SES-22 colocado em órbita por um foguetão Falcon-9

O satélite de comunicações SES-22 foi colocado em órbita pela Space Exploration Technologies Corp. (SpaceX) a partir do Cabo Canaveral SFS, Florida.

O lançamento teve lugar às 2104UTC a partir do Complexo de Lançamento SLC-40, sendo realizado pelo foguetão Falcon 9-161 (B1073.2), cujo primeiro estágio foi recuperado na plataforma flutuante A Shortfall Of Gravitas, no Oceano Atlântico.

O satélite SES-22

Baseado na plataforma Spacebus-4000B2, o SES-22 foi construído pela Thales Alenia Space para a empresa de comunicações SES. O satélite está equipado com repetidores de banda-C, tendo uma massa de 3.500 kg. O seu tempo de vida útil em órbita é de 15 anos.

O SES-22 irá operar na órbita geossíncrona a 135.º longitude Oeste e será utilizado para a transmissão de serviço de TV e rádio para os Estados Unidos, fornecendo também serviços de transmissão de dados. O satélite deverá iniciar as suas operações em princípios de Agosto de 2022.

O lançamento do SES-22 é parte de um programa da FCC (Federal Communications Commission) para «limpar» uma porção do espectro de banda-C para permitor aos operadores sem fios para iniciarem os serviços 5G ao longo dos Estados Unidos. Em resposta a um mandato da FCC, os operadores de satélites, tais como a SES, necessitam de fazer a transição dos seus serviços actuais de 300 MHz para 200 MHz do espectro de banda-C para libertar espaço para o 5G.

Lançamento

A cerca de dez horas do lançamento procede-se à activação eléctrica do foguetão Falcon-9. Tanto o lançador como a sua carga são submetidos a uma série de verificações testes antes do início do abastecimento do querosene RP-1. O Director de Voo consulta os controladores a T-38m, determinando assim se tudo está pronto para o início do abastecimento do lançador. O processo de abastecimento de RP-1 inicia-se a T-35m no primeiro estagio, seguindo-se o início do abastecimento do oxigénio líquido (LOX) na mesma altura. O abastecimento de LOX ao segundo estagio inicia-se a T-16m.

A fase terminal da contagem decrescente inicia-se com os motores a serem condicionados termicamente para o lançamento a T-7m. A T-1m é enviado um comando para o computador de voo para iniciar as verificações pré-lançamento e o sistema de supressão sónica é activado na plataforma de lançamento que é inundada por milhões de litros de água. Por esta altura os tanques de propelente também são pressurizados. A T-45s o Director de Lançamento da SpaceX verifica se todos os parâmetros estão prontos para a missão, sendo também verificado que o espaço aéreo está pronto para o lançamento. A sequência de ignição é iniciada a T-3s. A T=0s o foguetão abandona a plataforma.

Abandonando a plataforma de lançamento, o Falcon-9 inicia uma série de manobras para se colocar na trajectória de voo correcta. A fase MaxQ, de máxima pressão dinâmica, é atingida a T+1m 2s. É nesta altura que o lançador atinge o ponto mais elevado de ‘stress’ mecânico na sua estrutura.

 

O final da queima do primeiro estágio (MECO – Main Engine Cut-Off) ocorre a T+2m 30s, dando-se três segundos depois a separação entre o primeiro e o segundo estágio. A primeira ignição do segundo estágio ocorre entre T+2m 41s e T+8m 2s. Entretanto, a ejecção das duas metades da carenagem de protecção ocorre a T+3m 24s.

A queima de reentrada do primeiro estágio ocorre entre T+6m 16s e T+6m 42s, enquanto a queima de aterragem ocorre entre T+8m 7s e T+8m 34s, aterrando na plataforma flutuante A Shortfall Of Gravitas.

A segunda queima do segundo estágio inicia-se a T+27m 8s e termina a T+28m 15s. A separação do satélite SES-22 ocorre a T+33m 26s.

O foguetão Falcon-9

Baptizado em nome da nave Millenium Falcon da saga cinematográfica “Guerra das Estrelas”, o foguetão Falcon-9 é um lançador a dois estágios projectado e fabricado pela SpaceX para o transporte seguro e fiável de satélites e do veículo Dragon para a órbita terrestre. Sendo o primeiro foguetão completamente desenvolvido no Século XXI, este lançador foi projectado desde o início para ter a máxima fiabilidade. A sua simples configuração de dois estágios minimiza o número de eventos de separação (staging) e com nove motores no primeiro estágio, pode completar a sua missão em segurança mesmo na possibilidade de perda de um motor.

