Rússia falha lançamento da Soyuz MS-10 para a ISS

A Corporação Espacial Russa, Roscosmos, levou a cabo o lançamento da cápsula espacial tripulada Soyuz MS-10 (Союз МC-10) às 0840:15UTC do dia 11 de Outubro de 2018, transportando a bordo dois novos membros para a Expedição 57/58.

Porém, devido ao que parece ter sido um problema na separação dos quatro propulsores laterais pelas 0842:17UTC, a missão foi abortada tendo a cápsula espacial realizado uma aterragem balística de emergência. A tripulação foi resgatada sem qualquer problema de saúde devido ao acidente.

O lançamento da Soyuz MS-10 (11F732A48 n.º 740) foi levado a cabo pelo foguetão 11A511U-FG Soyuz-FG (U15000-062) a partir da Plataforma de Lançamento PU-5 do Complexo de Lançamento LC1 (17P32-5) ‘Gagarinskiy Start’ do Cosmódromo de Baikonur, Cazaquistão.

A tripulação da Soyuz MS-10 era composta por Alexei Nikolayevich Ovchinin (Алексей Николаевич Овчинин), Rússia (Roscosmos) e Tylor Nicholas Hague, EUA (NASA). Comandante da Soyuz MS-10, Alexei Ovchinin deveria ter servido como Engenheiro de Voo da Expedição 57 e Comandante da Expedição 58. Por seu lado, Tylor Hague era Engenheiro de Voo n.º 1 da Soyuz MS-10 e iria servir como Engenheiro de Voo da Expedição 57/58.

Oleg Ovchinin e Tyler Hague fariam parte da Expedição 57 a bordo da estação espacial internacional que é comandada pelo astronauta Alemão Alexander Gerst e da qual ainda fazem parte o Russo Sergei Valerievich Prokopyev e a Norte-americana Serena Maria Auñón-Chancellor. Posteriormente, Oleg Ovchinin iria assumir o comando da Expedição 58 da qual fariam ainda parte Tyler Hague, juntamente com Oleg Dmitriyevich Kononenko (Rússia), David Saint-Jacques (Canadá) e Anne Charlotte McClain (EUA).

Devido ao acidente a Roscosmos suspendeu o lançamento de todas as missões espaciais tripuladas até determinar as causas da falha do foguetão 11A511U-FG Soyuz-FG. No entanto, foi adiantado que o lançamento da Soyuz MS-11 poderá ser antecipado para meados de Novembro de 2018, caso as causas deste acidente sejam determinadas.

Uma análise preliminar da telemetria recebida do lançador apontam para que a causa do acidente esteja relacionada com problemas nos sistemas pirotécnicos de separação entre o primeiro e o segundo estágio.

A tripulação suplente da Soyuz MS-10 era composta por Oleg Dmitriyevich Kononenko (Олег Дмитриевич Кононенко), Rússia e David Saint-Jacques, Canadá.

Preparativos e lançamento

As duas tripulações da Soyuz MS-10 chegaram ao Cosmódromo de Baikonur a 25 de Setembro de 2018, viajando em aviões separados. No Aeroporto de Krainy, as tripulações foram recebidas por dignatarios da Corporação Espacial RKK Energia, da Corporação Estatal Roscosmos, por representantes da cidade de Baikonur e por responsáveis pelo Centro de Treino de Cosmonautas ‘Yuri Gagarin’.

Com a chegada ao Cosmódromo de Baikonur, as duas tripulações dão início à fase final do seu treino e preparativos para o lançamento. No cosmódromo, os cosmonautas e astronautas experimentam os seus fatos espaciais pressurizados Sokol-KV bem como os seus assentos personalizados no interior da cápsula espacial, familiarizam-se com a documentação de bordo e levam a cabo vários testes com os sistemas da Soyuz MS-10, participando também em cerimónias protocolares. Entre outras tarefas que levarão a cabo incluem-se sessões de treino de proximidade com a ISS, verificação de kits de equipamento científico, ensaio das operações balísticas e outros procedimentos preparatórios.

