Falcon Heavy da SpaceX lança missão militar dos Estados Unidos

A missão militar USSF-44 foi lançada pela Space Exploration Technologies Corp. (SpaceX) às 1341UTC do dia 1 de Novembro de 2022 utilizando o foguetão Falcon Heavy-04 (B1064.1/B1066.1/B1065.1) a partir do Complexo de Lançamento LC-39A do Centro Espacial Kennedy, Ilha de Merritt – Florida.

Fotografia: John Kraus

Todas as fases do lançamenro decorreram como previsto e depois da separação dos dois propulsores laterais, estes foram recuperados nas Zonas de Aterragem da SpaceX (LZ-1 e LZ-2) situadas na Estação da Força Aérea do Cabo Canaveral na Florida. Não estava prevista a recuperação do estágio central.

A zona de aterragem consiste de uma plataforma com um diâmetro de 86 metros contendo no centro o ‘X’ estilizado da SpaceX. O LC13 contém uma outra plataforma com um diâmetro de 46 metros (LZ-2).

Fotografia: John Kraus

A carga da missão USSF-44

A missão USSF-44 transportou vários satélites, sendo a sua carga principal identificada como “Shepherd Demonstration”. Os restantes satélites foram transportados no LPDE-2, tratando-se dos pequenos satélites Tetra-1, USUVL, LINUSS-1 e LINUSS-2.

O Shepherd Demonstration é um satélite geoestacionário experimental construído pela as Forças Espaciais dos Estados Unidos para a realização de experiências tecnológicas. Alberga tecnologias já testadas e tem como objectivo acelerar os esforços para a redução de riscos de vários programas.

Não havendo detalhes específicos, a missão Shepherd Demonstration transportará várias cargas das Forças Espaciais sendo baseado no anel ESPA, uma estrutura circular com pontos de fixação para experiências e instrumentos.

O LDPE-2 (Long Duration Propulsive EELV Secondary Payload Adapter (ESPA)) é um satélite experimental construído para o Air Force Space and Missiles Center (AFSMC) para transportar pequenas cargas e colocar pequenos satélites em órbita.

A Orbital ATK, actual Northrop Grumman, foi contratada pelo U.S. Air Force Space and Missiles Center (AFSMC) para projectar e construir as plataformas espaciais LDPE. Estas plataformas inovadoras, posicionadas entre o lançador e a carga principal, são utilizadas para transportar pequenas cargas ou satélites. Segundo o contrato, as LDPE são desenvolvidas tendo por base a plataforma ESPAStar que utiliza um anel EELV Secondary Payload Adapter como estrutura e consegue ser lançada a bordo de qualquer foguetão que cumpre as especificações de interface EELV.

A ESPAStar fornece uma plataforma modular, de custo baixo e altamente versátil para albergar cargas de desenvolvimento tecnológico e cargas operacionais. A ESPAStar nivela o trabalho levado a cabo com a EAGLE (ESPA Augmented Geostationary Laboratory Experiment), que demonstrou de forma bem sucedida uma tecnologia similar para a Força Aérea dos Estados Unidos. A ESPAStar também fornece energia, orientação, telemetria, comandos e controlo para cargas fixas ou para pequenos satélites que podem ser colocados em órbita a partir do veículo. Pode acomodar qualquer combinação de até seis cargas fixas ou doze cargas separáveis, tanto na órbita terrestre baixa como em órbita geossíncrona.

O programa LPDE foi rebaptizado ROOSTER (Rapid On-Orbit Space Technology and Evaluation Ring), mas as três primeiras missões são ainda referidas como LDPE.

O Tetra-1 foi construído pela Millennium Space Systems para as Forças Espaciais dos Estados Unidos. É um microsatélite para várias missões de protótipo tanto na órbita geossíncrona como perto dela. Este foi o primeiro protótipo a ser atribuído ao abrigo do Other Transaction Authority (OTA) do U.S. Space Force’s Space and Missile Systems Center’s Space Enterprise Consortium.

Baseado na linha de produção de pequenos satélites Altair da Millennium Space Systems, o satélite irá apoiar a experimentação e o desenvolvimento Tactics, Techniques and Procedure (TTP) em órbita geoestacionária.

Não existe informação sobre o satélite USUVL, que se crê ser um CubeSat ou um pequeno satélite experimental.

Os satélites LINUSS (Lockheed Martin’s In-space Upgrade Satellite System) são dois CubeSat-12U experimentais desenvolvidos pela Lockheed Martin para demonstrar a forma como pequenos CubeSat podem actualizar constrlações de forma rápida e adicionar novas capacidades e alargar os tempos de vida operacionais.

Os LINUSS são um par de CubeSat-12U LM-50 projectados para demonstrar a forma como os pequenos satélites podem servir um papel essencial em sustentar arquitecturas espaciais críticas em qualquer órbita. Desenvolvidos utilizando fundos internois, os LINUSS serão dois dos mais capazes Cubesat na órbita geoestacionária da Terra. Sendo parte da família LM-50 da Lockheed Martin, ambos satélites LINUSS são o resultados da integração colaborativa da carga electro-óptica da empresa com um modelo Cubesat-12U da Tyvak Nano-Satellite Systems.

A missão dos LINUSS é a de validar as capacidades de manobra essenciais para as futuras missões de melhoramento e serviço da Lockheed Martin, bem como demonstrar as capacidades de domínio espacial miniaturizadas. Os satélites irão também demonstrar as tecnologias de processamento de alto desempenho pela Innoflight; a propulsão de baica toxicidade da VACCO; e as unidades de medição inercial, visão mecânica, componentes impressos trifimensionalmente e a arquitectura SmartSat™, da Lockheed Martin.

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+1m 11s, os motores do sistema de propulsão central aumentam novamente a sua potência.

Os computadores de bordo irão iniciar a desactivação dos propulsores laterais (T+2m 24s) e a sua sequência de separação. Esta irá ocorrer ao mesmo tempo para os dois propulsores a T+2m 28s, 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 45s, com a ignição que inicia o regresso propulsionado à Terra. Esta manobra termina a T+3m 53s. 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 54s, a separação ocorre então a uma velocidade superior à que é usual num lançamento do Falcon-9. A separação tem lugar a T+3m 58s. Este estágio foi descartado nesta missão. 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+4m 4s para colocar a sua carga em órbita. As duas metades da carenagem de protecção separam-se então do lançador a T+4m 18s.

Entretanto, a T+6m 48s os dois propulsores iniciam a queima de reentrada, terminando a T+7m 3s. A queima de aterragem dos propulsores laterais ocorre a T+8m 0s e a aterragem a T+8m 11s.

Não foi revelada informação relativa às queimas do segundo estágio, bem como à separação das cargas.

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.

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Bibliografia:

  • Krebs, Gunter D. “LINUSS 1, 2 (LINUS-A 1, 2)”. Gunter’s Space Page. Consultado a 2 de Novembro de 2022, em https://space.skyrocket.de/doc_sdat/linuss.htm


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