Rússia lança Progress MS-21 para a ISS

A Corporação Roscosmos levou a cabo o lançamento do veículo de carga Progress MS-21 para a estação espacial internacional a 26 de Outubro de 2022.

O lançamento do Progress MS-21 (Прогресс МС-21), na missão ISS-82P, teve lugar às 0020:09,237UTC e foi levado a cabo pelo foguetão 14A14-1A Soyuz-2.1a (S15000-057) a partir da Plataforma de Lançamento PU-6 do Complexo de Lançamento LC31 (17P32-6) do Cosmódromo de Baikonur, Cazaquistão.

Toas as fases do lançamento decorreram sem problemas e o Progress MS-21 foi colocado na órbita prevista. A acoplagem com a estação espacial internacional terá lugar a 28 de Outubro, pelas 0250UTC.

O Progress MS-21 transporta variada carga num total de 2.520 kg, dos quais cerca de 1.458 kg no compartimento pressurizado e cerca de 599 kg de combustível. O veículo transporta 420 kg de água potável no sistema Rodnik e 41 kg de azoto, além de 702 kg de combustível que será transferido para os depósitos da ISS e 1.357 kg de equipamentos vários incluindo equipamentos para os sistemas de controlo e suporte de vida, kits para experiências, itens sanitários e equipamentos de monitorização médica e sanitária, roupas, alimentos e produtos frescos para a tripulação a bordo da ISS.

Entre a carga transportada encontram-se diversos equipamentos para o segmento russo da estação espacial internacional cabos que serão utilizados no módulo Nauka, consumíveis para o sistema de suporte de vida, equipamentos de monitorização médica e equipamentos higiénico-sanitários, roupas e itens variados para a tripulação, além de rações alimentares e as experiências Splankh, Neyroimmunitet, Korrektsiya, Impakt e Terminator.

A experiência Splankh irá estudar as peculiaridades do sistema digestivo dos cosmonautas durante a prolongada estadia em órbita terrestre num ambiente de ausência de gravidade. Por seu lado, as experiências Saliva-Immuno e Cosmocard-CRM fazem parte da experiência Neyroimmunitet com o objectivo de estudar as características específicas da resposta imunitária durante e após o voo orbital.

Preparativos e lançamento

A 26 de Outubro de 2021 o veículo de carga Progress MS-21 chegava às instalações de processamento do Cosmódromo de Baikonur após ter sido transportado via caminho de ferro desde os arredores de Moscovo, de onde partir a 18 de Outubro. Na manhã do dia 27 de Outubro, o veículo foi removido do interior do vagão de transporte nas instalações da Área 254, sendo instalado na estação de processamento onde foi submetido aos procedimentos de aceitação e posteriores procedimentos de armazenamento. Após esses procedimentos, e como parte das operações de inspecção, os especialistas da Corporação RKK Energia ‘Serguei Korolev’ levaram a cabo uma inspecção visual do veículo e verificaram o funcionamento do mecanismo de abertura dos painéis solares. Posteriormente, o Progress MS-21 permaneceu em armazenamento até ao início do processamento para o lançamento.

A 20 de Setembro, e segundo o plano de preparação para o lançamento, os especialistas da Corporação energia e do Centro Espacial Yuzhny, finalizaram um ciclo de testes pneumáticos de vácuo que haviam sido iniciados a 12 de Setembro. O Progress MS-21 foi neste período submetido a testes que verificaram o total isolamento dos seus compartimentos e dos sistemas de bordo. Posteriormente, e após a finalização destes testes, o veículo foi instalado na plataforma de processamento e conectado ao equipamento de teste em preparação para a realização de novos testes de preparação antes do voo e que verificariam a integridade das condutas de combustível, a boa condição do sistema de controlo de temperatura e o funcionamento do sistema de abastecimento de água Rodnik.

A 30 de Setembro era realizados os testes funcionais dos painéis solares. Durante estes testes, os especialistas da Corporação Energia procederam à abertura das duas asas solares contendo as células fotovoltaicas e procederam à sua irradiação com potentes lâmpadas para assim monitorizar a eficiência da conversão da luz em energia eléctrica.

