40 satélites OneWeb colocados em órbita pela SpaceX

A Space Exploration Technologies Corp. (SpaceX) colocou em órbita 40 novos satélites OneWeb com o lançamento da missão OneWeb F-15 a 8 de Dezembro de 2022.

O lançamento teve lugar às 2227:48UTC a partir do Complexo de Lançamento LC-39A do Centro Espacial Kennedy, Merritt Island – Florida, e foi realizado pelo foguetão Falcon 9-188 (B1069.9) cujo primeiro estágio foi recuperado na zona de aterragem LZ-1 (Landing Zone-1) no Cabo Canaveral SFS.

Os satélites OneWeb

Os primeiros seis satélites OneWeb foram colocados em órbita a 27 de Fevereiro de 2019 a partir do CSG Kourou, Guiana Francesa. Anteriormente designada WorldVu, a constelação OneWeb é uma constelação que deverá ser composta por 648 satélites para fornecer acesso à Internet em todo o globo para consumidores individuais e companhias aéreas, além de serviços a operadores marítimos, serviços de backhaul, comunidades de Wi-Fi, serviços de respostas de emergência, etc.

Uma vez estabelecida em órbita, a rede OneWeb irá oferecer serviços 3G, TLE, 5G e cobertura Wi-Fi, fornecendo um acesso de alta velocidade em todo o mundo (por ar, terra e mar).

Em Junho de 2015 a Airbus Defence and Space foi seleccionada para construir cerca de 900 satélites, com os primeiros a serem fabricados em Toulouse, França, e os seguintes nos Estados Unidos. Em Janeiro de 2015 a Airbus Defence and Space e a OneWeb Ltd. criaram a OneWeb Satellites para construir os satélites que transportam uma carga de comunicações de banda Ku (duas antenas), Ka (duas antenas) e duas antenas omnidirecionais TTC. A estrutura mecânica dos satélites foi desenvolvida pela RUAG Switzerland.

A constelação foi originalmente projectada para ter ligações intersatélites, mas em Julho de 2018, a OneWeb decidiu não a implementar por motivos de regulamentação e substituiu essas ligações por mais de 40 gateways em todo o mundo, cada uma capaz de se conectar a satélites a até 4.000 km de distância.

Em Dezembro de 2018 foi anunciado que a constelação inicial seria reduzida em 33% para 600 satélites devido ao desempenho melhor do que o esperado dos satélites de demonstração.

Em Março de 2020 a OneWeb entrou com pedido de bancarrota. Os activos da OneWeb foram leiloados em Julho de 2020. Um consórcio formado pela empresa de telecomunicações indiana Bharti Global e pelo governo do Reino Unido venceu o leilão.

Lançamento

Data de Lançamento

Hora (UTC)

Lançador

Missão

Local de Lançamento Carga
2019-010

27/Fev/19

21:37:00,129

U15000-016/M133-15

VS21

CSG Kourou

ELS

OneWeb L1 (x6)
2020-008

06/Fev/20

21:42:41,095

U15000-048/123-01

ST27

Baikonur

LC31 PU-6

OneWeb L2 (x34)
2020-020

21/Mar/20

17:06:58,196

N15000-049/123-02

ST28

Baikonur

LC31 PU-6

OneWeb L3 (x34)
2020-100

18/Dez/20

12:26:26,327

V15000-004/123-08

ST29

Vostochniy

LC-1S

OneWeb L4 (x36)
2021-025

25/Mar/21

02:47:33,180

V15000-005/123-09

ST30

Vostochniy

LC-1S

OneWeb L5 (x36)
2021-031

25/Abr/21

23:14:08,194

V15000-006/123-11

ST31

Vostochniy

LC-1S

OneWeb L6 (x36)
2021-045

27/Mai/21

17:38:39,549

V15000-007/123-10

ST32

Vostochniy

LC-1S

OneWeb L7 (x36)
2021-060

01/Jul/21

12:48:33,383

Kh15000-008/123-12

ST33

Vostochniy

LC-1S

OneWeb L8 (x36)
2021-075

18/ago/21

22:23:17,425

N15000-050/123-03

ST34

Baikonur

LC31 PU-6

OneWeb L9 (x34)
2021-083

14/Set/21

18:07:19,121

N15000-051/123-05

ST35

Baikonur

LC31 PU-5

OneWeb L10 (x34)
2021-090

14/Ou7/21

09:40:10,356

Kh15000-009/123-14

ST36

Vostochniy

LC-1S

OneWeb L11 (x36)
2021-132

27/Dez/21

13:10:37,088

N15000-052/123-04

ST37 “What a Year”

Baikonur

LC31 PU-6

OneWeb L12 (x36)
2022-012

10/Fev/22

18:09:37

Ya15000-018/133-19

VS27 “We Love Space”

CSG Kourou

ELA

OneWeb L13 (x34)
2022-138

22/Out/22

18:37

M2

Satish Sawan SHAR

SLP

OneWeb L14 (x36)
2022-165

08/Dez/22

22:27:48

188 (B1069.4)

CE Kennedy

LC-39A/LZ-1

OneWeb L15 (x40)

Cada satélite tem uma massa de 147,5 kg. Operados pela OneWeb Ltd. e com um tempo de vida em órbita de mais de sete anos, os satélites irão operar a uma altitude de 1.200 km. Os satélites serão lançados desde Baikonur, Vostochniy ou Kourou.

