Uma cegonha branca para a ISS



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O Japão lançou o seu quinto veículo de carga para a ISS às 1150:49UTC do dia 19 de Agosto de 2015. O lançamento foi levado a cabo pelo foguetão H-2B/304 a partir da Plataforma de Lançamento LP2 do Complexo de Lançamento Yoshinobu do Centro Espacial de Tanegashima.

Em termos estatísticos, este foi a 100ª tentativa de lançamento orbital por parte do Japão das quais 92 foram bem sucedidas. Este foi o 64º lançamento orbital desde Tanegashima.

O lançamento estava inicialmente previsto para ter lugar a 16 de Agosto, mas seria adiado por duas vezes devido às previsões de ocorrência de más condições meteorológicas. 

O HTV é totalmente desenhado e fabricado no Japão, sendo para além do módulo Kibo, a contribuição desta país para a estação espacial internacional.

O HTV-5 será capturado pelo sistema de manipulação remota SSRMR (Space Station Remote Manipulator System) da ISS, que será operado pelo astronauta Japonês Kimiya Yui. Esta será a primeira vez que um astronauta Japonês irá realizar esta operação que por sua vez será auxiliada a partir do Centro de Controlo de Missão de Houston, onde o astronauta Japonês Koichi Wakata irá servir como o principal Capsule Communicator (CAPCOM).

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O HTV é um veículo que tem vindo a ser continuamente melhorado de acordo com as necessidades das missões a levar a cabo. Ao se melhorar a maneira como a carga é introduzida a bordo do HTV, a quantidade de carga a bordo tem sido continuamente aumentada. No caso do HTV-5 a capacidade de carga foi aumentada até 242 CTB (Cargo Transfer Bags), em comparação com os 208 CTB transportados no HTV-1, o que representa um aumento de 15%. Isto permite que o HTV possa acomodar mais pacotes de transporte, tais como água ou equipamento.

O Kounotori-5 recebeu carga de ‘última hora’, isto é, carga que foi colocada no seu interior a poucas horas do lançamento. Este tipo de acesso permite a colocação no interior do HTV-5 de carga constituída por seres vivos e comida que convém ser mantida fresca, e ainda itens urgentes.

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Todas as fases do lançamento decorreram como previsto com o veículo a separar-se às 1206UTC do último estágio do seu foguetão lançador. O lançamento ocorre com a ignição do primeiro estágio e com a ignição dos quatro propulsores laterais de combustível sólido. Estes terminam a sua queima a T+1m 54, com o primeiro par a separar-se a T+2m 4s e o segundo par a separar-se a T+2m 7s. A T+3m 40s dá-se a separação das duas metades da carenagem de protecção, agora desnecessária.

O final da queima do primeiro estágio ocorre a T+5m 47s, separando-se do segundo estágio 7 segundos mais tarde. A ignição do segundo estágio ocorre a T+6m 1s e termina a T+14m 20s. A separação do Kounotori-5 ocorre a T+15m 11s.

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A carga a bordo do Kounotori-5

O veículo HTV-5 transporta cerca de 5.500 kg para a ISS, incluindo 4,500 kg no seu Pressurized Logistics Carrier (PLC)  e 1.000 kg no Unpressurized Logistics Carrier (ULC).

Entre a carga a bordo do PLC encontra-se a Mouse Habitat Unit (MHU) que irá levar a cabo estudos sobre o envelhecimento em órbita tendo em conta a perda óssea, atrofia muscular e a deterioração imunológica; a Electrostatic Levitation Furnace (ELF) que irá estudar o derretimento a altas temperaturas utilizando uma fornalha em microgravidade para medições precisas das propriedades termofísicas de vários materiais; o Multi-purpose Small Payload Rack (MSPR-2) para a realização de várias experiências proporcionando interfaces de fornecimento de energia e comunicações para cada experiência ali instalada; o Exposed Experiment Handrail Attachment Mechanism (ExHAM-2) que irá aumentar a fiabilidade de materiais levando a cabo demonstrações da sua durabilidade no espaço. A bordo do PLC encontram-se também vários pequenos satélites que serão colocados em órbita a partir da ISS (ver em baixo), além de amostras experimentais, alimentos, água potável e materiais para a tripulação.

