Falcon Heavy da SpaceX lança a missão STP-2

Texto de Salomé T. Fagundes / Rui C. Barbosa

O lançamento da missão STP-2 teve lugar às 0630UTC do dia de 25 de Junho de 2019, a partir do Complexo de Lançamento LC-39A do Centro Espacial Kennedy, Ilha de Merritt, Florida e foi levado a cabo pelo foguetão Falcon Heavy-03. Este lançamento foi efectuado pelos estágios B1052.2, B1053.2 e B1057.1 (os propulsores laterais são os mesmos usados para o lançamento do Arabsat-6A). Os satélites começaram a ser separados do segundo estágio do lançador às 0642UTC sendo a ultima separação às 1004UTC .


Depois da separação dos propulsores, os propulsores laterais foram recuperados nas Zonas de Aterragem da SpaceX (LZ 1 e LZ2) situadas na Estação da Força Aérea do Cabo Canaveral na Florida. Porém, a recuperação do estágio central na plataforma flutuante “Of Course I Still Love You” situada no Oceano Atlântico não correu como previsto e o estágio foi perdido.

A zona de aterragem consiste de uma plataforma com um diâmetro de 86 metros contendo no centro o ‘X’ estizilado da SpaceX. O LC13 contém uma outra plataforma com um diâmetro de 46 metros (LZ-2). A primeira aterragem na LZ-1 teve lugar a 22 de Dezembro de 2015.

A SpaceX possui duas plataformas flutuantes baptizadas de “Just Read the Instructions” e “Of Course I Still Love You”, que são os nomes de embarcações das histórias do autor Iain M. Banks.

O Space and Missile Systems Center (SMC) juntou-se com múltiplos parceiros comerciais, nacionais e internacionais para o lançamento histórico da Space Test Program (STP-2) do Departamento de Defesa dos Estados Unidos. O SMC organizou esta missão para fornecer um voo para pesquisa avançada e de desenvolvimento de satélites para múltiplos laboratorios de pesquisa do DoD, da National Oceanic and Atmospheric Administration (NOAA), da National Aeronautics and Space Administration (NASA), e universidades.

A missão STP-2 usou um Falcon Heavy da SpaceX para realizar 20 acções comandadas de separação e colocar 24 satélites em três orbitas diferentes.

O DoD Space Test Program acelera as tecnologias espaciais em capacidades operacionais oferecendo acesso ao espaço para experiencias e demonstrações de tecnologia de ponta patrocinadas pelo DoD.

Os satélites a bordo da missão STP-2 são DSX, FORMOSAT-7A, FORMOSAT-7B, FORMOSAT-7C, FORMOSAT-7D, FORMOSAT-7E, FORMOSAT-7F, GPIM, OTB-1, FalconSat-7, NPSat-1, Oculus-ASR, Prox-1 + LightSail-B, ARMADILLO, TBEx-A, TBEx-B, Prometheus-2.5, Prometheus-2.6, Prometheus-2.7, Prometheus-2.8, Prometheus-2.9, Prometheus-2.10, Psat-2, BRICSat-2, TEPCE-1, TEPCE-2, CP-9 (LEO), StangSat, DOTS-X, RECONSO e uma carga de balastro.

DSX

O veiculo espacial de directorias do Laboratorio de Pesquisa da Força Aérea, Demonstration and Science Experiments (DSX) – Cygnus – irá conduzir pesquisas básicas no ambiente de radiações severas na orbita media da Terra. O DSX irá efectuar três experiencias básicas: a Wave Particle Interaction Experiment (Wpix) irá resolver a fiabilidade de problemas críticos de muito baixa frequência na interacção da partícula de onda; a Space Weather Experiment (Swx) irá mapear e medir a distribuição dos protões energéticos, electrões e plasma de baixa energia na magnetosfera central para melhorar os modelos ambientais para o desenho de veículos e operações; e a Space Environment Effects (Sfx) irá determinar os efeitos ambientais da orbita media da Terra nos componentes comuns eléctricos, circuitos e materiais. Isto inclui as experiencias Space Environment Testbed (SET) da NASA. A SET irá caracterizar como a radiação conduzida pelo Sol tem impacto no hardware ao longo do tempo, trilhando o caminho para mitigar os efeitos da actividade solar no desenho de veículos e operações.

COSMIC-2A

A missão FORMOSAT-7/COSMIC-2 (Constellation Observing System for Meteorology, Ionosphere and Climate) é uma parceria entre a NOAA, a Força Aérea Americana (USAF), o Jet Propulsion Lab (JPL) da NASA, a National Space Organization (NSPO) da Tailandia, a Surrey Satellite Technology Limited (SSTL) da Inglaterra, o Instituto de Pesquisa Espacial (INPE) do Brasil e a Agencia Australiana de Meteorologia (BoM).

