China lança satélites de detecção remota

A Corporação Espacial Grande Muralha da China colocou em órbita novos satélites de detecção remota da empresa PIESAT.

O lançamento teve lugar às 0339UTC do dia 9 de Novembro de 2024 e foi realizado por um foguetão Chang Zheng-2C a partir do Complexo de Lançamento LC43/94 do Centro de Lançamento de Satélites de Jiuquan, província da Mongólia Interior. Todas as fases do lançamento decorreram como previsto e os quatro satélites foram colocados nas órbitas predeterminadas.

Os satélites lançados foram o Hongtu-2 01 “Longyuan Shuilli 1 / Zhuzhou Tianyuan / PIESAT-2 01” (宏图二号01 “陇原水利一号 / 株洲天元号”), Hongtu-2 02 “Zhuzhou Lusong / PIESAT-2 02” (宏图二号02 “株洲芦淞号”), Hongtu-2 03 “Zhuzhou Liling / PIESAT-2 03” (宏图二号03 “株洲醴陵号”) e Hongtu-2 04 “Zhuzhou Tianxin / PIESAT-2 04” (宏图二号04 “株洲田心号”). Os satélites fazem parte da constelação Nuwa-1, sendo assim também designados Nuwa-1 05, Nuwa-1 06, Nuwa-1 07 e Nuwa-1 08.

Os quatro satélites lançados são satélites de deteção remota (SAR de banda X, resolução submétrica) pertencentes à constelação Nuwa/Hongtu, que é a primeira constelação de observação interferométrica SAR de banda X distribuída comercialmente da China, com uma resolução espacial de 0,5 m a 5,0 m e capaz de mapeamento de terreno de alta precisão, obtendo imagens de grande formato de alta resolução, monitorização de deformação de alta precisão a nível milimétrico e imagens tridimensionais. A constelação Hongtu-1 terá a tarefa de realizar o mapeamento topográfico do mundo.

A primeira fase da constelação deverá ser composta por 38 satélites operacionais, incluindo uma constelação de detecção remota por radar composta por 28 satélites, 10 satélites ópticos com uma resolução superior a 0,5 metros e uma constelação óptica de oito bandas com uma resolução de 2 metros.

 

 

Os primeiros satélites colocados em órbita a 30 de Março de 2023 foram quatro satélites de detecção remota por radar. Os quatro satélites operam em banda-X, havendo um satélite principal e três sub-satélites a voar em formação com o primeiro (o satélite principal – Hongtu-1 01A ‘Zhongyuan-1’ – tem uma massa de 320 kg e os sub-satélites têm uma massa de 270 kg cada). Os quatro satélites operam em interferometria de base a uma altitude de 528 km numa órbita sincronizada com o Sol. O satélite principal pode operar nos modos activo (emissão) e passive (recepção), enquanto os 3 sub-satélites são apenas passivos. A constelação tem uma resolução máxima de 0,5 a 5 metros, com uma precisão de monitorização dos movimentos da crosta terrestre até 3-5 mm/ano, podendo realizar levantamentos de terreno para mapas à escala 1:50.000.

Assim, o projecto da constelação Nuwa desenvolvida pela PIESAT (航天宏图公司) pretende conseguir uma cobertura global do planeta com revisitações rápidas e a utilização de uma rede de comunicação inter-satélite ‘laser’ para a implementação de uma constelação de detecção remota híbrida global e controlável em tempo real.

 

 

 

O foguetão Chang Zheng-2C

O desaire com o foguetão lançador Chang Zheng-2A levou a uma intervenção política de alto nível por parte das autoridades chinesas em meados dos anos 70. Em resultado, deu-se total prioridade ao controlo de qualidade no desenvolvimento dos componentes dos lançadores. Todos os sistemas eléctricos foram reforçados e realizou-se uma CZ-2C_2014-03-30_22-10-05nova campanha de testes de vibração de componentes chave do veículo no solo que teve uma duração de dez meses. As alterações ao foguetão foram tão importantes que o novo veículo recebeu uma nova designação, o Chang Zheng-2C (长征二号丙).

