Arianespace realiza último lançamento orbital da década

A Arianespace levou a cabo o último lançamento orbital da segunda década do século XXI ao colocar em órbita um satélite de reconhecimento óptico de alta resolução.

O lançamento do satélite CSO-2 (Composante Spatiale Optique-2) teve lugar às 1642:07,277UTC do dia 29 de Dezembro de 2020 e foi levado a cabo pelo foguetão 372RN21A Soyuz-STA/Fregat-M (R15000-006/133-18) a partir do Complexo de Lançamento ELS do CSG Kourou (Sinnamary). Esta foi a missão VS25.

O satélite CSO-2 irá operar numa órbita sincronizada com o Sol a uma altitude de cerca de 480 km e tem como objectivo levar a cabo operações e aplicações de defesa e de segurança para a agência espacial Francesa, CNES (Centre National d’Etudes Spatiales), e para a agência de defesa Francesa DGA (Direction Générale de l’Armement) do Ministério de Defesa da França, obtendo imagens de extrema alta resolução com uma resolução no solo de 20 cm.

A agência espacial francesa CNES é delegada como entidade adjudicante do satélite CSO) e do seu segmento de solo, além de ser a co-arquitecta do sistema geral. O CNES também é responsável pelo posicionamento orbital, testes de aceitação orbital e operação do satélite. A agência DGA é a autoridade contratante para a construção e manutenção do segmento de solo, e servirá como interface entre os sensores implantados no espaço e os operadores.

Sendo a terceira geração de satélites militares franceses, o sistema CSO foi desenvolvido como um empreendimento nacional, mas irá permanecer acessível ao parceiros Europeus. De facto, a Alemanha, Suécia e a Bélgica já se juntaram à comunidade CSO, e um acordo com a Itália é esperado em breve.

Os satélites CSO

Os satélites CSO (Composante Spatiale Optique) são veículos de reconhecimento de alta resolução que são a componente espacial óptica do programa MUSIS que substituirá os actuais satélites de observação militar Helios 2.

Como empresa principal para o programa de satélites CSO, a Astrium (actual Airbus Defence and Space) forneceu a plataforma AstroSat-1000 e os sistemas aviónicos, sendo também a responsável pelo trabalho de integração, teste e entrega dos satélites ao CNES. A Thales Alenia Space forneceu à Astrium os instrumentos de observação óptica de altíssima resolução.

Um acordo entre a França e a Alemanha foi alcançado em Abril de 2015, segundo o qual a Alemanha contribui com 210 milhões de euros para a construção de um terceiro satélite e, em troca, recebe direitos de acesso às imagens.

O CSO-1 fornecerá imagens de alta resolução – comparáveis ​​aos satélites Helios 2, com resolução de cerca de 35 cm de uma órbita de 800 km. O satélite CSO-2 será colocada numa órbita a uma altitude de 480 km para fornecer imagens de resolução extremamente alta com uma resolução no solo de 20 cm. O satélite CSO-3 será lançado para fornecer maiores capacidades de revisitação e o seu lançamento está também previsto para 2021, mas a bordo de um foguetão Ariane-62 a partir do Complexo de Lançamento ELA-4

O CSO-1 tem uma massa de 3.562 kg e o seu tempo de vida útil é de 10 anos. está equipado com quatro asas solares para o fornecimento de energia que é armazenada em baterias internas.

O CSO-2 chegou ao CSG Kourou a 27 de Fevereiro de 2020, sendo na altura transportado para as instalações de preparação S1A. A 17 de Março, o CSG Kourou é encerrado devido à pandemia Covid-19 e todos os satélites são colocados em modo de espera.

Entre 14 de Setembro e 5 de Outubro iniciam-se os trabalhos de preparação do foguetão lançador cxom a integração dos diferentes estágios. Na mesma altura (entre 14 de Setembro e 23 de Outubro) iniciam-se os preparativos do estágio superior Fregat-M com a realização de testes pneumáticos. A 26 de Outubro o Fregat-M é transferido para o edifício FCUbe para as suas operações de abastecimento (que decorrem entre 28 de Novembro e 1 de Dezembro).

