SpaceX lança última missão Starlink de 2021

A SpaceX levou a cabo o lançamento de mais 52 satélites da constelação Starlink na versão 1.5. O lançamento teve lugar às 1241:40UTC do dia 18 de Dezembro de 2021 a partir do Complexo de Lançamento SLC-4E da Base das Forças Espaciais Vandenberg, Califórnia.

Nesta missão a SpaceX utilizou o foguetão Falcon 9-132 (B1051.11), cujo primeiro estágio foi recuperado na plataforma flutuante Of Course I Still Love no Oceano Pacífico.

Para esta missão o teste estático foi realizado a 17 de Dezembro.

Os satélites Starlink v1.5 incluem um sistema de comunicações ‘laser’ inter-satélites melhorados e que são necessários para alargar a cobertura nas latitudes mais elevadas e nas áreas oceânicas. Estes satélites contam agora com uma comunicação inter satélite por ‘laser’ que os guia e orienta nas suas posições e permite a distância entre eles e outros satélites nas imediações evitando assim uma possível colisão.

Esta missão teve como destino uma órbita inclinada a 53,2.º, sendo a primeira vez que a SpaceX lançou uma missão desde Vandenberg para uma órbita não porlar. 

Os satélites da Fase 1 estão divididos em diferentes «conchas» (shells) colocadas em diferentes inclinações orbitais, com a numenclatura agora utilizada pela empresa a identificiar a futura localização dos satélites. Assim, a nomenclatura Starlink Grupo X-Y representa o número da «concha» (‘X’ de 1 a 5) e o ‘Y’ representa o número da missão para essa «concha». De notar que os números da missão podem surgir em ordem não cronológica.

Texto: salomé T. Fagundes / Rui C. Barbosa

Os satélites Starlink

SpaceX projectou a Starlink para conectar utilizadores de Internet com baixa latência, oferecer serviços de distribuição de elevada largura de banda fornecendo uma cobertura continua em todo o mundo usando uma rede de milhares de satélites na órbita baixa da terra especialmente em lugares onde a conectividade é baixa ou inexistente como, por exemplo, em lugares rurais. Os Starlink também darão cobertura em locais onde os serviços existentes são instáveis ou de elevado custo.

Com um desenho de painel plano contendo múltiplas antenas de alto rendimento e um único painel solar, cada satélite Starlink pesa cerca de 260 kg, permitindo à SpaceX uma produção em massa e tirar todo o proveito da capacidade de lançamento do Falcon-9. Para ajustar a posição em órbita, manter a altitude pretendida e posterior remoção orbital, os satélites Starlink possuem propulsores do tipo Hall alimentados a krípton. Sendo injectados a uma altitude de 290 km usarão este mesmo sistema para elevar as suas orbitas assim que sejam concluídas as verificações.(Antes de elevar a órbita, os engenheiros da SpaceX irão realizar uma revisão de dados para garantir que todos os satélites Starlink estão a operar como pretendido).

Desenhados e construídos usando a mesma tecnologia que as Dragon, cada satélite está equipado com Startracker que permite apontar os satélites com precisão. Nesta iteração a SpaceX incrementou a capacidade de espectro para o utilizador final através de melhorias permitindo uma maximização na utilização das bandas Ka e Ku. Os satélites são também capazes de detectar lixo espacial em órbita e evitar a colisão de modo autónomo.

Os satélites Starlink estão na linha da frente na mitigação de detritos em órbita, atingindo ou excedendo todas as leis padronizadas da indústria aeroespacial. No fim do ciclo de vida, os satélites irão usar a própria propulsão que têm a bordo para procederem à remoção orbital no decurso de uns poucos meses. No improvável evento da propulsão falhar, estes satélites irão queimar na atmosfera terrestre no período compreendido entre 1 a 5 anos, tempo significativamente inferior que as centenas ou milhares de anos necessários para grandes altitudes. De notar que todos os componentes estão projectados para uma total desintegração.

A Starlink irá oferecer um serviço de Internet em zonas dos Estados Unidos da América e no Canadá ao fim de seis lançamentos, rapidamente expandindo para uma cobertura global nas zonas populacionais após vinte e quatro lançamentos.

Estando ainda na fase inicial de injecção orbital os painéis solares encontram-se numa posição de baixo atrito e o conjunto dos próprios Starlinks estando ainda muito próximos uns dos outros faz com sejam muito visíveis a olho nu a partir do solo aquando da sua passagem. Quando os satélites atingem a altitude operacional de 550 km as suas orientações mudam e os satélites começam a ficar significativamente menos visíveis a partir do solo.