Finalizadas as operações de abastecimento da Soyuz MS-10, a cápsula espacial era transportada para as instalações de teste e montagem do MIK-254, sendo instalada na plataforma de trabalho para ser preparada para a sua acoplagem com o compartimento de transferência no dia 1 de Outubro. O compartimento de transferência é um módulo cilíndrico que serve como ligação física entre a carga do lançador e o último estágio Blok-I, servindo também como ponto de apoio das duas metades da carenagem de protecção da carga.

No dia 3 de Outubro os especialistas da Corporação RKK Energia procederam à inspecção visual da cápsula espacial e posteriormente, este foi colocada no interior da carenagem de protecção constituindo assim o denominado Módulo Orbital que é composto pela cápsula espacial Soyuz MS-10, pelo módulo de transferência e pela carenagem de protecção.

As tripulações da Soyuz MS-10 procederam à inspecção da cápsula espacial na sua configuração de voo no dia 4 de Outubro. Após a inspecção por parte das tripulações, o Módulo Orbital contendo a cápsula espacial Soyuz MS-10 foi transportada das instalações de processamento e teste MIK-254 para as instalações de integração e montagem do foguetão lançador no dia 6 de Outubro.

Entre os dias 7 e 8 de Outubro procedeu-se à montagem final do foguetão lançador da Soyuz MS-10. O processo de montagem iniciou-se com a integração do sistema de emergência com o topo do Módulo Orbital contendo a cápsula espacial Soyuz MS-10 que havia sido transportado no dia anterior das instalações de processamento e teste MIK-254 para as instalações de integração e montagem do foguetão lançador.

Terminada a montagem do sistema de emergência, o conjunto foi acoplado com o último estágio (Blok-I) do foguetão lançador e posteriormente com o estágio central (Blok-A). No dia 8 teve lugar a reunião da Comissão Estatal e da Comissão Técnica que analisaram todos os preparativos para o lançamento tanto relacionados com a tripulação, bem como com a cápsula espacial Soyuz MS-10, com o foguetão lançador 11A511U-FG Soyuz-FG e com as instalações de lançamento do Complexo de Lançamento LC1 e da Plataforma de Lançamento PU-5 (17P32-5) ‘Gagarinskiy Start’. No final desta reunião foi dada autorização para se proceder com o transporte do lançador para a plataforma de lançamento.

Às primeiras horas da manhã do dia 9 de Outubro, o foguetão 11A511U-FG Soyuz-FG (U15000-062) foi removido do interior das instalações de integração e montagem MIK-112 e transportado via caminho-de-ferro para a Plataforma de Lançamento PU-5 do Complexo de Lançamento LC1 (17P32-5) ‘Gagarinskiy Start’ do Cosmódromo de Baikonur.

O transporte do foguetão é feito na vertical ao longo de vários quilómetros que separam as instalações MIK-254 do Complexo de Lançamento LC1. Chegado ao complexo de lançamento, o lançador é elevado hidraulicamente e colocado sobre o fosso das chamas, iniciando-se assim dois dias de preparação para o lançamento.

A 9 de Outubro teve lugar em Baikonur a reunião da Comissão Estatal e da Comissão Técnica que analisou os preparativos para o lançamento da Soyuz MS-10. No final da reunião foi aprovada a constituição da tripulação principal e da tripulação suplente da Soyuz MS-10.

O lançamento da Soyuz MS-10 decorreu sem problemas até às 0842:17UTC, altura em que logo a seguir à separação dos quatro propulsores laterais foi declarada uma emergência. Nesta fase, já havia ocorrido a separação do sistema de emergência que é utilizado para separar o Módulo Orbital do segundo estágio do lançador.

O lançamento poderá ter fracassado devido a um problema na separação das duas metades da carenagem de protecção da carga.