Esta constelação de seis satélites irá fornecer dados para a próxima geração de Sistema de Navegação Global por Satélite – Ocultação de Radio (GNSS-OR). Os dados de Ocultação de Radio são recolhidos medindo as diferenças num sinal de radio que é refractado na atmosfera, permitindo a humidade e a temperatura serem determinadas.

GPIM

O Green Propellant Infusion Mission (GPIM) é uma missão da NASA que desenvolve uma alternativa “verde” aos sistemas de propulsão convencionais. Com o propelente “verde” o lançamento e o carregamento serão mais seguros, rápidos, e mais baratos. O ambiente operacional do GPIM oferece reduzir o tempo de processamento em solo de semanas para dias.

Mais informação sobre esta missão pode ser lida aqui.

OTB

O Orbital Test Bed (OTB) da General Atomics Electromagnetics System é uma plataforma versátil e modular, baseado num modelo hospedeiro já testado, para testar e qualificar tecnologias. No STP-2, o OTB terá varias cargas para demonstração de tecnologias, incluindo a Deep Space Atomic Clock, desenhada, construida e operada pelo Jet Propulsion Laboratory da NASA pela parte da Space Technology Mission Directorate para revolucionar a navegação dos veículos.

OCULUS

O Oculus- ASR, também designado Nanosat-6, foi desenvolvido pelos estudantes na Universidade de Tecnologia do Michigan em Houghton, através do Programa Universitario de Nanossatelites do Laboratorio de Pesquisa da Força Aérea, para fornecer oportunidades de calibração aos observadores terrestres que estão a determinar a atitude do satélite e configuração usando imagens ópticas não resolvidas.

Mais informação sobre esta missão pode ser lida aqui.

NPSAT-1

O NPSAT-1 (Naval Postgraduate School Satellite 1) alberga duas experiencias construidas pelo Laboratorio de Pesquisa Naval (NRL) para investigar as condições climatéricas do espaço e dar suporte a consciencia situacional do espaço, incluindo a densidade das estruturas electrónicas da ionoesfera que causam cintilações de radio causando impacto nas comunicações e na navegação.

Mais informação sobre esta missão pode ser lida aqui.

PROX-1

Prox-1, ou Nanosat-7, é um microsatelite desenvolvido por estudantes no Instituto de Tecnologia da Georgia em Atlanta através do Programa Universitario de Nanosats da Força Aérea para demonstrar a proximidade de operações e rendezvous. Este satélite irá colocar em orbita um outro de nome LightSail-B.

Mais informações sobre esta missão pode ser lida aqui.

LightSail-B

LightSail-B é um veiculo de vela solar construida pela The Planetary Society uma sociedade totalmente fundada por cidadãos, propulsionada pelo sol.

Mais informações sobre esta missão pode ser lida aqui.

E-TBEx

Os dois satélites E-TBEx (Enhanced Tandem Beacon Experiment), anteriormente designados TBEx (Tandem Beacon Experiment), medem a distorção dos sinais de radio que navegam através da ionoesfera usando tons de aviso transmitidos de oito localizações orbitais: dois E-Tbex e seis COSMIC-2.

Launch Environment Observer (LEO) & Stangsat

Estes dois CubeSats medem os ambientes termais e vibracionais durante o lançamento e demonstram a transmissão de dados via Wi-fi entre os dois satélites.

Mais informações sobre esta missão pode ser lida aqui (LEO) e aqui (Stangsat)

PSAT

O PSat-2 (ParkinsonSAT) suporta a capacidade de transmissão global de dados de radio amadores assistindo estudantes e pesquisadores de todo o mundo.

Mais informações sobre esta missão pode ser lida aqui.

TEPCE

Os satélites TEPCE (Tether Electrodynamics Propulsion CubeSat Experiment) demonstram a viabilidade do uso da propulsão electrodinâmica largando 1 km de uma corda de condutividade eléctrica realizando manobras de mudança de orbita sem consumir qualquer combustível.

Informação sobre os satélites ARMADILLO, FalconSat-7 (Peregrine) e BRICSat-2.