No dia 15 de Outubro teve lugar uma reunião da Comissão de Gestão Técnica no final da qual foi tomada a decisão de se proceder ao abastecimento do Progress MS-21. Antes de ser transportado para a estação de abastecimento, o veículo foi sujeito à verificação do seu peso e balanceamento. As operações de abastecimento decorreram a 16 e 17 de Outubro, sendo neste dia transportado de volta para as instalações de processamento do MIK-254.

A 18 de Outubro decorreram as operações de acoplagem do Progress MS-21 com o Compartimento de Transferência do terceiro estágio do foguetão lançador. Este é um compartimento cilíndrico que é parte do Módulo Orbital do lançador e que fornece uma conexão mecânica da carga com a carenagem, bem como a integração da interface de comando do Progress MS-18 com os sistemas de bordo do foguetão lançador. Após a finalização dos trabalhos de acoplagem do Compartimento de Transferência, procedeu-se à verificação do sistema de rádio e de outros sistemas do Progress MS-21.

No dia 19 de Outubro os especialistas levaram a cabo a inspecção do veículo de carga Progress MS-21 nas instalações de integração e teste, levando a cabo as operações de processamento para colocar o veículo no interior da carenagem de protecção.

O Módulo Orbital seria transportado para as instalações MIK 40 na Área 31 no dia 20 de Outubro. É nestas instalações onde se procede à integração e montagem do foguetão lançador 14A14-1A Soyuz-2.1a a ser lançado a partir da Plataforma de Lançamento PU-6.

O processo inicia-se com a colocação em posição do terceiro estágio Blok-I e do Módulo Orbital, sendo estes dois elementos posteriormente acoplados. De seguida, este conjunto é elevado por um guindaste de grande capacidade e transportado lateralmente para a zona onde se encontram o primeiro (Blok-A) e o segundo estágio do lançador (Blok B, V, G e D). No topo do segundo estágio encontra-se uma estrutura em forma de grelha que serve de ligação com o Blok-I. Esta grelha permite a saída dos gases resultantes da ignição inicial do terceiro estágio enquanto se mantém ligado ao estágio central (Blok-A) durante o voo. Sendo colocado em posição na estrutura de transporte e elevação, o conjunto Blok-I / Módulo Orbital é então conectado com a grelha, finalizando assim a montagem do lançador. Após a finalização da montagem mecânica, seguiram-se as ligações eléctricas e realizaram-se os respectivos testes de integração.

Pelas 1200UTC do dia 21 de Outubro, teve lugar uma reunião da Comissão Estatal para analisar os preparativos para o lançamento do Progress MS-21 e para decidir sobre a transferência do foguetão 14A14-1A Soyuz-2.1a para a Plataforma de Lançamento PU-6 ‘Vostok’ do Complexo de Lançamento LC31. Às primeiras horas do dia 24 de Outubro, o foguetão lançador contendo o Progress MS-21 foi removido do interior do edifício de integração e montagem MIK-40 e transportado para a Plataforma de Lançamento PU-6. O transporte é feito através de caminho-de-ferro com o lançador na posição horizontal, sendo colocado na vertical sobre o fosso das chamas assim que chega ao complexo de lançamento.

Colocado na posição vertical, procede-se de seguida à colocação em posição das plataformas de serviço da estrutura do complexo de lançamento que permitem assim o acesso dos especialistas às diferentes partes do veículo. De seguida procede-se à ligação das conexões eléctricas e das condutas de abastecimento, dando-se então início ao primeiro dia de preparativos para o lançamento.

Em preparação da chegada do Progress MS-21, o veículo de carga Progress MS-19 separou-se do módulo Poisk às 2245UTC do dia 23 de Outubro, executando a sua manobra de reentrada às 0145UTC do dia 24 de Outubro. A reentrada atmosférica teria lugar pouco depois.

O abastecimento do lançador tem início com o abastecimento do Block-A com querosene, seguindo-se o abastecimento dos quatro propulsores laterais também com querosene. Posteriormente, procede-se ao arrefecimento do sistema 17G229 com oxigénio líquido, seguindo-se a drenagem e separação das condutas de abastecimento de querosene.

Finalizado o abastecimento de querose, dá-se início ao abastecimento do Block-A com oxigénio líquido e pouco depois inicia-se o arrefeciento dos quatro propulsores laterais com nitrogénio líquido. O abastecimento destes tem lugar se seguida.

