD-117 desenvolve 101.130 kgf no vácuo durante 118 s. O seu Ies é de 314 s e o Ies-nm é de 257 s, sendo o Tq de 118 s. Cada motor tem um peso de 1.200 kg, um diâmetro de 1,4 metros e um comprimento de 2,9 metros. Têm quatro câmaras de combustão que desenvolvem uma pressão no interior de 58,50 bar. Este motor foi desenhado por Valentin Glushko.

O Blok A constitui o corpo principal do lançador e é o segundo estágio, estando equipado com um motor RD-118. Tendo um peso bruto de 99500 kg, este estágio pesa 6.550 kg sem combustível e é capaz de desenvolver 99.700 kgf no vácuo. Tem um Ies de 315 s e um Tq de 280s. Como propolentes usa o LOX e o querosene (capazes de desenvolver um Isp-nm de 248 s). O Blok A tem um comprimento de 27,1 metros e um diâmetro de 2,95 metros. O diâmetro máximo dos tanques de propolente é de 2,66 metros.

Este estágio tem como componentes auxiliares as unidades de actuação das turbo-bombas (peróxido de hidrogénio) e os componentes auxiliares de pressurização dos tanques de propolente (nitrogénio). O motor RD-118 foi desenhado por Valentin Glushko nos anos 60. É capaz de desenvolver uma força de 101.632 kgf no vácuo, tendo um Ies de 315 s e um Ies-nm de 248 s. O seu tempo de queima é de 286 s. O peso do motor é de 1.400 kg, tendo um diâmetro de 1,4 metros, um comprimento de 2,9 metros. As suas quatro câmaras de combustão desenvolvem uma pressão de 51,00 bar.

O terceiro e último estágio do lançador é o Blok I equipado com um motor RD-0110 (também designado 11D55). Tem um peso bruto de 25.300 kg e sem combustível pesa 2.710 kg. É capaz de desenvolver 30.400 kgf e o seu Ies é de 330 s, tendo um tempo de queima de 230 s. Tem um comprimento de 6,7 metros (podendo atingir os 9,4 metros dependendo da carga a transportar) e um diâmetro de 2,66 metros (com uma envergadura de 2,95 metros), utilizando como propolentes o LOX e o querosene. O motor RD-0110 foi desenhado por Semyon Ariyevich Kosberg. Tem um peso de 408 kg e possui quatro câmaras de combustão que desenvolvem uma pressão de 68,20 bar. No vácuo desenvolve uma força de 30.380 kgf, tendo um Ies de 326 s e um tempo de queima de 250 s. Tem um diâmetro de 2,2 metros e um comprimento de 1,6 metros.

Dados estatísticos e próximos lançamentos

– Lançamento orbital: 5609

– Lançamento orbital com sucesso: 5254

– Lançamento orbital Rússia: 3199

– Lançamento orbital Rússia  com sucesso: 3043

– Lançamento orbital desde Baikonur: 1466

– Lançamento orbital desde Baikonur com sucesso: 1380

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: 10,0% foram realizados pelos Estados Unidos (incluindo ULA – 100,0% (1) e Orbital ATK – 0,0%); 20,0% (2) pela China; 10,0% (1) pela Rússia; 20,0% (2) pela Arianespace; 10,0% (1) pela Índia; 10,0% (1) pelo Japão e 20,0% (2) pela SpaceX.

Os próximos lançamentos orbitais previstos são (hora UTC):

28 Fev (0551:00) – Falcon-9 (032) – Centro Espacial Kennedy, LC-39A – EchoStar-23

28 Fev (??:??:??) – KT-2A Kaituozhe-2A – Jiuquan – TK-1 Tiankong-1

1 Mar (??:??:??) – Atlas-V/401 (AV-068) – Vandenberg AFB, SLC-3E – NROL-79 (Intruder-8A / NOSS 3-8A; Intruder-8B / NOSS 3-8B)

7 Mar (0149:24) – Vega (VV09) – CSG Kourou, ZLV – Sentinel-2B

9 Mar (0000:00) – Delta-IV+(5,4) – Cabo Canaveral AFS, SLC-37B – WGS-9

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