Versão melhorada do Proton-M/Briz-M lança Intelsat-31



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A International Launch Services (ILS) levou a cabo uma missão comercial colocando em órbita o satélite de comunicações Intelsat-31. Neste lançamento, foi utilizada pela primeira vez uma versão melhorada (Fase IV) do foguetão 8K82KM Proton-M/Briz-M.

Com estas melhorias são introduzidos novos materiais no lançador, tal como polímeros à base de carbono e alumínio de alta resistência, melhorando assim a integridade estrutural do veículo.

O lançamento do Intelsat-31 teve lugar às 07:10:00,019UTC do dia 9 de Junho de 2016 e foi levado a cabo pelo foguetão 8K82KM Proton-M/Briz-M (4925390279 93701/99570) a partir da Plataforma de Lançamento PU-24 do Complexo de Lançamento LC81 do Cosmódromo de Baikonur, Cazaquistão. A missão havia sido adiada a 8 de Junho por 24 horas devido a um problema técnico na plataforma de lançamento.

O lançamento estava inicialmente previsto para o final de 2015, sendo posteriormente adiado para 23 de Abril de 2016 e de seguida para 28 de Maio. O satélite Intelsat-31 chegava a Baikonur via caminho-de-ferro a 6 de Abril. Um novo adiamento colocaria o lançamento a 1 de Junho e posteriormente para o dia 8 de Junho.

O Intelsat-31 foi o 12º satélite da Intelsat a ser colocado em órbita por um foguetão Proton da ILS, sendo também o 22º satélite da Space Systems/Loral a ser lançado por um foguetão Proton da ILS, a 2ª missão da ILS em 2016 e 93º lançamento de uma missão da ILS num Proton.

Durante o desempenho do segundo estágio, um dos seus motores terminou a ignição 9 segundos antes do previsto o que levou a uma baixa performance que seria compensada mais tarde ao se prolongar a duração da primeira ignição do estágio superior Briz-M.

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O satélite Intelsat-31

Intelsat-31 001670Também designado ‘DLA-2 DirecTV Latin America-2’, o Intelsat-31 tem uma massa de 6.320 kg no lançamento e foi construído pela Space Systems/Loral baseado na plataforma SSL-1300. A bordo transporta 10 repetidores de banda-C e 72 repetidores de banda-Ku. O Intelsat-31 está equipado com um motor R-4D-11 para a realização das suas manobras orbitais após a separação do seu lançador e para as manobras de manutenção orbital. O seu tempo de vida útil em órbita será de 15 anos. O Intelsat-31 estará estacionário a 95º longitude Oeste na órbita geossíncroma.

O satélite será utilizado pela DIRECTV Latin America para fornecer serviços de televisão de alta-definição para nove países.

 

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Características técnicas do lançamento

O lançamento do satélite Intelsat-31 utilizou um foguetão 8K82KM Proton-M com características melhoradas de massa-energia (Fase IV) e um estágio superior 11S43 Briz-M com características melhoradas de massa-energia (Fase IV). Foi utilizada uma carenagem 14S75 com características melhoradas de massa-energia (Fase III) e tendo um comprimento de 15,255 metros. O lançamento foi realizado a partir do Complexo de Lançamento 8P882K-4F ‘PU-39’ (8П882К-4Ф ‘ПУ № 39‘).

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Lançamento

O lançamento do Intelsat-31 seguiu os procedimentos usuais para o lançamento do foguetão 8K82KM Proton-M/Briz-M com o veículo a ser transportado para a Plataforma de Lançamento PU-39 a 6 de Junho de 2016.

