Primeira missão Bandwagon lançada desde o Centro Espacial Kennedy

A empresa Space Exploration Technologies Corp. (SpaceX) realizou a primeira missão Bandwagon-1 que, há semelhança das missões partilhadas ‘Transporter’, tiram partido da capacidade extra do lançador Falcon-9 para colocar em órbita satélites mais pequenos que são lançados na companhia de uma carga principal.

O lançamento da missão Bandwagon-1 teve lugar às 2316:57,158UTC do dia 7 de Abril de 2024 e foi realizado pelo foguetão Falcon 9-320 (B1073.14) a partir do Complexo de Lançamento LC-39A do Centro Espacial Kennedy, Ilha de Merritt – Florida. O primeiro estágio B1073 foi recuperado na Zona de Aterragem LZ-1 situada no Cabo Canaveral SFS.

A missão Bandwagon-1 foi a primeira missão da SpaceX dedicada a colocar as suas cargas numa órbita de inclinação média (nesta missão a inclinação era de 45º), ao contrário das missões Transporter lançadas para órbitas SSO, isto é, sincronizadas com o Sol. Assim, estas missões proporcionam outras opções para os clientes que queiram lançar pequenos satélites para estas órbitas que fazem com que os satélites sobrevoem as áreas mais habitadas do planeta, em vez de fornecerem uma cobertura global proporcionada pelas órbitas polares.

Esta missão tinha como missão colocar os satélites a bordo numa órbita com uma altitude de 590 km e uma inclinação de 45º. A SpaceX não forneceu dados sobre a separação dos satélites devido à natureza militar da sua carga principal.

A carga da missão Bandwagon-1

A carga principal da missão foi o satélite militar sul-coreano 425 Project SAR F2, transportando ainda os satélites Capella-14, Centauri-6, Hawk-8A a Hawk-8C, Hawk-9A a Hawk-9C, QPS-SAR 7 (Tsukuyomi-2) e TSAT-1A.

O satélite 425 Project SAR F2 é a segunda missão do 425 Project, após o primeiro lançamento realizado a 1 de Dezembro de 2013 e que colocou em órbita o satélite 425 Project EO/IR Sat-1 (425 Project EO/IR F1) de observação electro-óptica e infravermelhos, fazendo parte de um sistema de reconhecimento militar da Coreia do Sul. Os satélites SAR são desenvolvidos em conjunto pela Korean Aerospace Industries (KAI) e pela Corporação Hanwha Systems, enquanto a Thales Alenia Space fornece a carga SAR. Os satélites são operados pela Agência para o Desenvolvimento de Defesa da Coreia do Sul.

A carga SAR usa uma antena especializada de 5 metros dobrada em 24 pétalas que se abrem em órbita para assim formar uma antena parabólica. A empresa europeia também forneceu elementos da plataforma na qual o satélite é baseado, nomeadamente os giroscópios de controlo de momento e respectivos sensores, derivados do HE-R1000 (High Efficiency Radar).

O lançamento do satélite 425 Project SAR F2 é a segunda de cinco missões planeadas pela Administração do Programa de Aquisição de Defesa (Defense Acquisition Program Administration ‘DAPA’) da Coreia do Sul para um programa conhecido como ‘Projeto 425’. As missões seguintes contarão com radares de abertura sintética (Synthetic Aperture Radar ‘SAR’).

Também designado “Capella Acadia 4” o satélite Capella-14 faz parte de uma constelação de 30 satélites equipados com sistema de radar SAR (Synthetic Aperture Radar) desenvolvidos pela empresa californiana Capella Space.