Este veículo é o lançador chinês por excelência para missões para a órbita terrestre baixa, sendo o foguetão mais utilizado pela China. Para responder às necessidades dos clientes internacionais, a Academia Chinesa de Tecnologia de Foguetões Lançadores desenvolveu um novo estágio superior, o SD (Smart Dispenser), que começou a ser utilizado comercialmente em finais de 1990 e que levou a cabo sete missões bem sucedidas para colocar em órbita satélites da rede Iridium. O foguetão Chang Zheng-2C está disponível em três versões:

a) A versão básica: lançador CZ-2C a dois estágios para missões em órbitas baixas, inferiores a 500 km de altitude, e com uma capacidade de carga de 3.366 kg (altitude de 200 km, inclinação orbital de 63.º em relação ao equador terrestre);

b) A versão de três estágios: lançador CZ-2C/SD, CZ-2C/SMA e o veículo CZ-2C utilizado em Abril de 2004. De acordo com recentes observações, estas versões parecem compartilhar o primeiro e segundo estágio. Comparado com a versão original, o segundo estágio é mais alongado com o primeiro estágio a permanecer com o mesmo comprimento. Pode haver no entanto, mCZ-2C_2014-03-30_22-09-45elhorias nos motores utilizados nestes lançadores. As diferenças nestes veículos situam-se ao nível da utilização ou não de diferentes estágios superiores e que estágios superiores são utilizados. Uma designação alternativa para a versão de três estágios do CZ-2C é “CZ-2C Modelo 2”, denominando “CZ-2C/2” a versão de dois estágios. Estes lançadores são utilizados para colocar satélites em órbitas baixas ou órbitas sincronizadas com o Sol (polares) superiores a 500 km de altitude com uma capacidade de carga de 1.456 kg (altitude de 900 km, polar e sincronizada com o Sol).

c) CZ-2C Modelo 3 ou simplesmente “CZ-2C/III”, foi pela primeira vez utilizada a 29 de Agosto de 2004. Comparada com versões anteriores apresenta um primeiro estágio mais alongado e quatro estabilizadores aerodinâmicos colocados no fundo do primeiro estágio. O seu comprimento total é de 42 metros.

d) CZ-2C/YZ-1S, com o estágio superior Yuanzheng-1S (YZ-1S). Este estágio utiliza o motor YF-50D que tem a capacidade de múltiplas ignições, permitindo assim a colocação de cargas em diferentes órbitas (polar, GEO, MSO, entre outras). Com o estágio YZ-1S o lançador possuí 315,5 segundos adicionais de queima para colocar as cargas nas respectivas órbitas, aumentando a capacidade de carga do CZ-2C em duas toneladas.

O lançador CZ-2C proporciona interfaces mecânicas e eléctricos flexíveis e uma ogiva capaz de ser ajustada no seu comprimento consoante o comprimento do satélite a ser lançado. O ambiente a que o satélite é submetido no lançamento (vibrações, choque, pressão, acústica, aceleração e ambiente térmico), atinge os requisitos comuns no mercado do lançamento comercial de satélites.

CZ-2C_2014-03-30_22-09-28

Descrição técnica

Sem ter em conta a versão do Cheng Zheng-2C lançada a 29 de Agosto de 2004, as duas configurações deste lançador partilham o primeiro estágio, segundo estágio e carenagem de protecção. O comprimento total do lançador é de 42 metros com um diâmetro de 3,35 metros. Consome tetróxido de azoto e UDMH, desenvolvendo uma força de 2.962 kN no lançamento e tendo uma massa de 233.000 kg. A seguinte tabela mostra as principais características do Chang Zheng-2C.

O sistema do CZ-2C é composto pela estrutura do foguetão lançador, sistema de propulsão, sistema de controlo, sistema de telemetria, sistema de rastreio e segurança, sistema de controlo de atitude, sistema de separação, etc.