Lançamento

A sequência de lançamento para o Falcon Heavy é semelhante à utilizada com o Falcon-9. A T-53m o Director de Lançamento verifica se tudo está a postos para se iniciar o abastecimento do lançador. O abastecimento de querosene RP-1 nos tanques de propelente terá início a T-50m, altura em que se inicia a contagem decrescente auto-sequencial na qual todo o processo de abastecimento e activação / verificação de sistema é feita de forma automática por computadores no solo e a bordo do lançador. Da mesma forma, o início do abastecimento de RP-1 ao segundo estágio ocorre poucos minutos depois do início do abastecimento do primeiro estágio. Este abastecimento irá terminar nos minutos finais da contagem decrescente.

Por seu lado, o abastecimento de oxigénio líquido inicia-se a T-45m, e tal como acontece com o RP-1, o abastecimento do segundo estágio inicia-se poucos minutos mais tarde. A T-7m é iniciado o procedimento de acondicionamento térmico dos motores, arrefecendo-os antes do lançamento.

A T-60s, o lançador irá entrar na fase final de alinhamento dos seus vários sistemas que irão controlar o veículo durante o seu voo. Nesta altura inicia-se também a pressurização dos dos tanques de propelente.

A T-45s o Director de Voo confirma que toda a equipa de lançamento está pronta para a missão após a finalização do processo de abastecimento e da purga das condutas de abastecimento. Segundos antes do início sequencial dos 27 motores, o sistema de supressão sónica da Plataforma de Lançamento 39A irá iniciar a descarga de toneladas de água na base do sistema de transporte, erecção e lançamento TEL (Transporter/Erector/Launcher) para assim eliminar a energia sónica produzida pelos motores Merlin-1D.

A sequência de ignição inicia-se a T-5s para os propulsores laterais e a T-3s o estágio central (considerada a fase de 1º estágio) entra em ignição. Se todos os parâmetros dos 27 motores forem aceitáveis, o computador de bordo irá ordenar a separação dos sistemas umbilicais Tail Service Masts (TSMs) que fornecem propelente, energia eléctrica e conexões de dados ao lançador. Na mesma altura, os sistemas de fixação do lançador na base da plataforma de lançamento são abertos, libertando o lançador para o seu voo.

Nos momentos iniciais, os 27 motores funcionam na potência máxima, mas logo após abandonar a plataforma de lançamento a potência dos nove motores centrais é diminuída. Ultrapassando a fase de MaxQ – isto é, de máxima pressão dinâmica – a T 42s, os motores do sistema de propulsão central aumentam novamente a sua potência.

A T+2m 27s, os computadores de bordo irão iniciar a desactivação dos propulsores laterais e a sua sequência de separação.

Esta irá ocorrer ao mesmo tempo para os dois propulsores a T+2m 31s, com os sistemas de fixação dos propulsores e do estágio central a serem recolhidos e protegidos para posterior análise e possível reutilização. O processo de recuperação dos propulsores laterais inicia-se a T+2m 49s, com a ignição que inicia o regresso propulsionado à Terra. Os dois propulsores serão então recuperados nas zonas de aterragem disponíveis no Cabo Canaveral AFS (LZ-1 e LZ-2).

O Falcon Heavy continua então a sua ascensão propulsionado pelo seu estágio central (tal como um Falcon-9) – agora considerada a fase de segundo estágio, acelerando para a órbita terrestre. Finalizando a sua queima a T+3m 27s, a separação ocorre então a uma velocidade superior à que é usual num lançamento do Falcon-9. A separação tem lugar a T+3m 31s. Este estágio irá então regressar à Terra, descendo sobre uma plataforma flutuante no Oceano Atlântico, nomeadamente a ASDS Of Course I Still Love You, localizada a 1.236 km do Centro Espacial Kennedy. Após a separação do estágio central, o motor Merlin MVac, um motor Merlin-1D optimizado para funcionar no vácuo e que desenvolve 934,13 kN (com um tempo de queima de 397 segundos), irá entrar em ignição a T+3m 42s para colocar a sua carga em órbita. Esta é a fase do terceiro estágio. As duas metades da carenagem de protecção separam-se então do lançador a T+4m 3s.

Entretanto, a T+7m 13s os dois propulsores iniciam a queima de reentrada, acontecendo o mesmo para o estágio central a T+8m 53s. A aterragem dos propulsores laterais deverá ocorrer a T+8m 41s e a aterragem do estágio central deverá ocorrer a T+11m 21s.

A segunda queima do segundo estágio ocorreu entre T+1h 12m 39s e T+1h 13m 0s, enquanto que a terceira queima ocorria entre T+2 h 7m 35s e T+ 2h 8m 4s, e a quarta queima ocorria entre T+3h 27m 27s e T+3h 28m 3s.

