Missão Fram2 na órbita polar

A missão espacial privada “Fram2” foi lançada para a órbita polar a 1 de Abril de 2025 a partir do Centro Espacial Kennedy, Florida.

O lançamento teve lugar às 0146:50UTC e foi realizado pelo foguetão Falcon 9-455 (B1085.6) a partir do Complexo de Lançamento LC-39A. O primeiro estágio do lançador foi recuperado na plataforma flutuante A Shortfall Of Gravitas, no Oceano Atlântico.

Após a separação do segundco estágio do lançador a cápsula espacial C207 Resilience, na sua quarta missão, foi colocada numa órbita com um perigeu a 202 km, apogeu a 413 km, inclinação orbital de 90,01.º e período orbital de 93 minutos, tendo posteriormente manobrado para uma órbita com um perigeu a 427 km, apogeu a 432 km, inclinação orbital de 90,00.º e período orbital de 93,16 minutos.

Esta é a primeira missão espacial tripulada que atingie a órbita polar, sendo financiada pelo empresário Chun Wang. A bordo da cápsula espacial Resilience segue uma tripulação de quatro elementos composta por Chun Wang (Comandante da Missão, Malta), Jannicke Jane Mikkelsen (Comandante do Veículo, Noruega), Rabea Rogge (Piloto, Alemanha) e Eric Philips (Especialista de Missão e Oficial Médico, Austrália). Todos os quatro elementos realizam o seu baptismo espacial.

A missão é denominada “Fram2” em referência ao navio de exploração polar Fram, o primeiro a completar expedições ao Pólo Norte e ao Pólo Sul entre 1893 e 1912.

A missão Fram2

Durante o voo de quatro dias, a missão Fram2 vai realizar 22 experiências em órbita, entre as quais o estudo SpaceXray, que envolverá a obtenção das primeiras radiografias de humanos no espaço. Por seu lado, o estudo Egress irá avaliar a capacidade dos astronautas para executar tarefas funcionais sem assistência ao sair da Dragon após a aterragem.

O estudo de Restrição do Fluxo Sanguíneo (BFR, Blood Flow Restriction) irá investigar este efeito durante o exercício, permitindo exercícios de melhoria da saúde óssea e muscular para missões espaciais de longa duração. A experiência “MushVroom” verá os primeiros cogumelos cultivados no espaço. Será realizado um estudo do sono utilizando o Oura Rings para aprender mais sobre a qualidade do sono dos astronautas em órbita. Será utilizado um dispositivo de ressonância magnética Hyperfine para obter imagens imediatas dos cérebros dos astronautas após o regresso à Terra para investigar como a microgravidade afeta a anatomia do cérebro.

Um monitor contínuo de glicose irá monitorizar a regulação da glicose em microgravidade como parte de um estudo para compreender melhor como no futuro se pode ajudar os futuros astronautas diabéticos. O novo teste e aplicação Hormona será utilizado num estudo de saúde feminina para investigar como as hormonas reprodutivas femininas são afetadas pela exposição à microgravidade. O estudo Space THAL irá pesquisar a saúde do sangue em microgravidade, com foco na anemia e nos seus efeitos em futuras missões de longa duração à Lua e a Marte.

Por fim, um estudo de enjoo de movimento caracterizará e quantificará o enjoo de movimento em astronautas, e um estudo de saúde óssea determinará alterações nas microestruturas ósseas utilizando imagens avançadas. Estas alterações nas microestruturas ósseas levam frequentemente à perda óssea — um desafio significativo que os astronautas enfrentam durante missões de longa duração no espaço.

A Crew Dragon

A Crew Dragon é uma classe de cápsula reutilizável desenvolvida pela empresa aeroespacial americana SpaceX, projectada como a versão tripulada da Dragon Cargo.

As cápsulas são projectadas para lançamentos no topo de um Falcon-9 e o seu retorno realiza-se mediante uma amaragem onde é utilizado um sistema de quatro para-quedas.

 

Em comparação à sua antecessora, a Crew Dragon, inicialmente com o nome de Dragon Rider, tem janelas maiores, novos computadores de bordo e sistemas aviónicos, painéis solares redesenhados e uma linha de moldagem modificada. A cápsula irá ser usada em duas variáveis: Crew Dragon 2, uma cápsula certificada para transportar humanos, capaz de transportar até sete astronautas e a Cargo Dragon 2 que vai substituir a sua antecessora.

A Crew Dragon será a única cápsula munida de quatro encaixes laterais para propulsores com dois Super Draco em cada um que servirão de sistema de abortagem durante o lançamento. Ambas as cápsulas estarão ao abrigo das comissões para os programas Commercial Resupply Services 2 (CRS2) e Commercial Crew Development (CCDev).

Estima-se que a Crew Dragon poderá ficar acoplada na ISS durante um período de 180 dias extensível até 210 dias. Tem uma capacidade de carga 3.307 kg na mala de carga e sete astronautas na cabine tripulada.

Possui oito motores Super Draco, colocados em modo redundante capazes de produzir 71 kN de impulso. Os tanques de propolente são envolvidos por materiais de compósitos de carbono. Estes mesmos compósitos envolvem os tanques esféricos de titânio para acondicionar o hélio usado para pressurizar os motores e também o combustível e oxidante dos Super Draco.

Tendo por base a experiência anteriormente desenvolvida, a empresa desenvolveu para a protecção térmica um escudo do tipo SPAM Backshell, num material denominado PICA-X (Phenolic Impregnated Carbon Ablator).

A cápsula é controlada por meio de computadores do tipo ‘tablet’, ajustáveis e deslizáveis, onde a tripulação será capaz de os operar. Esta operação será feita pelo piloto e copiloto.