Lançamento Veículo Data Hora (UTC) Local Lançamento Carga
2023-116 Y46 08/Ago/23 22:52 Taiyuan, LC9 Huanjing Jianzai-2 06
2023-176 Y56/Y9 16/Nov/23 03:55 Jiuquan, LC43/94 Haiyang-3 01
2023-187 Y54 04/Dez/23 04:10 Jiuquan, LC43/94 Aiji-2 (MisrSat-2 (EgyptSat-2))

Xingchi-1 02A “Sichen”

Xingchi-1 02B

2023-212 Y73/Y17 30/Dez/23 00:13 Jiuquan, LC43/94 Hulianwang Jishu Shiyan Weixing (x3)
2024-007 Y30 09/Jan/24 07:03 Xichang, LC3 Aiyinsitan Tanzhen
2024-023 Y85 02/Fev/24 23:37 Xichang, LC3 GeeSAT-1 10 / Jili-1 Group-2 01

GeeSAT-1 11 / Jili-1 Group-2 02

GeeSAT-1 12 / Jili-1 Group-2 03

GeeSAT-1 13 / Jili-1 Group-2 04

GeeSAT-1 14 / Jili-1 Group-2 05

GeeSAT-1 15 / Jili-1 Group-2 06

GeeSAT-1 16 / Jili-1 Group-2 07

GeeSAT-1 17 / Jili-1 Group-2 08

GeeSAT-1 18 / Jili-1 Group-2 09

GeeSAT-1 19 / Jili-1 Group-2 10

GeeSAT-1 20 / Jili-1 Group-2 11

2024-048 ? 13/Mar/24 12:51 Xichang, LC3 DRO-A

DRO-B

2024-116 Y50 22/Jun/24 07:00 Xichang, LC3 Zhongfa Tianwen Weixing SVOM

CATCH-1

2024-190 ? 23/Out/24 01:09 Xichang, LC3 Yaogan-43 03A

Yaogan-43 03B

Yaogan-43 03C

2024-203 ? 09/Nov/24 03:39 Jiuquan, LC43/94 Hongtu-2 01

Hongtu-2 02

Hongtu-2 03

Hongtu-2 04

A estrutura do foguetão actua de forma a suportar as várias cargas internas e externas no lançador durante o transporte, elevação (colocação na plataforma de lançamento) e voo. A estrutura do foguetão também combina todos os subsistemas em conjunto. A estrutura do foguetão é composta pelo primeiro estágio, segundo estágio e carenagem de protecção. O primeiro estágio inclui a secção inter-estágio, tanque de oxidante, secção inter-tanque, tanque de combustível, secção de trânsito posterior, secção posterior, sistema de alimentação de propolente, etc. O segundo estágio inclui o adaptador do veículo lançador, secção de equipamento, tanque de oxidante, secção inter-tanque, tanque de combustível, sistema de alimentação de combustível, etc. o adaptador do veículo lançador liga a carga com o segundo estágio do lançador e deriva as cargas entre eles. Para o CZ-2C são fornecidos os adaptadores internacionais 937B e 1194A. A carenagem de protecção, com duas metades, é composta por uma secção abobadada, pela secção cónica frontal e secção cilíndrica.

O sistema de propulsão, incluindo motores e sistema de fornecimento / pressurização, gera a força dianteira e de controlo necessária para o voo. O primeiro estágio e o segundo estágio, utilizam propelentes armazenáveis, isto é tetróxido de azoto (N2O4) e dimetil hidrazina assimétrica (UDMH). Os tanques de propolente são pressurizados pelos sistemas de propulsão regenerativos. Existem quatro motores em paralelo no primeiro estágio. Os motores podem ser orientados em direcções tangenciais. A força de cada motor é de 740,4 kN e a força total desenvolvida é de 2.961,6 kN. Existe um motor principal e quatro motores vernier no segundo estágio, desenvolvendo uma força total de 798,1 kN. O CTS utiliza um motor de combustível sólido como motor principal e um sistema de controlo de reacção para ajustamentos de atitude. Nas páginas seguintes são mostrados os diagramas esquemáticos dos sistemas de propulsão do primeiro e do segundo estágio.

O sistema de controlo é utilizado para manter a estabilidade do voo do lançador e para levar a cabo a navegação e / ou orientação segundo o programa de voo pré-estabelecido. O sistema de controlo consiste de uma unidade de orientação, sistema de controlo de atitude, sequenciador, distribuição de energia, etc.