O Falcon-9 fez história em 2012 quando colocou a cápsula Dragon na órbita correcta para uma manobra de encontro com a estação espacial internacional, fazendo da SpaceX a primeira companhia comercial a visitar a ISS. Desde então, a SpaceX realizou múltiplas missões para a ISS transportando e recolhendo carga para a NASA. O Falcon-9, bem como a cápsula Dragon, foram desenhados na base do desenvolvimento de um sistema de transporte de astronautas para o espaço e num acordo com a NASA, a SpaceX está activamente a trabalhar para atingir esse objectivo.

O foguetão Falcon-9 Upgrade, ou Falcon-9 FT, (a seguir designado simplesmente como ‘Falcon-9’) representa a mais recente evolução deste lançador. De forma geral o Falcon-9 tem 68,4 metros de comprimento, 3,7 metros de diâmetro e uma massa de 541.300 kg. O veículo é capaz de colocar uma carga de 13.150 kg numa órbita terrestre baixa ou 4.850 kg numa órbita de transferência geossíncrona.

O primeiro estágio do Falcon-9 está equipado com nove motores Merlin (Merlin-1D) e tanque de liga de alumínio e lítio que contêm oxigénio líquido e querosene RP-1. Após a ignição, um sistema de segurança fixa o veículo na plataforma de lançamento e garante que todos os motores são verificados como estando na força máxima antes de libertar o foguetão para o seu voo. Então, com uma força superior a cinco aviões Boeing 747 em potência máxima, os motores Merlin lançam o foguetão para o espaço. Ao contrário dos aviões, a força de um foguetão vai aumentando com a altitude – o Falcon-9 gera 6.806 kN ao nível do mar mas atinge 7.426 kN no vácuo espacial. Os motores do primeiro estágio vão sendo aumentados em potência perto do final da queima do estágio para assim limitar a aceleração do veículo à medida que a massa do lançador vai diminuindo com a queima do combustível. O tempo total de queima do primeiro estágio é de 162 segundos.

O primeiro estágio B1073

Para esta missão a SpaceX utilizou o foguetão Falcon-9 (B1073.2), isto é, o primeiro estágio B1073 na sua 2.ª missão.

Este primeiro estágio foi utilizado pela primeira vez a 14 de Maio de 2022 quando às 2040:50UTC foi lançado a partir do Complexo de Lançamento SLC-40 do Cabo Canaveral SFS para colocar em órbita 53 satélites Starlink na missão Starlink G4-15. Na sua primeira missão o B1073 foi recuperado na plataforma flutuante Just Read The Instructions (JRTI) estacionada no Oceano Atlântico.

Com os seus nove motores agrupados juntos na configuração ‘octaweb’, o Falcon-9 pode aguentar a falha de até dois motores durante o lançamento e mesmo assim conseguir atingir a órbita terrestre com sucesso. O Falcon-9 é o único lançador na sua classe com esta característica chave.

O motor Merlin foi desenvolvido internamente pela SpaceX mas vai encontrar as suas raízes aos motores das missões Apollo, nomeadamente o sistema de injecção baseado no motor do módulo lunar. O propolente é alimentado através de uma única conduta, com uma turbo-bomba de dupla pá que opera num ciclo de gerador a gás. A turbo-bomba também fornece o querosene a alta pressão para os actuadores hidráulicos, que depois recicla para a entrada a baixa pressão. Isto elimina a necessidade de um sistema hidráulico separado e significa que não é possível ocorrer uma falha no controlo de vector de força por falta de fluido hidráulico. Uma terceira utilização da turbo-bomba é o fornecimento de controlo de rotação ao actuar no escape da turbina de exaustão (no segundo estágio). Combinando-se estas características num só dispositivo aumenta-se assim de forma significativa o nível de fiabilidade do sistema.

O motor é capaz de desenvolver uma força de 654 kN ao nível do mar, 716 kN no vácuo, com um impulso específico de 282 segundos (nível do mar) e 311 segundos (vácuo).

A secção interestágio é uma estrutura compósita que liga o primeiro e o segundo estágio e alberga os sistemas de libertação e separação. O Falcon-9 utiliza um sistema de separação totalmente pneumático para uma separação de baixo impacto e altamente fiável que pode ser testado no solo, ao contrário dos sistemas pirotécnicos utilizados na maior parte dos lançadores.

O segundo estágio é propulsionado por um único motor Merlin de vácuo e coloca a carga a transportar na órbita desejada. O motor do segundo estágio entra em ignição poucos segundos após a separação entre o segundo e o primeiro estágio, e pode ser reiniciado várias vezes para colocar múltiplas cargas em diferentes órbitas. Para máxima fiabilidade, o segundo estágio está equipado com sistemas de ignição redundantes. Tal como o primeiro estágio, o segundo estágio é feito a partir de uma liga de alumínio e lítio.