No PLC encontram-se também bombas e filtros para o sistema de reciclagem de água Water Recovery System (WRS); um sistema de fornecimento de água e aquecimento de alimentos, etc; um sistema Simplified Aid For EVA Rescue (SAFER); e a Exposed Facility Power Distribution Box (EF-PDB), um sistema de fornecimento e gestão de energia para o módulo Kibo.

Entre a carga a bordo do ULC encontra-se o CALorimetric Electron Telescope (CALET), um observatório da radiação espacial que poderá auxiliar na detecção da matéria negra.

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Os pequenos satélites a bordo do HTV-5

A bordo do Kounotori-5 foram transportados 18 pequenos satélites que serão posteriormente colocados em órbita a partir do módulo Kibo da estação espacial internacional. Os satélites transportados foram o Flock-2b (14 satélites), o SERPENS-1, o S-CUBE, o GOMX-3 e o AAUSAT-5.

Os satélites Flock-2b fazem parte de uma constelação de pequenos satélites desenvolvidos e construídos pela Planet Labs (Cosmogia Inc.) e estão equipados com um sistema de observação RGB. Baseados na plataforma CubeSat-3U, os satélites têm uma massa de 5 kg e fornecem imagens da superfície da Terra com uma resolução entre 3 metros e 5 metros.

Flock-2b

O SERPENS-1 (ou SERPENS) é um pequeno satélite Brasileiro baseado na plataforma CubeSat-3U e tem uma massa de 4 kg. O Sistema Espacial para Realização de Pesquisa e Experimentos com Nanossatélites foi desenvolvido por um consórcio de universidades e transporta um repetidor para testar comunicações em VHF e banda-S para a recepção, armazenamento e transmissão de mensagens, um repetidor UHF totalmente compatível com o sistema de armazenamento e transmissão de mensagens HUMSAT, e um propulsor PPT (Pulsed Plasma Thruster) que foi desenvolvido pela Mars Space Ltd. e pela Clyde Space, ambas do Reino Unido. O SERPENS-1 está equipado com células solares e baterias internas para o armazenamento de energia. O seu tempo de vida útil deverá ser de seis meses.

SERPENS

O pequeno S-CUBE (ou  S3 Shootingstar Sensing Satellite) é um CubeSat-3U desenvolvido no Japão e que resulta da colaboração entre o Centro de Investigação Exploração Planetária do Instituto de Tecnologia de Chiba, o Instituto de Tecnologia (PERC/Chitech) em Narashino e a Universidade de Tohoku em Sendai. O satélite tem como objectivo a observação de meteoros na órbita terrestre baixa através da detecção directa de emissões de ultravioletas, a obtenção de uma imagem de um meteoro para estimar o seu tamanho e brilho, obter a distribuição de tamanhos dos meteoros e estimar a composição dos meteoros de forma quantitativa a partir das suas emissões de gases. O S-CUBE tem uma massa de 4 kg e está equipado com células solares e baterias internas para o armazenamento de energia. O seu tempo de vida útil deverá ser de seis meses.

S-CUBE

O GOMX-3 foi desenvolvido pela GOMSpace e é baseado na plataforma CubeSat-3U. A sua missão é a avaliação de vários componentes no espaço, demonstrando a recepção do sinal ADS-B e avaliar a qualidade dos sinais enviados por satélites geostacionários  utilizando um software de banda-L reconfigurável. A bordo está também um transmissor de alto ganho de banda-X desenvolvido pela Syrlinks e financiado pelo CNES. O satélite tem uma massa de 2 kg e está equipado com células solares e baterias internas para o armazenamento de energia.