A cápsula, juntamente com o estágio Blok-I, iniciou então uma trajectória balística, separando-se do estágio pouco depois. O Comandante, Alexei Ovchinin, anunciou que os dois homens estavam a sentir a ausência de peso durante esta fase de voo de emergência. O procedimento de separação dos três módulos foi iniciado e a cápsula espacial acabaria por aterrar em segurança às 0909UTC com os dois tripulantes a bordo a saírem incólumes.

As operações de busca e salvamento da tripulação foram iniciadas às 0919UTC, com a cápsula espacial e a tripulação a ser encontrada às 0954UTC.

O veículo Soyuz MS (11F732A48)

Externamente não existem diferenças significativas entre a Soyuz MS e a Soyuz TMA-M. AS melhorias introduzidas na Soyuz MS centram-se principalmente ao nível dos sistemas de comunicações e de navegação com a introdução de modernos dispositivos electrónicos.

Se a Soyuz TMA-M surgiu como uma versão melhorada da Soyuz TMA, o mesmo acontece com a Soyuz MS em relação à versão anterior. As modificações introduzidas na Soyuz TMA-M tiveram como função substituir os dispositivos de orientação, navegação e sistemas de controlo de bordo, além do sistema de medição, por dispositivos desenvolvidos tendo como base novas tecnologias electrónicas e digitais, e um novo software; prolongar as capacidades funcionais do veículo tendo em conta o controlo dos sistemas de bordo a partir dos computadores de bordo e proporcionar uma integração mais profunda com os computadores da ISS quando na utilização de um canal de transmissão multiplex; e aumentar as capacidades de carga através de uma redução de massa dos sistemas de bordo. Assim, cinco novos dispositivos com uma massa total de cerca de 42 kg (em vez de seis dispositivos com uma massa total de cerca de 101 kg) foram instalados no sistema de controlo, orientação e navegação. Neste caso, o consumo de energia foi reduzido até 105 W (em vez de 402W).

A Soyuz MS introduz um novo sistema de navegação Kurs, um novo sistema de comunicação via rádio, a utilização do sistema GPS/GLONASS para navegação, e a utilização de um sistema de comunicações de proximidade para navegação relativa.

A introdução destas alterações altera somente o aspecto externo no que diz respeito ao número de antenas no veículo.

Na Soyuz MS é utilizado um computador central introduzido na versão TMA-M (TsVM-101 – com uma massa de 8,3 kg em vez do velho Árgon-16 com uma massa de 70 kg) com novo dispositivo de interface com uma massa total de cerca de 26 kg e um consumo energético de 80 W como parte das modificações ao sistema de controlo, orientação e navegação. A capacidade do computador central é de 8 M operações por segundo, a capacidade da memória RAM é de 2.000 kB. A capacidade operacional é consideravelmente aumentada. O sistema de telemetria analógico utilizado anteriormente foi também substituído por um novo sistema de telemetria designado MBITS.

A Soyuz MS pode permanecer durante 215 dias acoplada à estação espacial internacional. Esta permanência é limitada devido à natureza corrosiva dos propelentes utilizados nas manobras orbitais que levam à degradação dos tanques e dos sistemas de propelente com o passar do tempo.

As modificações e melhorias levadas a cabo entre a Soyuz TMA-M e a Soyuz MS tiram partido da comunalidade entre os veículos Soyuz e os veículos de carga Progress, pois é nestes veículos que são primeiramente ensaiadas as modificações antes de serem introduzidas nos veículos tripulados.

As principais alterações na Soyuz MS dão-se na substituição do sistema de comunicações por rádio Kvant-V, de fabrico ucraniano, por um Sistema Unificado de Comando e Telemetria, terminando com a dependência da Rússia no que diz respeito ao fabrico de antenas, alimentadores e sistemas electrónicos que provinham da Ucrânia. O novo sistema de comando e telemetria é capaz de utilizar o sistema de comunicações geostacionário Luch para o envio de telemetria para o solo e para a recepção de comandos na parte orbital durante a qual não se encontra sobre território russo. Assim, com este novo sistema de comunicações a Soyuz MS é capaz de se manter em contacto com o centro de controlo durante 70% da sua órbita, ao contrário dos 10 a 20 minutos do que era capaz anteriormente.