Durante todas as operações de voo, a SpaceX irá partilhar dados de monitorização de alta fidelidade com outras operadoras de satélites através do 18.º esquadrão do controlo espacial da Força Aérea Americana. Adicionalmente a SpaceX irá disponibilizar aos grupos de astronomia com informação de previsão do tipo TLE’s (two-line elements) antes de qualquer lançamento para que os astrónomos possam coordenar as observações com a passagem dos satélites

Lançamento Veículo 1.º estágio Local Lançamento Data Hora (UTC) Carga
2021-027 113 B1058.7 CCSFS, SLC-40

07/Abr/21

16:34:18

Starlink v1.0-L23 (60)
2021-036 115 B1060.7 CCSFS, SLC-40

29/Abr/21

03:44:30

Starlink v1.0-L24 (60)
2021-038 116 B1049.9 KSC, LC-39A

04/Mai/21

19:01

Starlink v1.0-L25 (60)
2021-040 117 B1051.10 CCSFS, SLC-40

09/Mai/21

06:42:45

Starlink v1.0-L27 (60)
2021-041 118 B1058.8 KSC, LC-39A

15/Mai/21

22:56

Starlink v1.0-L26 (52)
2021-044 119 B1063.2 CCSFS, SLC-40

26/Mai/21

18:59

Starlink v1.0-L28 (60)
2021-082 125 B1049.10 VSFB, SLC-4E

13/Set/21

03:55:50

Starlink 2-1 (51) (v1.5 L1)
2021-104 128 B1058.9 CCSFS, SLC-40

13/Nov/21

12:19:30

Starlink 4-1 (53) (v1.5 L2)
2021-115 130 B1060.9 CCSFS, SLC-40

2/Dez/21

23:12

Starlink 4-3 (48) (v1.5 L3)
2021-125 132 B1051.11 VSFB, SLC-4E

18/Dez/21

12:41:40

Starlink 4-4 (52) (v1.5 L4)

Texto: Rui C. Barbosa / Salomé T. Fagundes

Tabela: Rui C. Barbosa  

Lançamento

O foguetão Falcon-9 é activado a T-10h 00m. 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 lançamento. O processo de abastecimento inicia-se a T-35m no primeiro estagio,seguindo-se o início do abastecimento do oxigénio líquido (LOX) ao mesmo tempo e no segundo estagio 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 por água é activado na plataforma de lançamento. Por esta altura os tanques de propolente também são pressurizados A T-45s o Director de Lançamento da SpaceX verifica se todos os parâmetros estão prontos para a missão. Na mesma altura, é verificado que o espaço aéreo está pronto para o voo. 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 12s. O final da queima do primeiro estágio ocorre a T+2m 32s, dando-se três segundos depois a separação entre o primeiro e o segundo estágio. O segundo estágio entra em ignição a T+2m 42s. A ejecção da carenagem de protecção ocorre a T+2m 52s. O primeiro estagio reentra a T+6m 41s e aterra na plataforma flutuante Of Course I Still Love You a T+8m 41s sendo recuperado com sucesso.

O final da primeira queima do segundo estágio ocorre a T+8m 50s. O segundo estágio inicia uma fase não propulsionada de cerca de 7 minutos, com a separação do satélites Starlink a ocorrer a T+15m 36s.

Texto: Rui C. Barbosa / Salomé T. Fagundes

O foguetão Falcon-9

Baptizado em nome da nave Millenium Falcon da saga cinematográfica “Guerra das Estrelas”, o foguetão Falcon-9 v1.1 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.

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.

Lançamento Veículo 1.º estágio Local Lançamento Data Hora (UTC) Carga Recuperação
2021-059 123 B1060.8 CCSFS, SLC-40 30/Jun/21 19:31:00 Transporter-2 LZ-1 (Cabo Canaveral)
2021-078 124 B1061.4 KSC, LC-39A 29/Ago/21 07:14:49 Dragon SpX-23 ASOG (Oc. Atlântico)
2021-082 125 B1049.10 VSFB, SLC-4E 13/Set/21 03:55:50 Starlink 2-1 OCISLY (Oc. Pacífico)
2021-084 126 B1062.3 KSC, LC-39A 16/Set/21 00:02:50 Inspiration4 JRTI (Oc. Atlântico) 
2021-103 127 B1067.2 KSC, LC-39A 11/Nov/21 02:03:31 Endurance Crew-3 ASOG (Oc. Atlântico)
2021-104 128 B1058.9 CCSFS, SLC-40 13/Nov/21 12:19:30 Starlink 4-1 JRTI (Oc. Atlântico)
2021-110 129 B1063.3 VSFB, SLC-4E 24/Nov/21 06:21:02 DART LICIACube OCISLY (Oc. Pacífico)
2021-115 130 B1060.9 CCSFS, SLC-40 02/Dez/21 23:12

Starlink 4-3

BlackSky-16

BlackSky-17

ASOG (Oc. Atlântico)
2021-121 131 B1061.5 KSC, LC-39A 09/Dez/21 06:00 IXPE JRTI (Oc. Atlântico)
2021-125 132 B1051.11 VSFB, SLC-4E 18/Dez/21 12:41:40 Starlink 4-4 OCISLY (Oc. Pacífico)

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.

