Índia lança a sua terceira missão de exploração lunar

A Organização de Investigação Espacial Indiana (ISRO Indian Space Research Organization) realizou o lançamento da sua terceira missão de exploração lunar, a Chandrayaan-3 a 14 de Julho de 2023.

O lançamento bem sucedido teve lugar às 0905:17UTC e foi realizado pelo foguetão LVM3-M4 a partir da Plataforma de Lançamento SLP (Second Launch Pad) do Centro Espacial Satish Dawan SHAR, Ilha de Sriharikota.

A Chandrayaan-3 pretende melhorar a nossa compreensão sobre as origens e evolução da Lua utilizando os instrumentos a bordo dos diferentes componentes da missão e análises in-sito realizadas em amostras lunares obtidas pelo veículo de descida e pelo veículo de superfície.

A Chandrayaan-3 é composta por três partes distintas: um Módulo de Propulsão (Orbitador), um Veículo de Descida – o Vikram-2 – e um Veículo de Superfície (rover) – o Pragyan-2.

Baseada no modelo I-3K, a Chandrayaan-3 tem uma massa de 3.900 kg no lançamento. O Orbitador tem uma massa de 2.148 kg, enquanto o conjunto composto pelo veículo de descida e pelo veículo de superfície tem uma massa de 1.749,86 kg (o veículo de superfície tem uma massa de 26 kg).

O Módulo de Propulsão irá transportar o Veículo de Descida e o Veículo de Superfície desde a órbita de injecção até à órbita lunar a 100 km da superfície da Lua. A bordo, também transporta a carga SHAPE (Spectro-polarimetry of Habitable Planetary Earth) com o objectivo de estudar as medições espectrais e polarimétricas da Terra a partir da órbita lunar durante um período de seis meses.

O Módulo de Propulsão tem uma massa total de 2.154,01 kg, sendo 448,62 kg a sua massa sem o propelente (mas incluindo o pressurizante) e 1.696,39 kg a massa do propelente. Está equipado com um sistema de comunicações de banda-S e um sistema de propulsão de bipropelente (MMH + MON3).

O Veículo de Descida – Vikram-2, tem como função operar como uma estação científica na superfície lunar e transportar o Veículo de Superfície Pragyan-2. A bordo transporta três instrumentos científicos: o Chandra’s Surface Thermophysical Experiment (ChaSTE), para medir a condutividade térmica e temperatura perto da região polar; o Instrument for Lunar Seismic Activity (ILSA), para a medição da actividade sísmica em torno do local de alunagem e delinear a estrutura da crosta lunar e do seu manto; e uma sonda Langmuir (RAMBAH LP Langmuir Probe) para estimar a densidade do plasma (iões e electrões) e as suas variações temporais. Um conjunto retrorreflector da NASA está acomodado para realizar estudos de alcance do dispositivo.

O Veículo de Superfície Pragyan-2 (que significa “sabedoria” em Sânscrito) é um veículo lunar com seis rodas que pode percorrer até 500 metros a uma velocidade de 1 cm/s, utilizando energia solar para o seu funcionamento. Sendo uma cópia do veículo de superfície da Chandrayaan-2, o ‘rover‘ comunica com a Terra através do Veículo de Descida Vikram-2 e a sua missão deverá ter uma duração de um dia lunar.

A bordo transporta dois instrumentos científicos: o Alpha Particle X-ray Spectrometer (APIXS), para determinar a composição química perto do local de alunagem e inferir a composição mineralógica para melhorar a nossa compreensão da superfície lunar; e o Laser Induced Breakdown Spectroscope (LIBS), para determinar a composição dos elementos (Mg, Al, Si, K, Ca, Ti, Fe) no solo e rochas lunares e a sua abundância na vizinhança do local de alunagem.

Lançamento

O foguetão LVM3-M4 foi transportado para a Plataforma de Lançamento SLP a 6 de Julho.

O lançamento inicia-se com a ignição dos propulsores laterais S200 a T=0s. A T+1m 48,10s dá-se a ignição em voo do segundo estágio (L110) propulsionado por dois motores Vikas. Este é uma versão do motor Francês Viking, licenciado para o ISRO, e foi utilizado nos foguetões Ariane-1, Ariane-2, Ariane-3 e Ariane-4, entre 1979 e 2004. Anteriormente, a ISRO utilizou o Vikas nos lançadores PSLV e GSLV.

O final da queima e separação dos propulsores laterais ocorre a T+2m 7,00s, seguindo-se a separação das duas metades da carenagem de protecção a T+3m 14,96s. O final da queima e separação do primeiro estágio ocorre a T+5m 5,56s. Na separação, o LVM3-M4 estava a uma altitude de cerca de 175 km.

O segundo estágio realiza a sua queima entre T+5m 7,96s e T+15m 54,42s, estando a uma altitude de 177 km. A separação da Chandrayaan-3 ocorre a T+16m 9,42s, estando numa órbita com um perigeu a 170 km, apogeu a 36.500 km e inclinação orbital de 21,3.º, a partir da qual iniciará as manobras de injecção lunar.

O foguetão LVM3

Também designado como GSLV MkIII, o foguetão LVM3 marca a terceira geração de lançadores para as capacidades orbitais da Índia. Apesar de partilhar o nome com os seus antecessores, o GSLV MkIII é um veículo completamente diferente dos veículos MkI e MkII.

O Mark III é um lançador a três estágios com um primeiro estágio composto por dois propulsores laterais de combustível sólido montados lateralmente ao corpo central de combustível líquido composto por dois estágios.

Dois motores S200 compõe o primeiro estágio do LVM3, tendo um comprimento de 26,2 metros e um diâmetro de 3,2 metros. Cada S200 contém 205.000 kg de propelente sólido composto por perclorato de alumínio, alumínio e polibutadieno hidroxil (HTPB); a sua massa sem combustível é de 30.000 kg. Cada propulsor do primeiro estágio desenvolve uma força de 5.150 kN e tem um impulso específico de 274,5 s. O seu tempo de queima é de 128 s.

O segundo estágio é designado L110, tendo um comprimento de 21,39 metros e um diâmetro de 4,0 metros. Sem propelente tem uma massa de 9.000 kg, tendo uma massa de 125.000 kg quando abastecido. Está equipado com dois motores Vikras que desenvolvem uma força de 1.598 kg, tendo um impulso específico de 293 s e um tempo de queima 203 s. O segundo estágio consome UDMH como propelente, sendo oxidado por tetróxido de dinitrogénio.

O terceiro estágio é denominado C25 e está equipado com um motor CE-20. Tem um comprimento de 13,54 metros e um diâmetro de 4,0 metros. Sem propelente tem uma massa de 5.000 kg, tendo uma massa de 33.000 kg quando abastecido. O motor CE-20 desenvolve uma força de 196,5 kN, tendo um impulso específico de 434 s e um tempo de queima de 643 s. Consome LOX / LH2.