O inicio da colocação dos satélites em orbita deu-se pelos T+12m 55s, sendo a sua finalização a T+ 3h 34m 9s

O poderoso Falcon Heavy

O Falcon Heavy é um foguetão com um comprimento de 70 metros e uma envergadura de 12,2 metros. Com uma massa de 1.420.788 kg no lançamento e produzindo uma força máxima ao nível do mar de 22.819,38 kN (com uma força máxima no vácuo de 24.680,96 kN), o Falcon Heavy é capaz de lançar uma carga de 63.800 kg para uma órbita terrestre baixa, 26.700 kg para uma órbita de transferência geossíncrona ou 16.800 kg para Marte ou mesmo 3.500 kg para Plutão, nos limites do Sistema Solar.

O Falcon Heavy é no entanto inferior ao foguetão Saturn-V na sua capacidade de carga. O foguetão lunar Norte-americano era capaz de colocar uma carga de 140.000 kg numa órbita terrestre baixa

As impressionantes capacidades de carga do Falcon Heavy deverão proporcionar uma maior capacidade de carga a preços mais baixos do que os actualmente praticados no mercado internacional do lançamento de satélites.

Com 27 motores a funcionar na fase do primeiro estágio, o Falcon Heavy é o lançador Norte-americano com um maior número de motores no primeiro estágio, somente ultrapassado pelo histórico foguetão lunar N-1 da União Soviética cujos quatro voos resultaram em fracassos.

O Falcon Heavy tem uma excelente capacidade de superar a perda de um ou vários motores caso algo ocorra durante o seu funcionamento, pois na maior parte dos cenários (exceptuando, como é óbvio, uma explosão catastrófica) o lançador é capaz de cumprir a sua missão com sucesso caso se dê a desactivação de um dos motores.

Nesta missão o Falcon Heavy-02 (B1052.1, B1053.1, B1055.1) utiliza dois propulsores e o estágio central nos seus primeiros voos. Após a separação dos propulsores laterais, estes iniciam o regresso à Terra onde irão aterrar nas denominadas Landing Zones 1 e 2 (LZ-1 e LZ-2) no Cabo Canaveral, o antigo Complexo de Lançamento LC13. A zona de aterragem consiste de uma plataforma com um diâmetro de 86 metros contendo no centro o ‘X’ estizilado da SpaceX. O LC13 contém uma outra plataforma com um diâmetro de 46 metros (LZ-2). A primeira aterragem na LZ-1 teve lugar a 22 de Dezembro de 2015.

Dados estatísticos e próximos lançamentos

– Lançamento orbital: 5845

– Lançamento orbital EUA: 1664 (28,47%)

– Lançamento orbital desde CE Kennedy: 171 (2,93% – 10,28%)

Os quadro seguinte mostra os lançamentos previstos e realizados em 2019 por polígono de lançamento.

Os próximos lançamentos orbitais previstos são (hora UTC):

5846 – 27 Jun (0430:00) – Electron/Curie (F7 ‘Make it Rain’) – Máhia, LC-1 – BlackSky Global-3, Prometheus-2 (5), Prometheus-2 (6), ACRUX-1, SpaceBEE-8, SpaceBEE-9

5847 – 5 Jul (0541:00) – 14A14-1B Soyuz-2.1b/Fregat-M (L15000-020/122-04) – Vostochniy, LC-1S – Meteor-M №2-2, ICEYE-X4, ICEYE-X5, CarboNIX, El Camino Real, Lemur-2 (100), Lemur-2 (101), Lemur-2 (102), Lemur-2 (103),Lemur-2 (104), Lemur-2 (105), Lemur-2 (106), Lemur-2 (107), NSLSat-1, SEAM-2.0, SONATE, JAISAT-1, EXOCONNECT, LightSat, UTE-Ecuador, Aurora-Amikal (AMICal Sat), Lucky-7, MOVE-2b, MTCube (ROBUSTA-1C), TTÜ100 (TTÜSat, MektorySAT-1, Hämarik), BeeSat-9, BeeSat-10, BeeSat-11, BeeSat-12, BeeSat-13, AmGU-1 (AmurSat), Sokrat, VDNH-80

5848 – 6 Jul (0153:00) – Vega (VV15) – CSG Kourou, ZLV – Falcon Eye-1

5849 – 9 Jul (1000:00) – Atlas-V/551 (AV-084) – Cabo Canaveral AFS, SLC-41 – AEHF-5; EZ-1

5850 – 12 Jul (????:??) – 8K82KM Proton-M/DM-03 (1.1) (4924837975 53547/4L) – Baikonur, LC81 PU-24 – Spektr-RG

 

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