GOMX-3

O Dinamarquês AAUSAT-5 faz parte da série de satélites AAU-Cubesat (Aalborg University Cubesat) que tem como objectivo a introdução de estudantes universitários no desenvolvimento de pequenos satélites. O AAUSAT-5 tem como missão principal a recepção de sinais farol AIS. O satélite é baseado na plataforma CubeSat-1U e tem uma massa de 1 kg.

AAUSAT-5

O HTV ‘Kounotori’

O veículo HTV (H-II Transfer Vehicle) foi baptizado com o nome Kounotori após um concurso nacional para escolher um nome para o veículo. ‘Kounotori’ significa ‘Cegonha Branca’.

Várias cargas têm de ser transportadas de forma regular para estação espacial internacional durante o seu período operacional. Estas cargas incluem água, alimentos, roupas, equipamentos de investigação, unidades e amostras experimentais, e equipamentos de manutenção.

O HTV é um veículo de transporte não tripulado que tem um comprimento de 9,8 metros e um diâmetro máximo de 4,4 metros. A sua massa inicial no lançamento é de 16.500 kg, podendo transportar uma carga total de 6.000 kg acomodada nos contentores logísticos. O Kounotori possui dois tipos de contentores logísticos: o PLC (Payload Logistics Carrier) onde os tripulantes podem trabalhar no interior do HTV quando este está ancorado à ISS, e o ULC (Unpressurized Logistics Carrier) que é utilizado para transportar dispositivos experimentais para serem colocados no exterior da ISS nas Exposed Facilitys do módulo experimental japonês Kibo. O HTV junta-se assim uma frota de veículos logísticos que fazem o transporte de mantimentos e equipamentos para a ISS, mas diferencia-se destes pois possui a capacidade de transportar dois tipos de carga, isto é, materiais utilizados no interior e no exterior da ISS.

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Os múltiplos dispositivos electrónicos transportados no módulo de aviónicos e os motores do módulo de propulsão, constituem a parte posterior do Kounotori e permitem ao veículo alterar a sua órbita para assim poder acoplar com a ISS. O Kounotori é assim a culminação de tecnologias desenvolvidas no Japão para os seus satélites, foguetões e para o módulo Kibo, para servir como plataforma para o futuro das tecnologias do voo espacial tripulado.

A secção pressurizada mantida a uma atmosfera é utilizada para o transporte de materiais utilizados no interior da ISS tais como módulos experimentais, alimentos e roupas. Após os tripulantes terem finalizado a remoção de toda a carga e mantimentos, a secção pressurizada é carregada com materiais já utilizados e lixo. O Kounotori é o único veículo que pode transportar grandes quantidades de módulos experimentais através da sua escotilha de 1,3 m2 na sua secção pressurizada. Uma abertura lateral na sua secção não pressurizada permite o transporte de módulos de exposição não pressurizados.

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Após se separar do seu foguetão lançador, o Kounotori realiza uma aproximação automática à ISS enquanto vai recebendo apoio a partir da estação de controlo em Terra para ajustar a sua altitude e distância. Na fase final da aproximação, o HTV ascende lentamente a partir de 500 metros abaixo da ISS e fica estacionário num ponto a cerca de 10 metros por debaixo do módulo Kibo. De seguida, a tripulação da ISS utiliza o sistema de manipulação remota da ISS, o Canadarm2, para o capturar e ancorar (ou acoplar) à estação. Este sistema de captura foi uma tecnologia original expressamente desenvolvida para o Kounotori e tem sido utilizado por uma empresa norte-americana para um sistema similar para permitir a aproximação de outros veículos. As operações de aproximação do Konotori utilizam um algoritmo que foi verificado na missão ETS-7 (Engineering Test Satellite n.º 7) utilizando os satélites Orihime e Hikoboshi.

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O foguetão H-2B

Desde há vários anos que o Japão tem vindo a desenvolver os seus próprios foguetões. Entre os veículos desenvolvidos, o foguetão H-2A tem vindo a ser utilizado para o lançamento de satélites como um veículo de larga escala com uma alta fiabilidade.

