O foguetão New Glenn, da empresa norte-americana, Blue Origin teve o seu lançamento inaugural a 16 de Janeiro de 2025.
O lançamento ocorreu às 0703UTC e foi realizado a partir do Complexo de Lançamento SLC-36 do Cabo Canaveral SFS, Florida. O primeiro estágio do foguetão New Glenn NG-1 (GS1-SN001), também designado “So You’re Telling Me There’s a Chance”, acabou por ser perdido na tentativa de aterragem na plataforma flutuante Jacklyn LPV1 (Landing Platform Vessel 1).
Uma tentativa de lançamento realizada a 13 de Janeiro seria cancelada devido à formação de gelo numa conduta de purga conectada a uma unidade auxiliar de energia necessária para a activação de sistemas hidráulicos.
O segundo estágio, com a sua carga não separável, ficou colocado numa órbita com um perigeu a 2.400 km, apogeu a 19.300 km e inclinação orbital de 30º.
Este lançamento estava originalmente previsto para ter lugar em Outubro de 2024, transportando a missão marciana ESCAPADE, da agência espacial norte-americana NASA. Porém, com a Blue Origin a indicar que o lançador não estaria pronto a tempo do lançamento, foi decidido colocar em bordo da primeira missão a carga útil Blue Ring.
Esta carga foi desenvolvida pela unidade In-Space Systems da Blue Origin e testará o seu núcleo principal, os sistemas terrestres e as capacidades operacionais do Blue Ring. O NG-1 transporta a carga útil do Blue Ring Pathfinder como parte do Esforço de Protótipo de Logística Orbital da Unidade de Inovação de Defesa (Defense Innovation Unit DIU). O financiamento do DIU está a ajudar a viabilizar futuras missões do Departamento de Defesa. A missão NG-1 é o primeiro voo de certificação National Security Space Launch (NSSL).
O demonstrador inclui um conjunto de comunicações, sistemas de energia e um computador de voo fixado num anel adaptador de carga útil secundário. A missão validará as capacidades de comunicação do Blue Ring da órbita para o solo. A missão também testará a sua telemetria no espaço, equipamento de seguimento e comando, e seguimento radiométrico baseado em terra que será utilizado no futuro veículo espacial de produção do Blue Ring. O demonstrador permanecerá a bordo do segundo estágio de New Glenn durante uma missão prevista de seis horas.
O Blue Ring aborda dois dos desafios mais difíceis dos voos espaciais actualmente: a crescente infraestrutura espacial e a necessidade de maior mobilidade no espaço. A capacidade da nave espacial de manobrar para múltiplas órbitas e locais, implantar e hospedar cargas úteis e realizar computação e comunicações a bordo permitirá missões inovadoras para uma variedade de clientes.
A plataforma de mobilidade espacial multimissão pode entregar e alojar 3.000 kg de carga útil em 13 portos para destinos no espaço GEO, cislunar e interplanetário. As portas do Blue Ring podem acomodar satélites das classes ‘ESPA’ e ‘ESPA Grande’ e uma carga útil de até 2,5 toneladas métricas no seu convés superior.
O primeiro lançamento do New Glenn, assim batizado em nome do primeiro astronauta norte-americano a atingir a órbita terrestre – John Herschell Glenn, Jr. – surge após a realização, a 28 de Dezembro de 2024, de um teste de ignição dos motores do lançador.
A ignição dos sete motores durou 24 segundos e marcou a primeira vez que a Blue Origin todo o veículo de voo como um sistema integrado. A campanha de testes de vários dias que antecedeu o teste incluiu vários testes funcionais e de tanque inertes. O veículo de lançamento integrado incluiu o primeiro e o segundo estágio do veículo de voo NG-1 e um artigo de teste de carga útil composto por carenagens de demonstração, uma unidade de voo adaptadora fixa de alta capacidade e um simulador de massa de carga útil de 20.412 kg.
Um dos principais objetivos da campanha de testes foi demonstrar as operações no dia do lançamento na configuração de teste NG-1. Além disso, a equipa realizou vários testes para validar o veículo e os sistemas terrestres na configuração totalmente integrada e na plataforma de lançamento. Estes dados seriam utilizados para finalizar os cronogramas do dia de lançamento, confirmar o desempenho esperado e correlacionar os modelos com os dados de teste do mundo real.