O motor Merlin de vácuo (Merlin-1D de vácuo) desenvolve uma força de 934 kN e o seu tempo de queima é de 397 segundos.

A carenagem compósita é utilizada para proteger a carga durante a passagem do Falcon-9 pelas camadas mais densas da atmosfera. Quando a missão do Falcon-9 é o lançamento do veículo de carga Dragon, a carenagem não é utilizada pois a cápsula possui o seu próprio sistema de protecção.

A carenagem tem 13,1 metros de comprimento e 5,2 metros de diâmetro. Fabricada em fibra de carbono, separa-se em duas metades utilizando um sistema de separação de actuadores pneumáticos semelhantes aos que são utilizados para a separação entre o primeiro e o segundo estágio.

A sequência de lançamento para o Falcon-9 é um processo de precisão ditada pela janela de lançamento tendo em conta a posição orbital a ser ocupada pela carga a bordo. Se a janela de lançamento é perdida, a missão é então adiada para a próxima janela de lançamento disponível.

Cerca de quatro horas antes do lançamento, inicia-se o processo de abastecimento – primeiro oxigénio líquido seguindo-se o querosene altamente refinado (RP-1). O vapor que se observa a sair do lançador durante a contagem decrescente é na realidade oxigénio a ser libertado dos tanques, sendo esta a razão pela qual o abastecimento de oxigénio líquido se mantém até quase ao final da contagem decrescente.

Lançamento Veículo 1.º estágio Local Lançamento Data Hora (UTC) Carga Recuperação
2022-049 152 B1058.12 KSC, LC-39A 06/Mai/22 09:46:00 Starlink G4-17 ASOG (Oc. Atlântico)
2022-051 153 B1063.5 VSFB, SLC-4E 13/Mai/22 22:07:50 Starlink G4-13 OCISLY (Oc. Pacífico)
2022-052 154 B1073.1 CCSFS, SLC-40 14/Mai/22 20:40:50 Starlink G4-15 JRTI (Oc. Atlântico)
2022-053 155 B1052.5 KSC, LC-39A 18/Mai/22 10:59:40 Starlink G4-18 ASOG (Oc. Atlântico)
2022-057 156 B1061.8 CCSFS, SLC-40 25/Mai/22 18:35:00 Transporter-5 JRTI (Oc. Atlântico)
2022-061 157 B1062.7 CCSFS, SLC-40 08/Jun/22 21:04 Nilesat-301 JRTI (Oc. Atlântico)
2022-062 158 B1060.13 KSC, LC-39A 17/Jun/22 16:09:20 Starlink G4-19 ASOG (Oc. Atlântico)
2022-063 159 B1071.3 VSFB, SLC-4E 18/Jun/22 14:19:52 SARah-1 LZ4
2022-064 160 B1061.9 CCSFS, SLC-40 19/Jun/22 04:27:36 Globalstar-87 USA-328 USA-329 USA-330 USA-331 JRTI (Oc. Atlântico)
2022-071 161 B1073.2 CCSFS, SLC-40 29/Jun/22 21:04 SES-22 ASOG (Oc. Atlântico)

Dados estatísticos e próximos lançamentos

– Lançamento orbital: 6239

– Lançamento orbital EUA: 1811 (29,03%)

– Lançamento orbital Cabo Canaveral SFS: 823 (13,19 – 45,45%)

Os próximos lançamentos orbitais previstos são (hora UTC):

6240 – 30 Jun (0500:??) – Mojave ASP, RW12/30 – Boeing 747 “Cosmic Girl” / LauncherOne (“Straight Up”) – YAM 4-QUEYSSAT (STP-28A), RECURVE (STP-28A), SLINGSHOT-1 (STP-28A), NACHOS-2 (STP-28A), MISR-B (STP-28A), CTIM-FD (ELaNa-39), GPX-2 (ELaNa-39)

6241 – 30 Jun (1230:??) – Satish Dawan SHAR, SLP – PSLV-CA (PSLV-C53) – DS-EO, NeuSAR, SCOOB-I, POEM

6242 – 30 Jun (2200:??) – Cabo Canaveral SLS, SLC-41 – Atlas-V/541 (AV-094) – USSF-12: WFOV (Wide Field of View Testbed missile-warning satellite), USSF-12 Ring (NG ESPA Star bus)

6243 – 07 Jul (2230:??) – Cabo Canaveral SFS, SLC-40 – Falcon 9-161 (B1058.13) – Starlink G4-21 (x53)

6244 – 07 Jul (????:??) – GIK-1 Plesetsk, LC43 PU-? – 14A14-1A Soyuz-2.1b/Fregat (Ya15000-056/112-xx) – Glonass-K №16L



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