O foguetão H-2B é uma versão melhorada do H-2A que se espera que abra o caminho para uma possibilidade de futuras missões, incluindo o transporte de carga para a estação espacial internacional e para o lançamento de missões não tripuladas para a Lua.

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O H-2B tem dois objectivos principais. O primeiro é o lançamento do HTV Kounotori para a ISS. O segundo objectivo é proporcionar uma resposta a necessidades mais amplas ao se fazer uma utilização combinada dos lançadores H-2A e H-2B. Adicionalmente, a grande capacidade de carga do H-2B tornará possível o lançamento simultâneo de mais do que um satélite e irá reduzir os custos, contribuindo assim para a vitalização da indústria espacial japonesa.

O H-2B é um lançador a dois estágios que consome oxigénio e hidrogénio líquido e possui quatro propulsores laterais de combustível sólido que consomem polibutadieno.

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O H-2B possui dois motores de propulsão líquida (LE-7A) no primeiro estágio, ao contrário do H-2A que somente está equipado com um desses motores. Os quatro propulsores laterais estão acoplados ao primeiro estágio, enquanto que a versão standard do H-2A só possui dois destes propulsores. Adicionalmente, o corpo central do H-2B foi alargado até aos 5,2 metros enquanto que o diâmetro do H-2A é de 4,0 metros. Da mesma forma, o comprimento do primeiro estágio foi aumentado em 1 metros em relação ao H-2A. Em resultado destas alterações, o H-2B consome 1,7 vezes mais propolente do que o H-2A.

Juntando vários motores, cuja performance é fixa, tem a vantagem de encurtar o período e reduzir os custos do seu desenvolvimento.

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O H-2B tem um comprimento de 57,0 metros e uma massa de 530.000 kg (sem incluir a carga a colocar em órbita). É capaz de colocar 8.000 kg numa órbita de transferência para a órbita geossíncrona ou 16.500 kg numa missão standard do HTV.

Dados Estatísticos e próximos lançamentos

– Lançamento orbital: 5467

– Lançamento orbital com sucesso: 5116

– Lançamento orbital Japão: 100

– Lançamento orbital Japão com sucesso: 92

– Lançamento orbital desde Tanegashima: 64

– Lançamento orbital desde Tanegashima com sucesso: 62

– Lançamento orbital desde Tanegashima em 2015: 3

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 (como foi o caso do recente lançamento do Progress M-27M).

A seguinte tabela mostra os totais de lançamentos executados este ano em relação aos previstos para cada polígono à data deste lançamento (os valores referentes aos lançamentos por parte da China não são precisos).

2015-038 1

2015-038 2

Dos lançamentos bem sucedidos levados a cabo: 30,8% foram realizados pela Rússia; 30,8% pelos Estados Unidos (incluindo ULA, SpaceX e Orbital SC); 7,7% pela China; 15,4% pela Arianespace; 7,7% pelo Japão, 5,1% pela Índia e 2,6% pelo Irão.

Os próximos lançamentos orbitais previstos são (hora UTC):

20 Ago (2010:00) – Ariane-5ECA (L579/VA225) – CSG Kourou, ELA3 – Eutelsat-8 West-B; Intelsat-34

28 Ago (1114:00) – 8K82KM Proton-M/Briz-M – Baikonur, LC200 PU-39 – Inmarsat-5 F3

28 Ago (????:??) – GSLV-D6 Mk II – Satish Dawan SHAR, Ilha de Sriharikota, SLP – GSAT-6

31 Ago (0807:00) – Atlas-V/551 (AV-056) – Cabo Canaveral AFS, SLC-41 – MUOS-4

?? Ago (????:??) – CZ-4B Chang Zheng-4B – Taiyuan, LC9 – ZY-3 Ziyuan-3 (2) (资源三号02星)

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