O teste de abastecimento incluiu uma execução completa da sequência de contagem decrescente, testando a autoridade de transferência de e para o computador de voo, e recolhendo dados de validação de fluidos. Os tanques do primeiro estágio (GS1) foram enchidos e pressurizados com gás natural liquefeito (GNL) e oxigénio líquido (LOX), e o segundo estágio (GS2) com hidrogénio líquido e oxigénio líquido – ambos com pontos de regulação representativos do NG -1.
O ensaio WDR (Wet Dress Rehearsal) do NG-1 demonstrou os procedimentos finais de lançamento que conduzem à ignição dos motores. Todos os sete motores tiveram um desempenho nominal, sendo accionados durante 24 segundos, incluindo 100% de impulso durante 13 segundos. O teste demonstrou também o sistema de pressurização autógeno do New Glenn, que autogera gases para pressurizar os tanques de propelente do GS1.
O foguetão New Glenn
Desenvolvido pela empresa norte-americana Blue Origin, o foguetão New Glenn é um lançador orbital a dois estágios, cujo primeiro estágio é reutilizável.
O desenvolvimento do foguetão New Glenn começou antes de 2013 e foi anunciado oficialmente em 2016.
O foguetão tem um comprimento de 98 metros e um diâmetro de 7 metros, sendo capaz de colocar uma carga de 45.000 kg numa órbita terrestre baixa, 13.600 kg numa órbita de transferência para a órbita geossíncrona e 7.000 kg numa órbita de injecção lunar.
Designado “Glenn Stage 1” (GS1), o primeiro estágio tem um comprimento de 57,5 metros e um diâmetro de 7 metros, desenvolvendo uma força de 17.100 kN através de sete motores BE-4 que consomem LOX e CH4.
O primeiro estágio foi concebido para ser reutilizável durante um mínimo de 25 voos e irá aterrar verticalmente, utilizando uma tecnologia desenvolvida pela Blue Origin e testada em 2015–2016 no seu veículo de lançamento suborbital New Shepard.
Este estágio consiste de três módulos: posterior, intermédio e dianteiro. O módulo posterior contém sete motores BE-4 com um impulso total de 1,71 x 104 kN ao nível do mar. Os motores BE-4 reinicializáveis proporcionam um controlo vectorial de impulso preciso e uma capacidade contínua de aceleração profunda para suportar a desaceleração propulsiva e as manobras de aterragem, ao mesmo tempo que apresentam uma longa vida útil. A saia do motor de 8,5 m de diâmetro protege os motores das condições de reentrada atmosférica e contém seis trens de aterragem armazenados.
O módulo intermédio alberga os depósitos de combustível (GNL) e oxidante (LOX). Os tanques são fabricados em alumínio ortogrelhado e concebidos para suportar as elevadas cargas realizadas durante a reentrada. Grandes aletas aerodinâmicas na extremidade traseira dos tanques proporcionam ao primeiro estágio de retorno um maior alcance cruzado durante a descida e reentrada.
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O Complexo de Lançamento SLC-36 O Complexo de Lançamento SLC-36, foi originalmente construído como LC-36 em princípios dos anos 60 do século XX e serviu de local de lançamento dos foguetões Atlas-I, Atlas-II, Atlas-III e Atlas Centaur. Originalmente o complexo era composto por duas plataforma de lançamento LC-36A e LC-36B, ocorrendo um total de 145 lançamentos a partir das duas plataforma. O primeiro lançamento a partir da Plataforma A ocorreu a 18 de Maio de 1968 quando o foguetão Atlas LV-3C AC-1 / Centaur D 126D explodiu segundos após deixar a plataforma de lançamento. A última missão com os foguetões Atlas ocorria a 31 de Agosto de 2004 quando o foguetão Atlas-IIAS (AC-167) lançava a missão NROL-1 Nemesis. Porseu lado, a Plataforma B teve o seu lançamento inaugural a 11 de Agosto de 1965, com o foguetão Atlas Centaur-D (AC-6) a lançar o simulador Surveyor SD-2. A última missão ocorria a 3 de Fevereiro de 2005 com o foguetão Atlas-3B (AC-206) a lançar a missão NROL-23 com dois satélites NOSS. Ambas as torres umbilicais das duas plataformas de lançamento seriam demolidas em 2006, com as torres móveis a serem demolidas a 16 de Junho de 2007. Em 2015, a Blue Origin alugou o SLC-36 com o objectivo de desenvolver um novo complexo de lançamento para os seus foguetões orbitais. |
O módulo dianteiro possui quatro aletas de controlo aerodinâmico accionadas para controlo de atitude durante a descida. Esta secção também fornece ligações umbilicais de terra para o New Glenn e alojamento entre estágios dos dois motores BE-3U otimizados para vácuo de segundo estágio. O módulo avançado alberga vários aviónicos de orientação, navegação e controlo, incluindo um sistema autónomo de segurança de voo. O sistema pneumático de separação do estágio, que proporciona uma separação positiva antes da ignição do segundo estágio, está localizado neste módulo.