A unidade de orientação fornece dados de movimento e de atitude do lançador e controla o voo tendo em conta a trajectória predeterminada. O sistema de controlo de atitude controla a atitude de voo para garantir a estabilização e a atitude de injecção ao satélite a colocar em órbita. Para a configuração de dois estágios do Chang Zheng-2C, o sistema de controlo reorienta o CZ-2C após o final da queima dos motores vernier do segundo estágio. O lançador pode induzir uma rotação no satélite de acordo com os requerimentos do utilizador. A rotação pode atingir as 10 rpm. O sequenciador e o distribuidor de energia fornecem a energia eléctrica ao sistema de controlo, sendo também utilizada para iniciar os sistemas pirotécnicos e para gerar os sinais temporais para determinados eventos.

O sistema de telemetria funciona para medir e transmitir alguns parâmetros dos sistemas do lançador. O sistema de telemetria consiste de dois segmentos: sistemas de bordo e sistemas no solo. Os sistemas de bordo incluem sensores / conversores, dispositivos intermédios, bateria, distribuidores de energia, transmissores, sinalizador de rádio, etc. O sistema no solo está equipado com antenas, modem, gravador e processador de dados. O sistema de telemetria fornece os dados iniciais de injecção e gravação em tempo real aos dados de telemetria. No total, cerca de 300 parâmetros estão disponíveis para o CZ-2C. O CTS tem o seu próprio sistema de telemetria.

O sistema de rastreio e de segurança trabalha em conjunto com as estações terrestres para medir a trajectória e os parâmetros de injecção orbital finais. O sistema também fornece informação para meios de segurança. A auto-destruição do foguetão lançador pode ser levada a cabo de forma remota ou manual caso ocorresse alguma anomalia em voo. O desenho da medição de trajectória e de segurança são integrados em conjunto.

Durante a fase de voo do Chang Zheng-2C existem três eventos de separação: a separação entre o primeiro e o segundo estágio, a separação da carenagem e a separação entre a carga e o segundo estágio; Separação entre o primeiro e o segundo estágio – a separação entre o primeiro e o segundo estágio é uma separação a quente, isto é o segundo estágio entra em ignição em primeiro lugar e depois o primeiro estágio é separado com a força dos gases de exaustão após o accionamento de 12 parafusos explosivos; Separação da carenagem – durante a separação da carenagem, os 8 parafusos explosivos que ligam a carenagem e o segundo estágio são accionados em primeiro lugar e depois 12 parafusos que seguram as duas metades da carenagem são accionados 10 ms mais tarde, separando-a longitudinalmente. A carenagem volta-se para fora apoiada em dobradiças devido à força exercida por molas; Separação entre a carga e o segundo estágio – após o final da queima dos motores vernier, o conjunto é orientado para a atitude requerida. A carga está geralmente fixa com o lançador ao longo de uma banda de fixação ou com dispositivos explosivos não contaminantes. Após a separação, a carga é empurrada pela acção de molas. A velocidade de separação é de entre 0,5 m/s a 0,9 m/s.

Para o lançador CZ-2C/CTS existem uma separação entre o satélite e o CTS após a separação deste conjunto do segundo estágio: Separação entre a carga e o CTS – Tipicamente, os satélites estão ligados ao CTS por parafusos explosivos e molas de separação. Após o final da queima do CTS, os parafusos explosivos são detonados, libertando a carga que é empurrada pelas molas de separação.

O CTS é um estágio superior compatível com o foguetão Chang Zheng-2C. O CTS consiste num adaptador de carga e num sistema de manobra orbital. O CZ-2C/CTS pode lançar satélites para órbitas terrestres baixas superiores a 500 km de altitude ou para órbitas sincronizadas com o Sol.

O conjunto é colocado em órbita pelos estágios inferiores do CZ-2C (apogeu entre 400 km e 2.000 km de altitude, perigeu a 200 km de altitude). O CTS entra então em ignição no apogeu e reorienta o conjunto segundo os requisitos da missão, procedendo à separação da carga em seguida. O CTS é capaz de se retirar de órbita após a separação da sua carga.

O adaptador de carga funciona para instalar e transportar os satélites. O conjunto CZ-2C/CTS fornece um adaptador de carga específico segundo os requisitos do utilizador.

O sistema de separação do CTS pode separar a carga após a inserção na órbita desejada. O sistema de separação será desenhado para cumprir os requisitos do cliente na velocidade de separação, direcção de separação e níveis angulares, etc. A carga é geralmente ligada ao CTS através de unidades explosivas de fraca intensidade. A mola de separação fornece a velocidade relativa. Os parafusos explosivos podem ser fornecidos pelo fabricante do satélite ou pela Academia Chinesa de Tecnologia de Foguetões Lançadores.