Outra grande melhoria na Soyuz MS é a implementação da Ligação de Comunicações de Proximidade com a estação espacial durante as manobras de aproximação para garantir uma navegação relativa como uma fonte adicional de dados. A Soyuz MS está equipada com receptores GPS e GLONASS para determinação precisa do tempo, calculo do vector de estado e determinação orbital, permitindo assim uma maior precisão das manobras orbitais (queimas), mesmo pelo próprio veículo de forma automática, não necessitando do seguimento por radar que somente é possível quando o veículo passava sobre as estações terrestres.

A Soyuz MS também alberga um novo sistema de câmaras e utiliza a transmissão digital de vídeo para assim enviar imagens de melhor qualidade para a estação espacial e para o solo no processo de seguimento das manobras de aproximação e acoplagem. Em vez do sistema analógico Klyost, o veículo utiliza um sistema de televisão que permite que o vídeo seja transmitido como parte do fluxo de dados através da ligação de comunicações espaciais.

O novo sistema de navegação Kurs é uma melhoria significativa da nova geração em relação à anterior geração, deixando o sistema Kurs-A e introduzindo o sistema Kurs-NA. O sistema Kurs utilizado nos veículos Soyuz e Progress, é um sistema de rádio que permitem a realização automática das manobras de aproximação e acoplagem com a estação espacial. O sistema utiliza a emissão de sinais enviados pelo veículo alvo que podem ser recebidos por várias antenas no veículo perseguidor para determinar a distância e os ângulos para iniciar o encontro a uma distância de 200 km. O sistema Kurs-NA elimina todos os componentes de fabrico ucraniano e permite uma significativa redução de peso ao mesmo tempo que aumenta as capacidades do sistema. O novo sistema necessita somente de uma antena e fornece medições mais precisas durante as manobras de aproximação e acoplagem.

A Soyuz MS está também equipada com uma nova unidade de controlo Burk que substitui o anterior sistema que já não se encontra em produção. São também utilizadas novas unidades BDUS-3A para o sistema de controlo de atitude da Soyuz MS e um novo sistema de iluminação com luzes LED para a aproximação final à ISS.

O sistema de fornecimento de energia é mais eficiente do que o seu predecessor utilizando células solares de elevada eficiência e os propulsores de manobra no exterior no veículo encontram-se em novas posições, tornando o sistema mais robusto.

A Soyuz MS pode transportar até três tripulantes tendo uma vida útil em órbita de 200 dias, podendo no entanto permanecer 14 dias em voo autónomo. Tendo um peso de total de 7.080 kg (podendo transportar 900 kg de combustível), o seu comprimento total é de 6,98 metros, o seu diâmetro máximo é de 2,72 metros e o seu volume habitável total é de 9,0 m³. Pode transportar um máximo de 170 kg de carga no lançamento e 50 kg no regresso à Terra. A velocidade máxima que pode atingir no regresso à Terra com a utilização do pára-quedas principal é de 2,6 m/s, sendo a sua velocidade normal de 1,4 m/s, porém com o pára-quedas de reserva a sua velocidade máxima é de 4,0 m/s e a velocidade normal será de 2,4 m/s . Tal como o seu antecessor, o veículo Soyuz MS é composto por três módulos: o Módulo Orbital, o Módulo de Reentrada e o Módulo de Propulsão e Serviço.