A cerca de T-11h 30m tem lugar a activação do equipamento de teste e de suporte de solo relacionado com o sistema de orientação, navegação e controlo do estágio superior Briz-M. A decisão de prosseguir com o lançamento é tomada cerca de oito horas antes da hora prevista para a ignição e é tomada pelo Comissão Intergovernamental. Nesta altura, a plataforma de lançamento é evacuada de todo o pessoal que não é essencial para as operações. A T-1h 10m dá-se a activação do equipamento de teste e de suporte de solo relacionado com o sistema de orientação, navegação e controlo do foguetão Proton-M e o início do abastecimento dos três estágios inferiores ocorre a T-6h (03:31UTC). A T-5h, começam as actividades da contagem decrescente. A plataforma de lançamento é reaberta a T-2h 30m para as operações finais de encerramento do lançador. Pelas T-2h todo o pessoal técnico deve encontrar-se nas suas posições finais para o lançamento.

Proton-M_Intelsat-31 6A torre móvel de serviço começa a ser deslocada para a sua posição de lançamento a T-1h. As actividades finais da contagem decrescente têm início a T-45m. O sinal do sistema de propulsão é gerado pelo equipamento de teste e de suporte de solo do sistema de orientação, navegação e controlo do lançador. As unidades do sistema remoto da contagem decrescente são sincronizadas com o relógio principal da contagem decrescente. O sistema de abortagem é armado a T-35m (uma luz verde no painel de controlo indica que o sistema de finalização de voo está pronto). Duas unidades redundantes na unidade de abortagem de lançamento são sincronizadas com o relógio da contagem decrescente (nesta altura o interruptor da unidade de abortagem está activo).

A T-10m o cliente indica de forma verbal a prontidão para o lançamento. Esta indicação é transmitida através da rede da contagem decrescente que interliga os vários intervenientes na actividade.

O sinal de comando de T-300s é enviado pelo equipamento de teste e de suporte de solo do sistema de orientação, navegação e controlo do lançador para o equipamento semelhante no estágio Briz-M para sincronizar a hora de lançamento. Entretanto o Briz-M inicia a sua transferência para o fornecimento interno de energia. A T-2m o equipamento de teste e de suporte de solo do sistema de orientação, navegação e controlo do lançador começa a transferência para o fornecimento interno de energia (para os três estágios inferiores), enquanto que o estágio Briz-M finaliza este procedimento iniciado anteriormente. Um sinal é enviado pelo Briz-M para o lançador indicando a sua prontidão para o lançamento.

A activação da giro-plataforma teve lugar a T-5,0s e as verificações finais são feitas a T-3,1s pelo equipamento de teste e de suporte de solo do sistema de orientação, navegação e controlo do lançador (verificando a prontidão do lançador, do estágio superior e da sua carga). Se todos os componentes do sistema estiverem prontos, é enviado um sinal para se iniciar a sequência de ignição do primeiro estágio. Os seis motores RD-276 do primeiro estágio do Proton-M entravam em ignição a T-1,76s até atingirem 50% da força nominal. A força aumenta até 100% a T-00,9s e a confirmação para o lançamento surge de imediato. A sequência de ignição verifica se todos os motores estão a funcionar de forma nominal antes de se permitir o lançamento. O foguetão ascende verticalmente durante cerca de 10 segundos. O controlo de arfagem, da ignição e fim de queima dos motores, o tempo de separação da ogiva de protecção e o controlo de atitude, são todos calculados para que os estágios extintos caíam nas zonas pré-determinadas.

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Proton-M_Intelsat-31 8Após abandonar a plataforma de lançamento, o foguetão 8K82KM Proton-M/Briz-M inicia uma ascensão vertical e logo de seguida uma manobra para se colocar no azimute de voo que lhe permite levar a cabo com sucesso a sua missão. O veículo atinge a zona de máxima pressão dinâmica a cerca de T+1m 2,4s e a separação entre o primeiro e o segundo estágio ocorre a cerca de T+1m 59,7s. A ignição do segundo estágio ocorre ainda com o primeiro estágio ligado ao segundo através de uma estrutura em grelha através da qual se escapam os gases da combustão.