O sistema de manobra orbital do CTS consiste na sua estrutura principal, motor de propulsão sólida, sistema de controlo, sistema de controlo a reacção e sistema de telemetria. A estrutura principal é composta por um painel central, estrutura de suporte de cargas e longarina. A parte inferior do painel está ligada ao motor de propulsão sólida e a parte superior está ligada com o suporte de cargas, formando um painel de apoio para os sistemas aviónicos. O cilindro tem uma forma estrutural de semi-monocoque. O motor de propulsão sólida fornece a força para as manobras do CTS. O impulso total do motor vai depender dos requerimentos específicos de cada missão. As características típicas estão referidas na seguinte tabela.

CZ-2C_2014-03-30_22-10-38O CTS está equipado com um sistema de controlo independente que tem as seguintes funções: manter a estabilização do voo durante a fase de deriva e proporciona a orientação do conjunto para a atitude de queima do motor de propulsão sólida; activar o motor de propulsão sólida e controlar a atitude durante a queima; levar a cabo a correcção de velocidade terminal segundo os requisitos da missão; reorientar o conjunto e separar os veículos; e ajustar a orientação do CTS e iniciar a remoção de órbita. O sistema independente de telemetria funciona para medir e transmitir alguns parâmetros ambientais do CTS no solo e durante o voo. A telemetria também fornece alguns dados orbitais na separação da carga. O sistema de controlo de reacção executa os comandos do sistema de controlo. Os motores utilizam hidrazina pressurizada controlada por válvulas solenóides. Existem quatro tanques, dois tanques de gás e 16 motores.

O sistema de coordenadas do foguetão lançador (OXYZ) tem origem no centro de massa instantâneo do veículo, isto é no centro de massa integrado da combinação carga / veículo lançador, incluindo o adaptador, propelentes e carenagem, etc., caso seja aplicável. O eixo OX coincide com o eixo longitudinal do foguetão. O eixo OY é perpendicular ao eixo OX e está no interior do plano de lançamento oposto ao azimute de lançamento. Os eixos OX, OY e OZ formam um sistema ortogonal que segue a regra da mão direita.

O fabricante do satélite define o sistema de coordenadas do satélite. A relação ou orientação entre o veículo lançador e os sistemas do satélite serão determinados ao longo da coordenação técnica para projectos específicos.

Missões que podem ser realizadas pelo CZ-2C

O foguetão Chang Zheng-2C é um veículo capaz de colocar cargas em órbitas terrestres baixas com uma capacidade de lançamento de 3.366 kg (para uma órbita a uma altitude de 200 km e uma inclinação de 63º). Adaptado com estágios superiores distintos, o CZ-2C pode levar a cabo várias missões: Injectar cargas em órbitas terrestres baixas, que é a principal missão do CZ-2C de dois estágios; Colocar cargas em órbitas terrestres baixas ou sincronizadas com o Sol, caso esteja equipado com o CTS.

A tabela seguinte mostra as especificações típicas para várias missões que podem ser levadas a cabo pelo foguetão CZ-2C Chang Zheng-2C.

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Performance do CZ-2C

O foguetão CZ-2C Chang Zheng-2C de dois estágios é principalmente utilizado para levar a cabo missões destinadas à órbita terrestre baixa (altitude inferior a 500 km) e o Chang Zheng-2C/CTS é utilizado para colocar cargas em órbitas circulares em altitudes iguais ou superiores a 500 km, ou para missões em órbitas sincronizadas com o Sol.

O CZ-2C pode ser lançado desde o Centro de Lançamento de Satélites de Jiuquan (base principal), podendo também ser lançado desde o Centro de Lançamento de Satélites de Xichang e do Centro de Lançamento de Satélites de Taiyuan.

O quadro seguinte mostra a sequência de voo típica para o Chang Zheng-2C (também para a versão CTS).

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CZ-2C_2014-03-30_22-11-20 CZ-2C_2014-03-30_22-11-31

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Imagens: Internet chinesa e arquivo fotográfico do autor



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