O Módulo Orbital (Botivoi Otsek) – Tem um peso de 1.278 kg, um comprimento de 3,29 metros, diâmetro de 2,2 metros e um volume habitável de 6,6 m3. Está equipado com um sistema de acoplagem dotado de uma sonda retráctil com um comprimento de 0,5 metros, e um túnel de transferência. O comprimento do colar de acoplagem é de 0,22 metros e o seu diâmetro é de 1,35 metros. O sistema de acoplagem Kurs está equipado com duas antenas, estando uma colocada numa antena perpendicular ao eixo longitudinal do veículo. Este módulo separa-se do módulo de descida antes do accionamento dos retro-foguetões que iniciam o regresso à Terra.

O Módulo de Reentrada (Spuskaemiy Apparat) – Podendo transportar até 3 tripulantes, tem um peso de 2.835 kg, um comprimento de 2,14 metros, um diâmetro de 2,20 metros e um volume habitável de 3,85 m3. Possui 6 motores de controlo com uma força de 10 kgf que utilizam N2O4 e UDMH como propolentes. O Módulo de Descida permite aos seus tripulantes o uso dos seus fatos espaciais pressurizados durante as fases de lançamento e reentrada atmosférica, estando também equipado com o sistema de controlo do veículo, pára-quedas, janelas, sistema de comunicações e com os assentos Kazbek-UM. A aterragem é suavidade utilizando um conjunto de foguetões que diminui a velocidade de descida alguns segundos antes do impacto no solo.  Durante o lançamento, acoplagem, separação, reentrada atmosférica e aterragem, o Comandante está sentado no assento central do módulo com os restantes dois tripulantes sentados a cada lado.

O Módulo de Propulsão e Serviço (Priborno-agregatniy Otsek) – Tem um peso de 3.057 kg, um diâmetro base de 2,2 metros e um diâmetro máximo de 2,7 metros. Está equipado com 16 motores de manobra orbital com uma força de 10 kgf cada, e 8 motores de ajustamento orbital também com uma força de 10 kgf. Todos os motores utilizam N2O4 e UDMH como propelentes. O sistema de manobra orbital possui um impulso específico de 305 s. O seu sistema eléctrico gera 0,60 kW através de dois painéis solares com uma área de 10,70 m2.

O foguetão 11A511U-FG Soyuz-FG

O lançador 11A511U-FG Soyuz-FG é uma versão melhorada do foguetão 11A511U Soyuz-U. Esta versão possui motores melhorados e sistemas aviónicos modernizados, além de possuir um número de componentes fabricados fora da Rússia muito reduzido. O 11A511U-FG Soyuz-FG pertence à família do R-7 tendo também tem as designações Sapwood (NATO), SL-4 (departamento de Defesa dos Estados Unidos) e A-2 (Designação Sheldom).

É um veículo de três estágios no qual o primeiro consiste em quatro propulsores laterais a combustível líquido que auxiliam o veículo nos minutos iniciais do voo.

O 11A511U-FG Soyuz-FG é capaz de colocar uma carga de 7.420 kg numa órbita média a 193 km de altitude e com uma inclinação de 51,8º em relação ao equador terrestre.

O primeiro lançamento de um veículo 11A511 Soyuz deu-se a 28 de Novembro de 1966 a partir do Cosmódromo NIIP-5 Baikonur. Neste dia o lançador 11A511 Soyuz (n.º 1) colocou em órbita o satélite Cosmos 133 Soyuz 7K-OK n.º 2 (02601 1966-107A). Por seu lado o primeiro 11A511U Soyuz-U foi lançado a 18 de Maio de 1973, a partir do Cosmódromo NIIP-53 Plesetsk e colocou em órbita o satélite Cosmos 559 Zenit-4MK (06647 1973-030A). O primeiro desaire com o 11A511U Soyuz-U ocorreu a 23 de Maio de 1974, quando falhou o lançamento de um satélite do tipo Yantar-2K a partir do Cosmódromo NIIP-53 Plesetsk. O primeiro lançamento de um 11A511U-FG Soyuz-FG deu-se a 20 de Maio de 2001, tendo colocado em órbita o cargueiro Progress M1-6 (26773 2001-021A) em direcção à ISS.