Northrop Grumman lança missão logística para a ISS

Uma nova missão logística foi lançada para a estação espacial internacional a 10 de Agosto de 2021. A Northrop Grumman Innovation Systems levou a cabo com sucesso o lançamento do veículo de carga Cygnus NG-16 ‘Ellison Onizuka’ na missão logística CRS-16. O lançamento teve lugar às 2201:09,300UTC e foi levado a cabo por um foguetão Antares-230+ a partir do Complexo de Lançamento LP-0A do MARS Wallops Island.

O veículo de carga foi capturado pelo Canadarm2 às 1007UTC do dia 12 de Agosto, sendo posteriormente acoplado (1342UTC) no porto nadir do módulo Unity. A acoplagem com o módulo Unity é feita de forma remota a partir do Centro de Controlo de Missão.

Esta é a quinta missão Cygnus que é realizada ao abrigo do contrato Commercial Resupply Services-2 que foi atribuido em Janeiro de 2014 à Orbital ATK (actual Northrop Grumman Innovation Systems), à Sierra Nevada Corporation e à Space Exploration Technologies Corp. (SpaceX).

A bordo do Cygnus NG-16 encontravam-se 3.726 kg mantimentos e equipamentos para apoiar dezenas de experiências e investigações científicas a bordo da estação espacial internacional.

 

A bordo seguiu também o satélite PIRPL (Prototype Infra-Red Payload). Este resultou de um esforço conjunto entre a Agência de Desenvolvimento Espacial (Space Development Agency – SDA) com a Agência de Defesa de Mísseis (Missile Defense Agency – MDA), sendo desenvolvido pela Northrop Grumman para a criação de um sistema de observação multiespectral de médio campo para o OPIR para ser capaz de demonstrar a fiabilidade e utilização de cargas para o Tracking Layer Tranche 1. Após o Cygnus CRS-16 deixar a ISS, o PIRPL será libertado do veículo de carga e irá operar brevemente em modo de voo livre para que possa recolher mais dados antes de reentrar na atmosfera.

Tal como aconteceu nas missões anteriores, a Northrop Grumman baptizou o veículo Cygnus NG-16 com o nome de uma personalidade que teve um papel importante na História do voo espacial tripulado. Neste caso, a NGIS baptizou este veículo foi baptizado em honra do astronauta Ellizon Onuzika que realizou o seu primeiro voo espacial na missão STS-51C a bordo do vaivém espacial OV-099 Challenger, em Janeiro de 1985, e que viria a falecer a bordo do mesmo veículo a 28 de Janeiro de 1986, na missão STS-51L.

 

Lançamento do Cygnus NG-16

O foguetão Antares-230+ com o veículo Cygnus NG-15 foi transportado para a Plataforma de Lançamento LP-0A no dia 9 de Agosto de 2021, iniciando-se então os preparativos finais para o lançamento.

 

Com a contagem decrescente a atingir T=0s, dava-se a ignição dos dois motores RD-181 do primeiro estágio do foguetão Antares-230+. O veículo deixa a plataforma de lançamento a T+3,7s. O primeiro estágio irá desempenhar a sua função durante 3 minutos e 18 segundos, com o final da queima a ter lugar a uma altitude de 83,9 km. Seis segundos após o final da queima do primeiro estágio ocorre a separação entre este e o segundo estágio a uma altitude de 88,9 km.

 

 

As duas metades da carenagem de protecção separam-se 30 segundos após a separação dos dois estágios (altitude de 111 km). Cinco segundos mais tarde dá-se a separação da secção interestágio que fazia a ligação entre o primeiro e o segundo estágio. A ignição do segundo estágio ocorre a T+4m 7s, a uma altitude de 118 km.

A queima do segundo estágio termina a T+ 6m 52 (a uma altitude de 178,3 km). A separação do Cygnus NG-16 tem lugar a T+8m 52s.

O veículo de carga Cygnus

A Orbital SC (agora Orbital ATK) desenvolveu o veículo espacial de manobra avançada Cygnus ao abrigo do contrato COTS com a NASA. Adicionalmente ao programa de desenvolvimento e de demonstração COTS, a Orbital ATK irá utilizar o Cygnus para realizar missões logísticas de cygnusoa5-3abastecimento da ISS ao abrigo do contrato CRS. O contrato com a NASA previa que a partir de 2013 a Orbital ATK realize oito missões para transportar cerca de 20.000 kg de carga para a ISS.

O sistema Cygnus é um sistema de baixo risco que incorpora elementos de tecnologias já existentes provenientes da Orbital e dos seus companheiros no programa. A Cygnus consiste num módulo de serviço comum e um módulo de carga pressurizado. A Cygnus irá transportar mantimentos para a tripulação, peças sobressalentes e experiências científicas para a ISS. O módulo de serviço incorpora sistemas aviónicos da linha de produção dos satélites LEOStar e GEOStar da OSC juntamente com sistemas de propulsão e sistemas de fornecimento de energia dos satélites de comunicações GEOStar. O módulo de carga pressurizado tem por base o Multi-Purpose Logistics Module (MPLM) desenvolvido pela Thales Alenia Space para a NASA.

cygnusoa5-9

Um mecanismo Common Berthing Mechanism (CBM) localizado na extremidade do módulo de carga pressurizado permite que o veículo Cygnus seja acoplado com a estação espacial internacional.