O final da queima e separação do segundo estágio ocorre a T+5m 27,2s, com o terceiro estágio a entrar em ignição logo de seguida. A ignição do terceiro é iniciada com a entrada em funcionamento dos seus motores vernier.  A separação da carenagem de protecção, agora desnecessária e que serviu para proteger a carga durante a fases mais violenta do lançamento ao atravessar as camadas mais densas da atmosfera terrestre, ocorre a T+5m 46,7s.

O final da queima do motor do terceiro estágio ocorre a T+9m 30s, enquanto que a queima dos motores vernier do terceiro estágio termina a T+9m 42s, ocorrendo a separação do estágio Briz-M transportando o Intelsat-31 a T+9m 41,6. O processo de separação entre o terceiro estágio e o estágio Briz-M seria iniciado com o final da queima dos motores vernier, seguido da quebra das ligações mecânicas entre os dois estágios e da ignição dos retro-foguetões de combustível sólido para afastar o terceiro estágio do Briz-M. Nesta altura o conjunto está numa trajectória sub-orbital a uma altitude de cerca de 153 km e a viajar a uma velocidade de 7,23 km/s. Com estes parâmetros orbitais o conjunto iria reentrar na atmosfera terrestre caso o estágio Briz-M não executasse a sua primeira queima tal como previsto.

Imediatamente após a separação entre o terceiro estágio e o estágio Briz-M, são accionados os motores de estabilização do estágio superior para eliminar a velocidade angular resultante da separação e proporcionar ao Briz-M a orientação e estabilidade ao longo da trajectória sub-orbital onde se encontra antes da sua primeira ignição.

O estágio superior Briz-M realizaria cinco queimas antes da separação do Intelsat-31. A primeira queima tem lugar a T+11m 15s e tem uma duração de 4 minutos e 17 segundos. No final desta queima o conjunto encontrar-se numa órbita de parqueamento circular com uma altitude de 173 km e inclinação orbital de 51,5º. A segunda queima ocorre a T+1h 50m 30s e teve uma duração de 19 minutos e 47 segundos, ficando o conjunto colocado numa órbita com um perigeu a 290km, apogeu a 6.000 km e inclinação orbital de 51,0º. 

A terceira queima ocorre teve lugar a T+4h 23m 49m com uma duração de 8 minutos e 58 segundos. De seguida ocorreu a separação do tanque auxiliar de propolente APT do estágio Briz-M, a T+4h 33m 37s. Nesta altura o conjunto encontrava-se numa órbita de transferência com um perigeu a 475 km, apogeu a 65.038 km e inclinação orbital de 50,5º. A quarta queima ocorre a T+4h 35m 4s tendo uma duração de 9 minutos e 3 segundos. Finalmente, a quinta e última queima tem lugar a T+15h 15m 5s, tendo uma duração de 3m 4s. Nesta altura o conjunto encontrava-se numa órbita de transferência supergeossíncrona com um perigeu a 3.503 km, apogeu a 65.000 km e inclinação orbital de 29,6º.

A separação do Intelsat-31 ocorre a T+15h 31m 0s (22:40:40,309UTC).

Posteriormente, o estágio Briz-M executaria ainda mais duas manobras para se colocar numa órbita cemitério na qual não venha a interferir com outros satélites.

O foguetão 8K82KM Proton-M/Briz-M

Fabricado pela GKNPTs KhrunichevProton-M pt reduxo foguetão 8K82KM Proton-M (Протон-M) é, tal como o já retirado 8K82K Proton-K (Протон-K), um lançador a três estágios podendo ser equipado com um estágio superior Briz-M (Бриз-М) ou então utilizar os usuais estágios Blok DM. As modificações introduzidas no Proton incluem um novo sistema avançado de aviónicos e uma ogiva com o dobro do volume em relação ao 8K82K Proton-K, permitindo assim o transporte de satélites maiores. Em geral este lançador equipado com o estágio Briz-M, construído também pela empresa Khrunichev, é mais poderoso em 20% e tem maior capacidade de carga do que a versão anterior equipada com os estágios Blok DM construídos pela RKK Energia.