O contrato assinado em Junho de 2015 prevê o lançamento da designada ‘Fase 1’ da constelação OneWeb, cobrindo 21 lançamentos utilizando lançadores Soyuz-2 em 2020 e 2021.

Em Março de 2019 um novo contrato de lançamento foi assinado especificando a utilização do lançamento de qualificação da versão Ariane-62 (final de 2020) e mais duas opções Ariane (quer na sua versão 62 acomodando até 32 satélites, ou na versão 64 acomodando até 78 satélites) a ser utilizadas a partir de 2023.

Após a invasão da Ucrânia por parte da Rússia em finais de Fevereiro de 2022, os contratos para o lançamento dos satélites OneWeb por parte da Starsem foram cancelados e posteriormente atribuídos à SpaceX e à NSIL.

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 estágio, 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 propelente 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. É nesta altura que o lançador atinge o ponto mais elevado de ‘stress’ mecânico na sua estrutura.

O final da queima do primeiro estágio (MECO – Main Engine Cut-Off) ocorre a T+2m 17s, dando-se três segundos depois a separação entre o primeiro e o segundo estágio, com este a entrar em ignição a T+2m 28s. A queima de regresso à Terra ocorre entre T+2m 34s e T+3m 22s, enquanto que a queima de reentrada do primeiro estágio ocorre entre T+6m 4s e T+6m 21s. Por sua vez, a queima de aterragem ocorre entre T+7m 18s e T+7m 45s, aterrando na zona de aterragem LZ-1 no Cabo Canaveral SFS. Entretanto, a separação das duas metades da carenagem de protecção separam-se a T+3m 33s, sendo agora desnecessária.

O final da primeira queima do segundo estágio ocorre a T+8m 31s. O segundo estágio leva a cabo uma segunda queima entre T+55m 14s e T+55m 17s.

A primeira sequência de separação dos satélites OneWeb ocorre a T+58m 28s, com a separação de 14 satélites. A T+1h 13m 53s dá-se a segunda sequência de separação (13 satélites) e a T+1h 29m 18s ocorre a terceira sequência de separação (13 satélites)

O foguetão Falcon-9

Baptizado em nome da nave Millenium Falcon da saga cinematográfica “Guerra das Estrelas”, o foguetão Falcon-9 v1.1 é 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, este lançador 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 múltiplas 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, ou Falcon-9 FT, (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 primeiro estágio B1069

Para esta missão a SpaceX utilizou o foguetão Falcon-9 (B1069.4), sendo esta a 4.ª missão do primeiro estágio B1069.

Este primeiro estágio foi utilizado pela primeira vez a 21 de Dezembro de 2021 quando às 1007:08UTC foi lançado a partir do Complexo de Lançamento LC-39A do Centro Espacial Kennedy para colocar em órbita a missão logística CRS-24 (Dragon v2 SpX-24)), sendo recuperado na plataforma flutuante Just Read The Instructions (JRTI) estacionada no Oceano Atlântico.

A sua segunda missão foi a 28 de Agosto de 2022 quando às 0341:20UTC foi lançado a partir do Complexo de Lançamento SLC-40 do Cabo Canaveral SFS para colocar em órbita 54 satélites Starlink na missão Starlink G4-23, sendo recuperado na plataforma flutuante A Shotfall of Gravitas (ASOG) estacionada no Oceano Atlântico.

A sua terceira missão teve lugar às 0522UTC do dia 15 de Outubro, sendo lançado desde o Complexo de Lançamento SLC-40 do Cabo Canaveral SFS para colocar em órbita o satélite de comunicações Hotbird-13F, sendo recuperado na plataforma flutiante JRTI estacionada no Oceano Atlântico.

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.

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 tendo em conta a posição orbital a ser ocupada pela carga a bordo. Se a janela de lançamento é perdida, a missão é então adiada para a próxima janela de lançamento disponível.

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.

Lançamento Veículo 1.º estágio Local Lançamento Data Hora (UTC) Carga Recuperação
2022-125 179 B1071.5 VSFB, SLC-3E 05/Out/22 23:10:30 Starlink G4-29 OCISLY (Oc. Pacífico)
2022-128 180 B1060.14 CCSFS, SLC-40 08/Out/22 23:05:00 Galaxy-33 Galaxy-34 ASOG (Oc. Atlântico) 
2022-134 181 B1069.3 CCSFS, SLC-40 15/Out/22 05:22 Hotbird-13F JRTI (Oc. Atlântico)
2022-136 182 B1062.10 CCSFS, SLC-40 20/Out/22 14:50:40 Starlink G4-36 ASOG (Oc. Atlântico) 
2022-141 183 B1063.8 VSFB, SLC-4E 28/Out/22 01:14:10 Starlink G4-31 OCISLY (Oc. Pacífico)
2022-146 184 B1067.7 CCSFS, SLC-40 03/Nov/22 05:22 Hotbird-13G JRTI (Oc. Atlântico)
2022-153 185 B1051.14 CCSFS, SLC-40 12/Nov/22 16:06 Galaxy-31 Galaxy-32
2022-157 186 B1049.11 CCSFS, SLC-40 23/Nov/22 02:57 Eutelsat-10B
2022-159 187 B1076.1 KSC, LC-39A 26/Nov/22 19:20:43 Dragon SpX-26 TJREVERB MARIO petitSat SPORT LORIS ORCASat DanteSat NUTSat SS 1 JRTI (Oc. Atlântico)
2022-165 188 B1069.4 KSC, LC-39A 08/Dez/22 22:27:48 OneWeb F15 LZ-1


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