No interior da cabine tripulada, os seus ocupantes encontram um ambiente claro, confortável, composto por assentos de couro baseados em assentos de automóveis desportivos.

O nariz reutilizável protege a cápsula e o adaptador de acoplagem durante a ascensão e reentrada. Usando um mecanismo que permite voltar à sua posição de origem, este nariz poderá ser usado em mais que uma reentrada e futuros lançamentos.

A mala é o terceiro elemento estrutural da cápsula. Esta contem os painéis solares, os radiadores de remoção de calor e oferece uma estabilidade aerodinâmica durante as abortagens de emergência.

Os fatos espaciais da SpaceX

A SpaceX projectou e fabricou os seus fatos espaciais para os astronautas usarem dentro da Crew Dragon enquanto voam de e para a estação espacial internacional, além de garantir a sua segurança enquanto operam em órbita terrestre baixa.

Cada fato espacial é feito sob medida para cada passageiro a bordo do Crew Dragon e foi projectado para ser funcional, leve e proporcionar protecção contra uma potencial despressurização da cápsula. Um único ponto de conexão na coxa do traje conecta os sistemas de suporte de vida, incluindo conexões de ar e energia.

O capacete é fabricado sob medida usando tecnologia de impressão 3D e inclui válvulas integradas, mecanismos para retracção e bloqueio da viseira e microfones dentro da estrutura do capacete.

Lançamento

A cerca de dez horas do lançamento procede-se à activação eléctrica do foguetão Falcon-9. 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-45m, determinando assim se tudo está pronto para o início do abastecimento do lançador. A T-42m o braço de acesso da tripulação à cápsula Crew Dragon é removido e a T-37m o sistema de emergência da cápsula Crew Dragon é armado.

O processo de abastecimento de RP-1 inicia-se a T-35m no primeiro estágio, seguindo-se o início do abastecimento do oxigénio líquido (LOX) na mesma altura. O abastecimento de LOX ao segundo estágio inicia-se a T-16m.

A fase terminal da contagem decrescente inicia-se com os motores a serem condicionados termicamente para o lançamento a T-7m, enquanto a T-5m a cápsula Crew Dragon começa a utilizar as suas próprias baterias para o fornecimento de energia. A T-1m é enviado um comando para o computador de voo para iniciar as verificações pré-lançamento e o sistema de supressão sónica é activado na plataforma de lançamento inundada por milhões de litros de água. Por esta altura os tanques de propelente também são pressurizados.

A T-45s o Director de Lançamento verifica se todos os parâmetros estão prontos para a missão, sendo também verificado que o espaço aéreo está pronto para o lançamento. 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+57s. É nesta altura que o lançador atinge o ponto mais elevado de ‘stress’ mecânico na sua estrutura.

O final da queima do primeiro estágio (MECO – Main Engine Cut-Off) ocorre a T+2m 34s, dando-se quatro segundos depois a separação entre o primeiro e o segundo estágio, com este a entrar em ignição a T+2m 46s. A manobra de regresso do primeiro estágio ocorre entre T+2m 51s e T+3m 23s. A queima de reentrada do primeiro estágio ocorre entre T+6m 26s e T+6m 41s, enquanto a queima de aterragem ocorre entre T+7m 47s e T+8m 12s. O final da queima do segundo estágio ocorre a T+8m 57s.

A cápsula Resilience separa-se do segundo estágio a T+9m 46s e a sequência de abertura do nariz frontal da cápsula inicia-se a T+10m 34s.

O foguetão Falcon-9

Baptizado em nome da nave Millenium Falcon da saga cinematográfica “Guerra das Estrelas”, o foguetão Falcon-9 v1.1 foi um lançador a dois estágios projectado e fabricado 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. Desde então, foram realizadas 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.

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 diminui 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 vai encontrar as suas raízes aos motores das missões Apollo, nomeadamente o sistema de injecção baseado no motor do módulo lunar. O propelente é alimentado por 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.

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 observado a sair do lançador durante a contagem decrescente é na realidade oxigénio a ser liberto dos tanques, sendo esta a razão pela qual o abastecimento de oxigénio líquido se mantém até quase ao final da contagem decrescente.

Lançamento Veículo 1.º estágio Local Lançamento Data Hora (UTC) Carga Recuperação
2025-048 446 B1069.22 CCSFS, SLC-40 13/Mar/25 02:35:30 Starlink G12-21 ASOG
2025-049 447 B1090.2 KSC, LC-39A 14/Mar/25 23:03:48 Endurance: Crew-10 LZ-1
2025-052 448 B1081.13 VSFB, SLC-4E 15/Mar/25 06:42:59,990 Transporter-13 LZ-4
2025-053 449 B1078.18 CCSFS, SLC-40 15/Mar/25 11:35:10 Starlink G12-16 JRTI
2025-057 450 B1077.19 CCSFS, SLC-40 18/Mar/25 19:57:50 Starlink G12-25 ASOG
2025-058 451 B1088.4 VSFB, SLC-4E 21/Mar/25 06:49 NROL-57 LZ-4
2025-060 452 B1092.2 CCSFS, SLC-40 24/Mar/25 17:42 NROL-69 LZ-1
2025-063 453 B1063.24 VSFB, SLC-4E 26/Mar/25 22:11:40 Starlink G11-7 OCISLY
2025-065 454 B1080.17 CCSFS, SLC-40 31/Mar/25 19:52:50 Starlink G6-80 JRTI
2025-066 455 B1085.6 KSC, LC-39A 01/Abr/25 01:46:50 Resilience: Fram2 ASOG

Imagens: Empresa lançadora  



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