O 8K82KM Proton-M/Briz-M em geral tem um comprimento que pode variar entre os 56,2 metros e os 58,2 metros (os três estágios atingem uma altura de 42,3 metros), um diâmetro de 7,4 metros e uma massa que varia de 702.000 kg a 705.000 kg. É capaz de colocar uma carga de 22.000 kg (Fase IV) numa órbita terrestre baixa a 185 km de altitude, 6.350 kg (Fase IV) numa órbita de transferência para a órbita geossíncrona ou 6.550 kg (Fase IV) numa órbita de transferência para a órbita supergeossíncrona, desenvolvendo para tal no lançamento uma força de 965.580 kgf.

O Briz-M é construído pelo Centro Espacial de Pesquisa e Produção Estadual Khrunichev, tal como o Proton-M. Neste lançamento foi utilizado um estágio superior Briz-M Fase IV. Esta é uma recente melhoria deste estágio que utiliza dois novos tanques de pressão (com uma capacidade de 80 litros), substituindo os anteriores seis tanques de dimensões mais pequenas. Procedeu-se ainda a uma recolocação dos instrumentos de comando para a zona central do tanque para assim mitigar as cargas de choque que o tanque de propolente adicional é ejectado.

O primeiro lançamento do foguetão 8K82KM Proton-M/Briz-M teve lugar a 7 de Abril de 2001 (0347:00,525UTC) quando o veículo 53501 utilizando o estágio Briz-M (88503) colocou em órbita o satélite de comunicações Ekran-M 18 (26736 2001-014A) com uma massa de 1.970 kg a partir do Cosmódromo GIK-5 Baikonur (LC81 PU-24).

Intelsat-31 001671A mais recente modificação levada a cabo no lançador Proton-M/Briz-M (Fase IV) permite colocar numa órbita de transferência para a órbita geossíncrona uma carga de 6.300 kg, com uma velocidade residual de 1,5 km/s para a órbita geossíncrona.

Proton-M_caracteristicas

Dados estatísticos e próximos lançamentos

– Lançamento orbital: 5548

– Lançamento orbital com sucesso: 5196

– Lançamento orbital Rússia: 3193

– Lançamento orbital Rússia com sucesso: 3036

– Lançamento orbital desde Baikonur: 1460

– Lançamento orbital desde Baikonur com sucesso: 1375

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 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.

2016-035 1

2016-035 2

Dos lançamentos bem sucedidos levados a cabo: 34,3% foram realizados pela Rússia; 22,9% pelos Estados Unidos (incluindo ULA (37,5%), SpaceX (62,5%) e Orbital SC); 17,1% pela China; 11,4% pela Arianespace; 8,6% pela Índia, 2,9% pelo Japão e 2,9% pela Coreia do Norte.

Os próximos lançamentos orbitais previstos são (hora UTC):

09 Jun (17:30:00) – Delta-IVHeavy (D374) – Cabo Canaveral AFS, SLC-37B – NROL-37 (Orion-9)

12 Jun (15:30:00) – CZ-3C Chang Zheng-3C – Xichang, LC2 – Beidou-23 (Beidou-2-G7)

14 Jun (14:32:00) – Falcon-9 (026) – Cabo Canaveral AFS, SLC-41 – Eutelsat-117 West B (Satmex 9); ABS-2A

20 Jun (??:??:??) – PSLV-C34 – Satish Dawan SHAR, SLP – Cartosat-2C; GHGSat-D (CLAIRE); BIROS (FireBird-2); Swayam-1; SathyaBama Sat (SB Sat); Skysat-C1; LAPAN-A3; M3MSat (exactView-7); NIUSAT; Max Valier; Venta-1; NLS-19; Dove (x4)

24 Jun (06:41:00) – 11A511U-FG Soyuz-FG – Baikonur, LC1 PU-5 – Soyuz MS

24 Jun (14:30:00) – Atlas-V/551 (AV-063) – Cabo Canaveral AFS, SLC-41 – MUOS-5

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