O segundo estágio – “Glenn Stage 2” (GS-2) – é um estágio LOX/LH2 descartável com motores BE-3U de suspensão Cardan dupla com um impulso total de 1.060 kN em vácuo. O estágio tem também um diâmetro de tanque de 7 m e utiliza ferramentas comuns ao primeiro estágio para reduzir os custos recorrentes. O comprimento do tanque do segundo estágio é de 16,1 me o comprimento total, incluindo as duas tubeiras BE-3Us de alta taxa de expansão, é de 23,4 m. Semelhante ao primeiro estágio, o segundo estágio tem secções de popa, intermédia e dianteira.
A secção de popa consiste principalmente em dois motores BE-3U, estrutura de impulso de barra transversal associada e tanque/equipamento para operações de longa duração. O sistema de controlo de reações (RCS)/sistema de sedimentação utiliza propulsores triaxiais distribuídos por quatro locais ao longo da estrutura de impulsão. A secção traseira do segundo estágio integra-se com a secção dianteira do primeiro estágio e proporciona uma das duas ‘interfaces’ umbilicais do segundo estágio.
A secção intermédia contém todo o depósito de propelente, incluindo um depósito LH2 dianteiro e um depósito LOX traseiro, separados por uma antepara isolada comum. Os barris do tanque são construídos em alumínio ortogrelhado e as cúpulas são construídas em alumínio soldado. Uma única linha de alimentação LH2 externa isolada passa em redor do tanque LOX.
A secção dianteira do segundo estágio consiste na saia dianteira do tanque LH2 e numa prateleira aviónica circunferencial integrada na cúpula dianteira. A saia fornece as ‘interfaces’ mecânicas primárias para as acomodações da carga útil, incluindo uma ‘interface’ articulada entre o adaptador fixo composto e a carenagem de protecção.
Ambos os estágios utilizam tanques de alumínio ortogrelha com cúpulas de alumínio soldadas e anteparas comuns. Ambos os estágios utilizam também pressurização autógena.
Existem dois complexos de lançamento para o New Glenn, nomeadamente, o Complexo de Lançamento SLC-36, no Cabo Canaveral SFS – Florida, e o SLC-9, na Base das Forças Espaciais de Vandenberg, Califórnia.
A montagem principal do lançador New Glenn tem lugar na fábrica de foguetões Blue Origin, na Florida, perto do Complexo de Lançamento SLC-36, que a empresa alugou à Spaceport Florida.
Perfil de missão
A maioria das missões para a órbita terrestre baixa (LEO), órbita de transferência geoestacionária (GTO) e outras, seguem perfis de missão semelhantes.
O abastecimento de hidrogénio líquido ao segundo estágio inicia-se a cerca de T-4h 30m, seguindo-se a T-3h 30m o início do abastecimento de metano líquido ao primeiro estágio. A T-4h inicia-se o abastecimento de oxigénio líquido a ambos os estágios. O processo de abastecimento de propelente termina por volta de T-1h, iniciando-se a fase de reabastecimento à medida que os líquidos criogénicos se evaporam.
A T-20m inicia-se uma paragem prevista de 30 minutos na contagem decrescente para verificação das condições meteorológicas tanto no local de lançamento como na área de descida do primeiro estágio. A T-10m é feita uma verificação do estado do lançador, dos sistemas de lançamento, da carga e da plataforma de lançamento antes de se prosseguir com a contagem decrescente. Esta é retomada a T-4m.