Entre 2 e 20 de Novembro são levados a cabo testes eléctricos e de propulsão nos estágios inferiores do foguetão lançador. Entretanto, as operações de preparação do satélite CSO-2 são retomadas a 17 de Novembro.

A 3 de Dezembro o satélite CSO-2 é transferido do edifício S1A para o edifício S3B para as sua operações de abastecimento que decorrem entre 12 e 24 de Dezembro. As operações de preparação finais tanto do satélite CSO-2 como do estágio Fregat-M decorrem a 15 der Dezembro. No dia seguinte o CSO-2 é acoplado com o seu adaptador de carga e a 17 de Dezembro o estágio Fregat-M é transferido para o edifício S3B onde se dá a integração com a sua carga no dia 18. Neste dia decorrem os preparativos finais com os três estágios inferiores do foguetão lançador.

Nos dias 21 e 22 de Dezembro decorrem as operações de encapsulamento do CSO-2 e os preparativos finais do estágio Fregat-M. O foguetão lançador é transferido do edifício de integração e montagem (MIK) para a plataforma de lançamento a 23 de Dezembro.

As verificações finais da carga (que é adaptada ao lançador a 23 de Dezembro) e do foguetão lançador são realizadas a 24 de Dezembro. O ensaio final para o lançamento teve lugar a 26 de Dezembro. No dia seguinte decorrem novas verificações ao lançador, juntamente com um ensaio de lançamento nas instalações do centro espacial, iniciando-se os preparativos para o abastecimento do foguetão.

Lançamento

A cinco horas do lançamento realiza-se uma reunião onde é tomada a decisão de se proceder com o abastecimento do foguetão lançador. Este abastecimento inicia-se a T-4h 30m, com os procedimentos de abastecimento a terminarem a T-1h 35m. A estrutura móvel de serviço, que permite o acesso a todos os estágios do lançador, é removida a T-1h 10m.

A chave de lançamento é colocada na posição de lançamento a T-5m. Nesta mesma altura, o estágio superior começa a utilizar as suas baterias internas para o fornecimento de energia. Os cabos do sistema umbilical que estão conectados ao sistema compósito superior são separados a T-2m 25s. O lançador começa a utilizar as suas baterias internas para o fornecimento de energia a T-40s e a T-28s dá-se a retracção do mastro umbilical inferior.

A ignição dos motores tem início a T-16s, atingindo-se o nível de potência preliminar a T-14s e a T-1s é atingido o nível de potência máxima.

Após abandonar a plataforma de lançamento, o foguetão arqueia a sua trajectória colocando-se no azimute de voo correcto para executar a missão. A separação dos quatro propulsores laterais ocorre a T+1m 58s, seguindo-se a separação das duas metades da carenagem de protecção a T+4m 15s. O final da queima e separação do estágio central (Blok-A) ocorre a T+4m 47s e o final da queima do terceiro estágio (Blok-I) ocorre a T+8m 49s.

O estágio superior Fregat-M realiza quatro queimas propulsivas nesta missão, com a sua primeira queima a ter lugar entre T+9m 49s e T+18m 29s). A segunda queima do Fregat-M ocorre entre T+54m 15s e T+55m 7s. A separação do satélite CSO-2 tem lugar a T+59m 37s.

A terceira queima do Fregat-M ocorre entre T+1h 36m 40s e T+1h 37m 30s e a quarta queima decore entre T+1h 51m 40s e T+1h 52m 35s. A missão VS25 termina a T+1h 53m 15s.

A Arianespace

A Arianespace foi fundada em 1980 sendo a primeira empresa de serviços e soluções de lançamentos orbitais. É subsidiária do ArianeGroup que detém 74% das suas acções, sendo o restante detido por 17 outras empresas ligadas à industria Europeia de lançamentos espaciais.

Desde a sua fundação, a Arianespace assinou mais de 530 contratos de lançamento de satélites, tendo colocados em órbita mais de 570 satélites. Mais de metade dos satélites comerciais agora em serviço em torno do planeta foram colocados em órbita pela Arianespace.