Com os preparativos a decorrerem sem problemas, o lançamento tem lugar às 0020:09UTC. O final da queima e separação do primeiro estágio (constituído pelos quatro propulsores laterais) teve lugar a T+1m 58s. A separação das duas metades da carenagem de protecção, agora desnecessária, ocorria a T+3m 3s.

O final da queima do estágio central (Blok-A) ocorria a T+4m 37s, com a separação entre o segundo e o terceiro estágio a ter lugar a T+4m 47s. O terceiro estágio a entra em ignição logo de seguida. A separação da grelha de ligação entre o segundo e o terceiro estágio (esta secção divide-se em três partes após a separação) ocorre a T+4m 57s. O terceiro estágio (Blok-I) coloca o veículo em órbita terrestre com a sua queima a terminar a T+8m 46s e a separação do Progress MS-21 a ter lugar a T+8m 49s.

Para chegar à ISS, o Progress MS-21 realiza várias manobras orbitais para elevar os seus parâmetros e levar a cabo a aproximação final à estação espacial. A acoplagem com o módulo Zvezda irá decorrer a 28 de Outubro, após um voo autónomo de dois dias.

Progress MS

O final da queima e separação do primeiro estágio (constituído pelos quatro propulsores laterais) teve lugar a T+1m 58s. A separação das duas metades da carenagem de protecção, agora desnecessária, ocorria a T+3m 3s.

O final da queima do estágio central (Blok-A) ocorria a T+4m 37s, com a separação entre o segundo e o terceiro estágio a ter lugar a T+4m 47s. O terceiro estágio a entra em ignição logo de seguida. A separação da grelha de ligação entre o segundo e o terceiro estágio (esta secção divide-se em três partes após a separação) ocorre a T+4m 57s. O terceiro estágio (Blok-I) coloca o veículo em órbita terrestre com a sua queima a terminar a T+8m 46s e a separação do Progress MS-20 a ter lugar a T+8m 49s.

Para chegar à ISS, o Progress MS-21 realiza várias manobras orbitais para elevar os seus parâmetros e levar a cabo a aproximação final à estação espacial.

Progress MS

Ao abandonar o seu programa lunar tripulado a União Soviética prosseguiu o seu programa espacial ao colocar sucessivamente em órbita terrestre uma série de estações espaciais tripuladas nas quais os cosmonautas soviéticos e posteriormente russos estabeleceram recordes de permanência no espaço. Começando inicialmente com estadias de curtas semanas e passando posteriormente para longos meses, os cosmonautas soviéticos eram abastecidos no início pelas tripulações que os visitavam em órbita, mas desde cedo, e começando com a Salyut-6, a União Soviética iniciou a utilização dos veículos espaciais de carga Progress. Os Progress representaram um grande avanço nas longas permanências em órbita, pois permitiam transportar para as estações espaciais víveres, instrumentação, água, combustível, etc. Os cargueiros são também utilizados para elevar as órbitas das estações, para descartar o lixo produzido a bordo dos postos orbitais e para a realização de diversas experiências científicas.

Ao longo de 30 anos foram colocados em órbitas dezenas de veículos deste tipo que são baseados no mesmo modelo das cápsulas tripuladas Soyuz e que têm vindo a sofrer alterações e melhorias desde então.

O veículo Progress MS é uma versão modificada do modelo 11F615A60 (11Ф615A60). Para além do novo computador TsVM-101 no lugar do velho computador Árgon-16 e com um novo sistema compacto digital de telemetria MBITS no lugar do velho sistema de telemetria analógico, esta nova versão do venerável veículo de carga Russo, possuí várias melhorias em relação às versões anteriores, nomeadamente: a substituição do sistema de aproximação e acoplagem Kurs-A pelo sistema digital Kurs-NA; a utilização do Sistema de Telemetria e Comando Unificado em vez do sistema de rádio Chezara Kvan-V e sistema de antena / alimentação de fabrico Ucraniano; um novo compartimento externo que permite a colocação em órbita de pequenos satélites (cada compartimento pode transportar até quatro satélites); melhoria da redundância com a adição de um sistema suplente de motores eléctricos para o mecanismo de acoplagem e de selagem; protecção melhorada contra o impacto de meteoritos e detritos orbitais com a inclusão de painéis adicionais no compartimento de carga; capacidade de ligação com o sistema de comunicações / retransmissão Luch que permite o envio de telemetria e de comandos mesmo fora da linha de visão com as estações e controlo no solo; navegação autónoma GNSS que permite a determinação em tempo real do vector de estado e dos parâmetros dispensando assim a necessidade das estações no solo para a determinação orbital; navegação orbital relativa graças às capacidades de trocas de dados via rádio com a estação espacial; e um novo sistema de rádio digital que permite uma visão de TV melhorada para as operações de acoplagem.