O Cygnus utiliza um motor Delta-V da IHI Aerospace para as suas manobras orbitais. O motor é derivado do sistema de propulsão BT-4 frequentemente utilizado em satélites de comunicações. O Delta-V queima hidrazina como propelente e pode operar tanto como um motor de monopropolente como um motor de bipropolente utilizando MON-3 como oxidante. Pequenos propulsores de controlo facilitam as manobras e o controlo de atitude do veículo

No lançamento, o veículo Cygnus tem uma massa de 4.163 kg e transporta 800 kg de propelente. A energia é fornecida ao módulo de serviço a partir de duas asas solares fixas capazes de gerar 3,5kW. O seu sistema de propulsão consome N2H4 / MON-3 ou somente N2H4. A secção pressurizada pode transportar 2.400 kg de carga, tendo um volume pressurizado de 27 m3.

 

O foguetão Antares-230+

cygnusoa5-002459O foguetão Antares-230+ representa uma evolução em relação à sua versão anterior, sendo a principal diferença a introdução dos motores Energomash RD-181 no primeiro estágio e a sua capacidade de funcionamento em máxima potência na fase Max-Q.

O Antares-230+ tem um comprimento de 42,5 metros, diâmetro de 3,9 metros e uma massa no lançamento entre os 290.000 kg e os 310.000 kg.

O primeiro estágio consome oxigénio líquido e querosene com os seus dois motores RD-181 cada um com um sistema vectorial de propulsão independente. Os tanques do primeiro estágio foram produzidos pela Yushmash, sendo projectados e verificados pela KB Yuzhnoye (sendo desenvolvidos a partir de produtos semelhantes fabricados para os foguetões 11K77 Zenit). A NGIS é responsável pelo desenvolvimento do sistema e sua integração.

O segundo estágio está equipado com um motor Castor 30XL de propulsão sólida desenvolvido pela Orbital ATK (actual NGIS).

O motor RD-181 é baseado no motor RD-191 e foi adaptado para ser integrado no foguetão Antares. Enquanto que o motor RD-193 foi desenhado como um substituto para o motor NK-33, em 17 de Dezembro de 2014, a então Orbital Sciences anunciava que iria utilizar o RD-181 na segunda versão do Antares, tendo assinado um contrato directo com a Energomash para o fornecimento de 60 motores RD-181.

A 19 de Fevereiro de 2015, a Orbital ATK anunciava que o novo Antares-230 iria ter o seu voo inaugural em Março de 2016. A 29 de Maio de 2015, a Orbital referia que os novos motores haviam sido submetidos a sete ignições de certificação e que todos os testes haviam decorrido como previsto, afirmando também que os dois primeiros modelos de voo estavam a ser submetidos aos testes finais e que seriam entregues em princípios de Julho.

 

Lançamento Veículo Data

Hora (UTC)

Carga Versão
2016-062 70105301-2TRS2S1.7 17/Out/16

23:45:40

Cygnus OA-5

“SS Alan Poindexter”

230
2017-071 70105401-2TRS2S1.8 12/Nov/17

12:19:54,6

Cygnus OA-8

“S.S. Gene Cernan”

230
2018-046 70104303-2TRS2S1.6 21/Mai/18

08:44:09,7

Cygnus OA-9

“J.R. Thompson”

230
2018-092 70107301-2TRS2S1.9 17/Nov/18

09:01:31,9

Cygnus NG-10E

“SS John Young”

230
2019-022 70107302-2TRS2S1.10 17/Abr/19

20:46:11

Cygnus NG-11

“SS Roger Chaffee”

230
2019-071 70108301-2TRS2S1.11 02/Nov/19

13:59:47

Cygnus NG-12

“SS Alan Bean”

230+
2020-006 70108401-2TRS2S1.12 15/Fev/20

20:21:04,9

Cygnus NG-13 (CRS-13)

“SS Robert H. Lawrence”

230+
2020-069 70109301-2TRS2S1.13 03/Out/20

01:16:18,3

Cygnus NG-14 (CRS-14)

“SS Kalpana Chawla”

230+
2021-013 ??-2TRS2S1.14 20/Fev/21

17:36

Cygnus NG-15 (CRS-15)

“SS Katherine Johnson”

230+
2021-072 ??-?? 10/Ago/21

22:01:09.300

Cygnus NG-16 (CRS-16)

“SS Ellison Onizuka”

23+

 

Como explicar a designação do Antares-230? O número ‘230’ na designação desta versão do Antares mostra-nos os diferentes componentes de propulsão deste lançador. O algarismo ‘2’ representa o motor RD-181 (o algarismo ‘1’, como, por exemplo, no Antares-130, representa o motor AJ-26-62 derivado do motor NK-33). Por outro lado, o algarismo ‘3’ representa o motor Castro-30XL de propulsão sólida (nesta posição, o algarismo ‘1’ representa o motor Castor-30A, enquanto que o algarismo ‘2’ representa o motor Castor-30B). Finalmente, o algarismo ‘0’ representa a ausência de um terceiro estágio (nesta posição, o algarismo ‘1’ representa um terceiro estágio de bipropolente, enquanto que o algarismo ‘2’ representa um terceiro estágio derivado do motor Star-48).



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