As actividades da empresa ocorrem em todo o mundo, tendo a sua sede em Evry, França; o centro espacial de Kourou, Guiana Francesa, onde estão situadas as plataformas de lançamento do lançador Ariane, Soyuz e Vega; e escritórios em Washington D.C., Tóquio e Singapura. A Arianespace disponibiliza serviços de lançamentos aos operadores de satélites em todo o mundo, incluindo empresas privadas e agências governamentais.

O foguetão Soyuz dos trópicos

O foguetão 14A14 Soyuz-2 representa outra evolução do épico míssil balístico intercontinental R-7 desenvolvido por Sergei Korolev nos anos 50 do século passado. O lançador apresenta motores melhorados, modernos sistemas aviónicos digitais e uma reduzida participação de componentes de fabrico não russo.

O lançador é também conhecido pela designação Soyuz-ST (onde ST significa ‘Special for Tropics‘) e foi especialmente desenhado para uma utilização comercial aumentando a sua performance geral apesar de o desenho básico do veículo permanecer o mesmo. As alterações foram realizadas ao nível de uma melhoria da performance dos motores do primeiro e do segundo estágio com novos injectores e alteração da mistura dos propelentes; aumento na performance do terceiro estágio; introdução de um novo sistema de controlo permitindo uma alteração do plano orbital já durante o voo ; introdução de um novo sistema de telemetria digital para a monitorização do lançador e a introdução de uma nova ogiva de protecção de carga com um diâmetro de 3,6 metros. Sendo um lançador de classe media, o Soyuz-ST complementa os foguetões Ariane-5ECA e Vega para melhorar a flexibilidade e competitividade da família de lançadores europeus.Sentinel-1A_2014-04-03_14-01-23

Para os lançamentos levados a cabo na Guiana Francesa, o foguetão é montado na horizontal (juntamente com o estágio superior) e depois movido para a posição vertical na plataforma de lançamento. Aqui, é então montada a carga que será colocada em órbita. Uma nova estrutura móvel auxilia este processo enquanto fornece protecção aos satélites e ao lançador evitando as consequências nefastas do ambiente tropical.

O foguetão 14A14 Soyuz-2 pode ser equipado com um quarto estágio, nomeadamente o estágio Fregat, utilizando as carenagens de protecção do tipo ST e SF.

O Soyuz-ST é lançado a partir de um novo local a Noroeste do CSG de Kourou. Esta zona de 120 hectares está sobre a autoridade administrativa da cidade de Sinnamary. O local de lançamento está construído sobre uma camada de granito a 27 km da cidade de Kourou, a 20 km do complexo de lançamento do Ariane-5ECA e a 18 km da cidade de Sinnamary.

Este local foi seleccionado em particular porque foi assim possível reduzir os custos de uma construção em cimento armado e fazer um canal de evacuação dos gases de combustão dado que a camada de granito estava perto da superfície. Por outro lado, permite a diminuição das restrições associadas às operações dos lançadores Ariane-5ECA e Veja, dado que está suficientemente afastado dos seus complexos de lançamento. Finalmente foi possível «reservar» a propriedade suficiente para possíveis futuros voos tripulados.

A zona de lançamento é composta por vários componentes que incluem:  um bunker subterrâneo de vários andares equipado com todos os sistemas necessários para a implementação do lançador e para albergar as premissas técnicas associadas; uma correspondente plataforma de lançamento e equipamento – mastros umbilicais; mastros condutores de relâmpagos; instalações adjuntas da zona frontal (armazéns, bases, zona de recepção de carga); uma zona de exaustão das chamas semelhantes às existentes no Cosmódromo de Baikonur; uma torre de serviço móvel que permite o acesso a todas as partes do lançador uma vez na posição vertical, integração do sistema compósito superior no lançador e remoção da torre móvel de serviço para o lançamento; a Zona de Preparação com o seu edifício de integração (MIK) alargado para permitir operações de preparação em separado (montagem e teste) para o foguetão Soyuz, estágio Fregat e edifícios de serviço associados; a zona posterior que consiste de um centro de controlo para operações antes da contagem decrescente, escritórios, posto de segurança e instalações de produção de serviços; o Centro de Lançamento utilizado para as operações finais e para o lançamento; o sistema de ‘controlo e comando’ incluindo um posto de controlo operacional fornecido pela Rússia e uma unidade de manutenção fornecida pelo lado europeu; instalações de comunicações incluindo um sistema para comunicações e telemetria bem como instalações ópticas, sonoras e de vídeo, etc.