Progress Nº Série NORAD Des. Int. Lançamento Acoplagem Separação Reentrada
MS-13 443 44833 2019-085A 6 / Dez / 19 9 / Dez / 19 8 / Jul / 20 8 / Jul / 20
MS-14 448 45595 2020-026A 25 / Abr / 20 25 / Abr / 20 ?? / ?? / 21 30 / Abr / 21
MS-15 444 45937 2020-050A 24 / Jul / 20 24 / Jul / 20 9 / Fev / 21 9 / Fev / 21
MS-16 445 47618 2021-012A 15 / Fev / 21 17 / Fev / 21 26 / Jul / 21 26 / Jul / 21
MS-17 446 48869  2021-057A 29 / Jun / 21 02 / Jul / 21

22 / Out / 21

20 / Out / 21

25 / Nov / 21

25 / Nov / 21
MS-18 447  49379 2021-098A 28 / Out / 21 30 / Out / 21 01 / Jun /22 01 / Jun / 22 
M-UM 303  49499 2021-111A 24 / Nov / 21 26 / Nov / 21 22 / Dez / 21 23 / Dez / 21
MS-19 449  51660 2022-014A 15 / Fev / 22 15 / Fev / 22  23 / Out / 22  24 / Out / 22
MS-20 450  52795 2022-059A 06 / Jun / 22 06 / Jun / 22    
MS-21 451   2022-140A 26 / Out / 22 28 / Out / 22    

Tal como os outros tipos de cargueiros Progress, o Progress MS é constituído por três módulos: Módulo de Carga (Грузовой отсек) – GO “Gruzovoi Otsek” com um comprimento de 3,0 metros, um diâmetro de 2,3 metros e um peso de 2.520 kg, está equipado com um sistema de acoplagem e com duas antenas tipo Kurs; Módulo de Reabastecimento (Отсек компонентов дозаправки) – OKD “Otsek Komponentov Dozapravki” com um comprimento de 2,2 metros, um diâmetro de 2,2 metros e um peso de 1.980 kg, sendo destinado ao transporte de combustível para as estações espaciais; Módulo de Serviço (Приборно-агрегатный отсек) – PAO “Priborno-Agregatniy Otsek“ com um comprimento de 2,3 metros, um diâmetro de 2,1 metros e um peso de 2.950 kg, contém os motores do veículo tanto para propulsão como para manobras orbitais.
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O foguetão 14A14-1A Soyuz-2.1a

Desde o início que o foguetão Soyuz-2.1a foi projectado para ser um veículo de lançamento tripulado. Porém, os atrasos na sua introdução levaram à criação do foguetão Soyuz-FG para colmatar o fosso entre o foguetão 11A511U Soyuz-U e o 14A14-1A Soyuz-2.1a.

Os foguetes 11A511U Soyuz-U e 11A511U-FG Soyuz-FG usavam sistemas de controle de voo analógicos. Estes sistemas foram incapazes de rolar o lançador para a trajectória correcta após o lançamento. Assim, estes veículos eram literalmente apontados na plataforma de lançamento para o seu azimute de voo correcto, de modo que tudo o que o foguetão tinha que fazer depois da descolagem era simplesmente inclinar-se para a trajectória adequada.

Como tal, o sistema de abortamento de lançamento da nave Soyuz MS foi projectado para que, se detectasse uma alteração na orientação do foguetão, accionasse o sistema de abortagem para resgatar a cápsula tripulada. Mas o Soyuz-2.1a usa sistemas digitais de controlo de voo e executa uma rotação para se alinhar ao azimute de lançamento correto após abandonar a plataforma, criando assim uma desconexão entre o lançador Soyuz-2.1a e as cápsulas Soyuz MS.