A T-2m 30s dá-se o início da pressurização dos tanques de ambos os estágios e a T-1m 30s o lançador comela a utlizar as suas fontes intermas para o forbecimento de energia. O sistema de supressão das ondas acústicas originadas pela ignição dos motores do primeiro estágio é accionado a T-20s ao mesmo tempo que a condução interna do lançador é accionada.
Nos segundos finais antes da descolagem, a T-5,6s, os sete motores BE-4 do primeiro estágio são accionados antes de uma determinação final automatizada de avançar/não avançar. Os motores aceleram até ao impulso parcial, altura em que o software de diagnóstico de teste integrado analisa o desempenho e a integridade de cada motor. Após a verificação das condições nominais, o computador de voo emite um comando final de “confirmação para lançamento”, que permite a aceleração total do motor. O erector do transportador (Transporter Erector TE) inclina-se para fora do cone de voo, mantém pressionados os mecanismos de libertação e o New Glenn eleva-se da plataforma de lançamento, desligando todos os umbilicais do veículo de lançamento.
A fase de máxima pressão dinâmica (MaxQ) ocorre a T+1m 39s. Para uma missão GTO com uma altitude nominal do perigeu de 250 km, o primeiro estágio inicia uma sequência de final de queima do motor num tempo decorrido da missão (MET) de 3m 19s (T+3m 19s). O comando induz o corte do motor principal do BE-4 (MECO), e o impulso diminui até que a separação do segundo estágio ocorra em MET 3m 22s. O primeiro estágio reorienta-se então para a reentrada atmosférica, aterragem e recuperação.
A primeira queima dos motores BE-3U do segundo estágio começa assim que a distância adequada entre os estágios é atingida, em aproximadamente MET 3m 26s. Depois de ultrapassar o limite desejado para o fluxo de calor aerodinâmico para a carga útil em aproximadamente MET 3m 36s, a carenagem da carga útil é ejectada e o estágio continua a sustentar o voo propulsionado com a carga útil não encapsulada. Os motores queimam durante 10m 18s antes do final da queima do motor do segundo estágio (SECO-1) em MET 13m 44s. Perto do perigeu, os motores BE-3U reacendem aproximadamente em MET 28m 22s durante 99 segundos para iniciar uma transferência Hohmann juntamente com uma pequena mudança de inclinação. No exemplo da missão GTO, o veículo abranda durante 180 segundos após o SECO-2 antes de iniciar a separação da carga útil.
Dependendo da inserção orbital desejada, a duração e a quantidade de fases não propulsionadas do veículo e de reacendimentos do BE-3U variam. O segundo estágio tem uma capacidade de desaceleração de longa duração (mais de 11 horas) e pode ligar os motores até quatro vezes. Durante as fases não propulsionadas, o segundo estágio realiza manobras de ajuste de atitude e taxa de rotação conforme necessário para cumprir os critérios de aquecimento térmico e ângulo solar, antes de libertar a carga útil para inserção em órbita. Nas trajetórias de órbita de transferência elíptica, a propulsão a bordo da nave completa a elevação da órbita e/ou circularização da nave espacial na órbita final. Numa trajetória circular, os motores do segundo estágio são normalmente accionados três vezes, incluindo uma queima de circularização no apogeu da órbita de transferência antes da separação da carga útil. Uma quarta queima pode ser necessária para garantir a eliminação adequada do estágio, dependendo dos parâmetros orbitais.
Uma vez que o segundo estágio tenha entregue a carga útil e executado todas as manobras necessárias de contaminação e prevenção de colisões, aguarda a manobra para eliminação por reentrada. Normalmente, uma manobra retrógrada, como a ventilação do tanque ou outro evento propulsivo, é realizada meia órbita antes do ponto de reentrada, que é selecionado onde a altitude é suficientemente baixa para que a ruptura ocorra sobre uma área previsível sem impactos de segurança. Dependendo dos parâmetros da missão, a manobra retrógrada ocorre entre 27 minutos após o MECO para missões LEO a baixa altitude até cinco horas ou mais após o MECO para missões GTO. As missões LEO e GTO seguem diferentes perfis de missão.
Imagens: Blue Origin