Com uma massa de cerca de 165 kg, os satélites Acadia melhorados tiveram a sua largura de banda aumentada de 500 MHz para 700 MHz, e uma potência aumentada em 40% emrelação à segunda geração de satélites Capella. Para os satélites Acadia, a Capella Space aumentou a antena de downlink da carga a bordo para assim reduzir o tempo entre o contacto do solo e a obtenção das imagens. Os satélites Acadia estão também equipados com terminais de comunicações ópticos Mynaric, que dão compatíveis com o ‘standard’ de interoperabilidade estabelecidos pela Agência de Desenvolvimento Espacial do Pentágono – uma manobra projectada para reduzir o tempo entre a obtenção das imagens e a sua transmissão.

O satélite QPS-SAR 7 (Tsukuyomi-2) faz parte de uma série de pequenos satélites de observação terrestre de alta resolução utilizando tecnologia SAR na banda X que são desenvolvidos e operados pelo Institute for Q-shu Pioneers of Space, Inc. (iQPS).

Estes satélites são precursores de uma constelação de 36 unidades e estão equipados com uma antena de 3.6 metros de diâmetro e uma massa de apenas 10 kg. Os satélites podem distinguir objectos de apenas 1 metro e identificar automóveis na estrada. Os satélites QPS-SAR têm uma massa de cerca de 100 kg e estão equipados com duas asas solares para o fornecimento de energia que é armazenada em baterias internas.

O primeiro satélite, o QPS-SAR 1 Izanagi foi colocado em órbita a 11 de Dezembro de 2019 por um foguetão PSLV-QL a partir do Centro Espacial Satish Dawan SHAR, Ilha de Sriharikota.

Com  uma massa de 35 kg, o satélite Centauri-6 é o primeiro dos satélites anteriormente designados “Alpha” a serem colocados em órbita, sendo baseado no factor de forma CubeSat-12U. Estes são versões operacionais da constelação de 140 satélites da Fleet Space Technologies para uma rede global de conectividade para a Internet-of-Things (IoT) projectada para ser utilizada pelas industrias de energia, utilidades e recursos.

Os satélites operacionais são baseados na tecnologia testada nos anteriores satélites Centauri, tendo dimensões superiores às versões baseadas nos factores CubeSat e são construídos utilizando tecnologia de impressão 3D. Os satélites estão equipados com 64 elementos de antenas (em comparação com os 4 elementos utilizados nos anteriores satélites Centauri), aumentando a sua capacidade por um factor de 16, tendo somente uma massa quatro vezes superior aos satélites Centauri originais.

Os satélites são desenvolvidos pela Tyvak Nano-Satellite Systems, Inc.

Os satélites Hawk-8 (Hawk-8A, Hawk-8B e Hawk-8C) e os satélites Hawk-9 (Hawk-9A, Hawk-9B e Hawk-9C), fazem parte da rede de satélites da HawkEye 360 que é uma rede em desenvolvimento de inteligência global civil que usará tecnologia de radiofrequência (RF) para monitorizar o transporte aéreo, terrestre e marítimo e auxiliar em emergências, sendo essencialmente uma missão civil SIGINT (Signal Intelligence).

A constelação de pequenos satélites colocada na órbita terrestre baixa recolherá informações sobre sinais de rádio específicos em todo o mundo para fornecer um mapeamento e análise de alta frequência de rádio. Uma vez operacional, a constelação de satélites poderá permitir aplicações comerciais, como permitir que clientes governamentais e corporativos monitorizem dinamicamente as redes de transporte por via aérea, terrestre e marítima.

Para reguladores do governo, empresas de telecomunicações e emissoras de satélite, o sistema HawkEye 360 foi projectado para monitorizar o uso do espectro de RF para identificar áreas de interferência. O sistema também poderá ser usado para desempenhar um papel crucial na detecção e localização de sinalizadores de emergência activos, melhorando os tempos de resposta que são críticos em cenários de risco de vida. Os satélites Hawk foram desenvolvidos pela Deep Space Industries, com o modelo de satélite a ser desenvolvido pela SFL e a carga a ser desenvolvida pela GOMSpace.

O satélite indiano TSAT-1A terá como função obter imagens ópticas de alta resolução com uma capacidade de recolha aumentada, campo de imagem alargado, e entrega de baixa latência agtravés das suas capacidades multiespectrais e hiperespectrais.