Texto e tabela: Rui C. Barbosa

O estágio B1051

Para esta missão a SpaceX utilizou o primeiro estágio era designado B1051 na sua 11.ª missão (B1051.11).

Este primeiro estagio estágio foi utilizado pela primeira vez a 2 de Março de 2019, quando às 0745:03UTC foi lançado a partir do Complexo de Lançamento 39A do Centro Espacial Kennedy (LC39A) para a missão de demonstração da cápsula Crew Dragon C204 (Demo-1). Na sua primeira missão o B1051 foi recuperado na plataforma flutuante Of Course I Still Love You (OCISLY). A sua segunda missão teria lugar dia 12 de Junho de 2019 quando às 1417UTC foi lançado a partir do Complexo de Lançamento Espacial SLC-4E da Base Aérea de Vandenberg, Califórnia para colocar em órbita 3 satélites para a Radarsat Constellation. Na sua segunda missão este estágio aterrou na zona de aterragem 4 (LZ4) na Base Aérea de Vandenberg. Na terceira missão a 29 de Janeiro de 2020 foi lançado às 14:06:49,493UTC a partir Complexo de Lançamento SLC-40 do Cabo Canaveral SFS para colocar em órbita um conjunto de 60 satélites (v1.0 L3) vindo a ser recuperado na plataforma flutuante OCISLY. Já na quarta missão a 22 de Abril de 2020 às 1930:30UTC foi lançado a partir do Complexo de Lançamento 39A do Centro Espacial Kennedy (LC39A) para colocar em órbita um conjunto de satélites Starlink (v1.0 L6) sendo recuperado na plataforma flutuante OCISLY.

Na quinta missão, a 7 de Agosto de 2020, foi lançado às 0512:05UTC a partir do Complexo de Lançamento 39A do Centro Espacial Kennedy (LC39A) para colocar em órbita 57 satélites da constelação Starlink (v1.0 L9) sendo recuperado na plataforma flutuante OCISLY. A sua sexta missão, a 18 de Outubro de 2020, foi lançado às 1225:57,439UTC a partir Complexo de Lançamento 39A do Centro Espacial Kennedy (LC39A) para colocar em órbita 60 satélites da constelação Starlink (v1.0 L13) sendo recuperado na plataforma flutuante OCISLY. Na sétima missão a 13 de Dezembro de 2020 foi lançado às 1730:00UTC a partir do Complexo de Lançamento SLC-40 do Cabo Canaveral SFS para colocar em órbita o satélite SiriusXM sendo recuperado na plataforma flutuante Just Read The instructions (JRTI). Na oitava missão a 20 de Janeiro de 2021 pelas 13:02 UTC foi lançado a partir Complexo de Lançamento 39A do Centro Espacial Kennedy (LC39A) para colocar em órbita um novo conjunto de satélites Starlink (v1.0 L16) sendo recuperado na plataforma flutuante JRTI. Na nona missão, a 14 de Março de 2021 foi lançado às 1001:26UTC para colocar em órbita um conjunto de satélites Starlink (v1.0 L21) sendo recuperado na plataforma flutuante OCISLY.

A 10.ª missão do estágio B1051 teve lugar a 9 de Maio, sendo utilizado para o lançamento de 60 satélites Starlink a partir do Complexo de Lançamento SLC-40 do Cabo Canaveral SFS. Nesta missão foi recuperado na plataforma JRTI. Com excepção dos lançamentos a partir de Vandenberg todas as recuperações deste estágio tiveram lugar no Oceano Atlântico.

Texto: Rui C. Barbosa / Salomé T. Fagundes

Dados estatísticos e próximos lançamentos

– Lançamento orbital: 6155

– Lançamento orbital EUA: 1770 (28,76%)

– Lançamento orbital desde Vandenberg SFB: 709 (11,52% – 40,06%)

Os próximos lançamentos orbitais previstos são (hora UTC):

6156 – 19 Dez (0358:??) – Cabo Canaveral SFS, SLC-40 – Falcon 9-132 – Turksat-5B

6157 – 20 Dez (1500:??) – GIK-1 Plesetsk, LC35/1 – 14A127 Angara-A5/DM-03 (71753/3L) – IPM-3

6158 – 21 Dez (1006:??) – CE Kennedy, LC39A – Falcon 9-134 – Dragon v2 SpX-24 (CRS-24), DAILI, PATCOOL, TARGIT, TARGIT Target, GASPACS

6159 – 21 Dez (1433:52) – Tanegashima, Yoshinubo LP1 – H-2A/204 (F45) – Inmarsat-6 F1

6160 – 22 Dez (1900:??) – Mojave ASP, RW12/30 – Boeing 747 “Cosmic Girl” / LauncherOne (“Above the Clouds”) – Ignis, ELaNa 29 (PAN A, PAN B), ADLER-1, STORK-3,SteamSat-2, STP-VP27B (x8 sat)



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