Este lançador é capaz de colocar uma carga de 7.800 kg numa órbita terrestre a 240 km de altitude com uma inclinação de 51,80º. No lançamento desenvolve uma força de 4.144.700 kN. A sua massa total é de 310.000 kg, o seu diâmetro no estágio principal é de 2,95 metros e o seu comprimento total é de 43,40 metros.

O primeiro estágio do 14A14 Soyuz-2 é composto pelos quatro propulsores laterais (Blok B, V, G e D) com uma massa bruta de 44.400 kg, tendo uma massa de 3.810 kg sem combustível. Cada propulsor tem um motor RD-107A (14D22) que desenvolve uma força de 1.021.097 kN (vácuo), com um Ies 310 s e um Tq de 120 s. Têm um comprimento de 19,60 metros, um diâmetro de 2,69 metros e consomem LOX e querosene.

O segundo estágio (Blok-A) tem um comprimento de 27,80 metros, um diâmetro de 2,95 metros, um peso bruto de 105400 kg e um peso sem combustível de 6.975 kg. Está equipado com um motor RD-108A que no lançamento desenvolve 999.601 kgf (vácuo), com um Ies de 311 s e um Tq de 286 s. Consome LOX e querosene.

O terceiro estágio (Blok-I) tem um comprimento de 6,74 metros, um diâmetro de 2,66 metros, um peso bruto de 25.200 kg e um peso sem combustível de 2.355 kg. Está equipado com um motor RD-0110 que no lançamento desenvolve 294.000 kgf (vácuo), com um Ies de 359 s e um Tq de 300 s. Consome LOX e querosene.

As modificações introduzidas no novo lançador foram sendo testadas em duas versões do mesmo veículo o 14A14-1A Soyuz-2-1A e o 14A14-1B Soyuz-2-1B. Este último veículo é um lançador a três estágios no qual o motor RD-0124 é já empregado no último estágio.Sentinel-1A_2014-04-03_14-34-15

Com dimensões semelhantes ao motor RD-0110 utilizado nas versões anteriores dos lançadores Soyuz, o motor RD-0124 apresenta como principal diferença a introdução de um sistema de ciclo fechado no qual o gás do oxidante que é utilizado para propulsionar as bombas do motor é então direccionado para a câmara de combustão onde é queimado com restante propolente em vez de ser descartado. Esta melhoria no motor aumenta a performance do sistema e, como consequência, aumenta a capacidade de carga do lançador em 950 kg. Um propolente especial de ignição é utilizado para activar a combustão do motor e são utilizados dispositivos pirotécnicos para controlar o funcionamento do motor. Cada uma das quatro câmaras de combustão pode ser movimentada ao longo de eixos para manobrar o veículo.

Em 1996 tiveram início os testes do motor RD-0124 e foram finalizados em Fevereiro de 2004 nas instalações da Khimavtomatika em Voronezh. Nesta altura previa-se que a produção em série do novo motor teria início em 2005. A 27 de Dezembro de 2005 teve lugar outro teste do motor, abrindo caminho para os ensaios em grupo de todo o terceiro estágio do lançador 14A14-B Soyuz-2-1B nas instalações da NIIKhimMash em Sergiev Posad.Sentinel-1A_2014-04-03_14-34-45

No início de 2005 a Arianespace anunciava que a primeira missão de teste do foguetão 14A14-1B Soyuz-2-1B teria lugar desde o Cosmódromo GIK-5 Baikonur para colocar em órbita o satélite astronómico CoRoT. Este lançamento dependeria dos resultados de novos ensaios do motor RD-0124 que tiveram lugar em Março e Abril de 2006. Um último teste teve lugar a 20 de Outubro de 2006 e o satélite CoRoT acabaria por ser lançado a 21 de Dezembro desse ano.