O TSAT-1A foi desenvolvido pela Tata Advanced Systems Limited (TASL) em colaboração com a Satellogic. O satélite foi integrado nas instalações Assembly, Integration, and Testing (AIT) da TASL’s em Vemegal – Karnataka, Índia. Os satélites da Satellogic têm uma massa de cerca de 40 kg e um volume de 0,25 m3, com capacidade de observação multiespectral e uma resolução máxima de menos de um metro por píxel. O acordo para o desenvolvimento do satélite foi assinado entre as duas empresas em Novembro de 2023 para o fornecimento de treino, transferência de tecnologia e criação das instalações de integração na Índia, tendo as empresas colaborado no projecto do satélite.

Lançamento da missão Bandwagon-1

O foguetão Falcon-9 é activado a T-10h 00m. 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-38m, determinando assim se tudo está pronto para o lançamento. O processo de abastecimento inicia-se a T-35m no primeiro estágio, seguindo-se o início do abastecimento do oxigénio líquido (LOX) ao mesmo tempo e no segundo estagio a T-16m.

A fase terminal da contagem decrescente inicia-se com os motores a serem condicionados termicamente para o lançamento a T-7m. A T-1m é enviado um comando para o computador de voo para iniciar as verificações pré-lançamento e o sistema de supressão sónica por água é activado na plataforma de lançamento. Por esta altura os tanques de propelente também são pressurizados. A T-45s o Director de Lançamento da SpaceX verifica se todos os parâmetros estão prontos para o lançamento. Na mesma altura, é verificado que o espaço aéreo está pronto para o voo. 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+1m 7s. 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 14s, dando-se quatro segundos depois a separação entre o primeiro e o segundo estágio, com este a entrar em ignição a T+2m 26s.

A manobra de regresso à Terra por parte do primeiro estágio decorre entre T+2m 32s e T+3m 30s. A separação das duas metades da carenagem de protecção ocorre a T+3m 6s. A queima de reentrada do primeiro estágio ocorre entre T+5m 49s e T+6m 5s. Por sua vez, a queima de aterragem ocorre entre T+6m 54s e T+7m 32s, sendo recuperado com sucesso.

Devido à natureza militar da carga principal, a SpaceX não forneceu os dados relativos às posteriores manobras do segundo estágio bem como aos tempos de saparação dos satélites.

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 pela SpaceX 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, fazendo da SpaceX a primeira companhia comercial a visitar a ISS. Desde então, a SpaceX realizou 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.

O primeiro estágio B1073

Para esta missão a SpaceX utilizou o foguetão Falcon-9 (B1073.14), isto é, o primeiro estágio B1073 na sua 14.ª missão.

Este primeiro estágio foi utilizado pela primeira vez a 14 de Maio de 2022 quando às 2040:50UTC foi lançado a partir do Complexo de Lançamento SLC-40 do Cabo Canaveral SFS para colocar em órbita 53 satélites Starlink na missão Starlink G4-15. Na sua primeira missão o B1073 foi recuperado na plataforma flutuante Just Read The Instructions (JRTI) estacionada no Oceano Atlântico.

A segunda missão do estágio B1073 ocorreu a 29 de Junho quando foi utilizado para colocar em órbita o satélite de comunicações SES-22 a partir do Complexo de Lançamento SLC-40, com o lançamento a ocorrer às 2104UTC e sendo recuperado na plataforma flutuante A Shotfall of Gravitas (ASOG) no Oceano Atlâtico.

A terceira missão deste estágio ocorria às 0214:40UTC do dia 10 de Agosto, sendo utilizado para colocar em órbita 52 satélites Starlink na missão Starlink G4-26 lançada a partir do Complexo de Lançamento SLC-40 e sendo recuperado na plataforma flutuante ASOG no Oceano Atlântico.