Para resolver a situação, a Roscosmos desenvolveu um patch de software que foi testado durante a missão Soyuz MS-14 não tripulada. Essencialmente, este patch diz aos computadores de voo da cápsula que uma rotação após abandonar a plataforma de lançamento está “Ok” e a cápsula não acciona o programa de emergência quando o programa de rotação começa. Esta missão também testou em voo um novo sistema de navegação e um sistema de controle de descida renovado. Estes novos sistemas serão padrão no próximo veículo de carga Soyuz GVK que será lançado em 2022.

O foguetão 14A14 Soyuz-2 representa a mais recente evolução do épico míssil balístico intercontinental R-7 desenvolvido por Sergei Korolev nos anos 50 do século passado. O novo 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 (quando lançado desde o CSG Kourou) e foi especialmente desenhado para uma utilização comercial aumentando o seu desempenho geral apesar de o desenho básico do veículo permanecer o mesmo. A versão Soyuz-2.1a foi desenhada para missões tripuladas, substituindo o lançador 11A511U-FG Soyuz-FG.

As alterações foram realizadas ao nível de uma melhoria do desempenho dos motores do primeiro e do segundo estágio com novos injectores e alteração da mistura dos propelentes; aumento no desempenho 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.

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.

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.

Lançamento Data Hora (UTC) Veículo Local Lançamento Carga
2021-057 29 / Jun / 21 23:27:20,324 V15000-043 Baikonur

LC31 PU-6

Progress MS-17
2021-089 05 / Out / 21 08:05:02,442 Kh15000-047 Baikonur

LC31 PU-6

Soyuz MS-19
2021-098 28 / Out / 21 00:00:32,525 S15000-049 Baikonur

LC31 PU-6

Progress MS-18
2021-119 08 / Dez / 21 07:38:15,584 S15000-053 Baikonur

LC31 PU-6

Soyuz MS-20
2022-014 15 / Fev / 22 04:25:39,528 S15000-056 Baikonur

LC31 PU-6

Progress MS-19
2022-028 18 / Mar / 22 15:55:18,451 S15000-050 Baikonur

LC31 PU-6

Soyuz MS-21
2022-054 19 / Mai / 22 08:03:32,331 78021117 (?) GIK-1 Plesetsk

LC43 PU-4

Cosmos 2556
2022-059 03 / Jun / 22 09:32:20,515 S15000-052 “Donbass” Baikonur

LC 31 PU-6

Progress MS-20
2022-116 21 / Set / 22 13:54:49,531 S15000-051 Baikonur

LC31 PU-6

Soyuz MS-22
2022-140 26 / Out / 22 00:20:09,237 S15000-057 Baikonur

LC31 PU-6

Progress MS-21

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.

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 utilizado para propulsionar as bombas do motor é então direccionado para a câmara de combustão onde é queimado com restante propelente em vez de ser descartado. Esta melhoria no motor aumenta o desempenho do sistema e, como consequência, aumenta a capacidade de carga do lançador em 950 kg. Um propelente 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.

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.

Dados estatísticos e próximos lançamentos

– Lançamento orbital: 6308

– Lançamento orbital Rússia: 3311 (52,49%)

– Lançamento orbital Baikonur: 1528 (24,22% – 46,15%)

Os próximos lançamentos orbitais previstos são (hora UTC):

6309 – 28 Out (0114:10) – Falcon 9-182 (B1063.8) – Vandenberg SFB, SLC-4E/OCISLY – Starlink G4-31 (x46) flight 63 [v1.5 L34]

6310 – 29 Out (0100:??) – Chang Zheng-4C – Jiuquan, LC43/94 – ??

6311 – 29 Out (????:??) – Boeing 747 “Cosmic Girl”/LauncherOne “Start Me Up” – Newquay – IOD-3 AMBER (IOD 3), Prometheus-2A, Prometheus-2B, CIRCE-1, CIRCE-2, DOVER, ForgeStar-0, Aman, STORK-6

6312 – 31 Out (0736:??) – Chang Zheng-5B (Y4) – Wenchang, LC101 – Mengtian

6313 – 31 Out (1344:??) – Falcon Heavy-04 (B1064.1/B1066.1/B1065.1) – CE Kennedy, LC-39A – USSF-44: ??, TETRA-1, USUVL



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