O estágio Fregat foi qualificado para voo no ano 2000 e representa um estágio superior flexível e autónomo que foi desenhado para operar como um veículo orbital. O Fregat prolonga as capacidades dos estágios inferiores dos foguetões Soyuz para proporcionar um acesso total a um variado leque de órbitas. Para fornecer ao Fregat uma fiabilidade inicial elevada e acelerar o seu processo de desenvolvimento, vários subsistemas já utilizados em voo e outros componentes de outros veículos e lançadores foram incorporados neste estágio superior.

O estágio consiste em seis tanques esféricos (quatro tanques de propelentes e dois tanques de sistemas aviónicos) colocados em círculo, com longarinas atravessando ao longo dos tanques para fornecer apoio estrutural. O estágio é independente dos estágios inferiores do lançador, possuindo o seu próprio sistema de orientação, navegação, controlo, detecção e telemetria.

O Fregat utiliza um motor S9.98M que consome propelentes hipergólicos (UDMH e NTO) e pode ser reactivado até 20 vezes em voo, permitindo assim levar a cabo perfis de missões complexas. Pode fornecer uma estabilização nos três eixos espaciais à carga a colocar em órbita ou colocá-la nua situação de estabilização por rotação. O Fregat pode ser utilizado como estágio superior dos foguetões 11A511U Soyuz-U, 11A511U-FG Soyuz-FG, 14A14-1A Soyuz-2-1A, 14A14-1B Soyuz-2-1B e 11K77 Zenit-3F.

Dados estatísticos e próximos lançamentos

– Lançamento orbital: 6021

– Lançamento orbital Arianespace: 291 (4,83%)

– Lançamento orbital desde CSG Kourou: 303 (5,03% – 100,00%)

O quadro seguinte mostra os lançamentos previstos e realizados em 2020 por polígono de lançamento.

Os próximos lançamentos orbitais previstos são (hora UTC):

6022 – 05 Jan (0127:??) – Falcon 9-104 (B1060.4) – Cabo Canaveral SFS, SLC-40 – Turksat-5A

6023 – 14 Jan (????:??) – Falcon 9-106 – Cabo Canaveral SFS, SLC-40 – QPS-SAR 2 (Izanami), Umbra-SAR 2001, Capella-3 (Capella Whitney-1), Capella-4 (Capella Whitney-2), XR-1, Landmapper-Demo 6, Landmapper-Demo 7, GNOMES-2, GHGSat C2 (Hugo), Hawk-2A, Hawk-E, Hawk-F, SHERPA-FX 1, Vigoride-1, ION-SCV 2 (ION-SCV Laurentius), SAMSON-1, SAMSON-2, SAMSON-3, AuroraSat-1, RadCube, VZLUsat-2, LINCS-A, LINCS-B, UVSQ-SAT, CPOD-A (PONSFD-A), CPOD-B (PONSFD-B), Astrocast 1.x1 a Astrocast 1.x5, SpaceBEE x1 a SpaceBEE x36, Delfi-PQ 1, SATTLA-2, EASAT, HADES, Grizu-263a, LibertyQube-1, Pycubed, TRSI-2, Tartan Artibeus, PTD-1, Lemur-2 x1 a Lemur-2 x8, SW1FT, Prometheus-2 10, ARCE-1A, ARCE-1B, ARCE-1C, etc.

6024 – 20 Jan (????:??) – Shuangquxian-1 (Y2) – Jiuquan – Fangzhou-2

6025 – 01 Fev (????:??) – Antares-230+ – MARS Wallops Isl., LA-0A – Cygnus CRS-15 (NG 15), IT-SPINS, ThinSat-2A, ThinSat-2B, ThinSat-2C, ThinSat-2D, ThinSat-2E, ThinSat-2F, ThinSat-2G, ThinSat-2H, ThinSat-2I

6026 – 03 Fev (????:??) – Vega – CSG Kourou, ZLV – Pléiades-Neo 1, NORSAT-3, ELO Alpha, Lemur-2 (?), Myriota-1, Myriota-2, Myriota-3, EIRSAT-1



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