Na sua quarta missão, o estágio B1073 foi utilizado para colocar em órbita 54 satélites Starlink v1.5 na missão Starlink G4-35. Lançado às 2332:10UTC a partir do Complexo de Lançamento SLC-40, seria recuperado na plataforma flutuante ASOG no Oceano Atlântico.

A 5.ª missão do estágio B1073 colocaria a sonda japonesa Hakuto-R a caminho da Lua no dia 11 de Dezembro, enquanto a sua 6.ª missão teve como objectivo colocar em órbita o satélite de comunicações Amazonas Nexus, sendo lançado às 0132UTC do dia 7 de Fevereiro de 2023 a partir do Complexo de Lançamento SLC-40. Nesta missão foi recuperado na plataforma JRTI.

A 7.ª missão foi realizada às 0030:42UTC do dia 15 de Março para colocar em órbita a missão logística Dragon v2 SpX-27 para a ISS, sendo lançado a partir do Complexo de Lançamento LC-39A do Centro Espacial Kennedy. Nesta missão foi recupearado na plataforma JRTI.

Um novo conjunto de 21 satélites Starlink (Starlink G6-2) seria a carga da 8.ª missão do B1073, sendo lançado às 1431:10UTC do dia 19 de Abril a partir do Complexo de Lançamento SLC-40 e sendo recuperado na plataforma flutuante ASOG.

A sua 9.ª missão teve lugar no dia 12 de Junho (0710:50UTC) e foi lançada a partir do Complexo de Lançamento SLC-40 para colocar em órbita 56 satélites Starlink na missão Starlink G5-11. Nesta missão foi recupearado na plataforma JRTI.

O estágio B1073 cumpriria a sua 10.ª missão a 4 de Setembro, sendo lançado desde o Complexo de Lançamento LC-39A para colocar em órbita 21 satélites Starlink na missão Starlink G6-12. Seria recuperado na plataforma JRTI.

A 11.ª missão foi realizada às 0505:30UTC do dia 8 de Novembro para colocar em órbita 23 satélites Starlink na missão Starlink G6-27. Seria recuperado na plataforma JRTI.

Um novo conjunto de 23 satélites Starlink (Starlink G6-37) seria a carga da 12.ª missão, sendo lançada às 0152:10UTC do dia 15 de Janeiro de 2024 a partir do Complexo de Lançamento SLC-40 e sendo recuperado na plataforma flutuante ASOG.

A 13.ª missão foi realizada às 2356:00UTC do dia 4 de Março para colocar em órbita 23 satélites Starlink na missão Starlink G6-41. Seria recuperado na plataforma ASOG, sendo lançado a partir do Complexo de Lançamento SLC-40.

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 foi desenvolvido internamente pela SpaceX, mas 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 que se observa 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
2024-050 311 B1075.10 VSFB, SLC-4E 19/Mar/24 02:28:00

Starlink G7-16

USA-350

USA-351

OCISLY
2024-054 312 B1080.6 CCSFS, SLC-40 11/Mar/24 20:55:09

Dragon SpX-30

Burstcube

HyTI

SNoOPI

Big Red Sat 1

Killick-1

QMSat-1

VIOLET

LZ-1
2024-056 313 B1060.19 KSC, LC-39A 24/Mar/24 03:09:00 Starlink G6-42 JRTI
2024-057 314 B1078.8 CCSFS, SLC-40 25/Mar/24 23:42:00 Starlink G6-46 ASOG
2024-059 315 B1076.12 KSC, LC-39A 30/Mar/24 21:52 Eutelsat-36D JRTI
2024-060 316 B1067.18 CCSFS, SLC-40 31/Mar/24 01:30:00 Starlink G6-45 ASOG
2024-062 317 B1071.15 VSFB, SLC-4E 02/Abr/24 02:30:00 Starlink G7-18 OCISLY
2024-064 318 B1069.14 CCSFS, SLC-40 05/Abr/24 09:12:00 Starlink G6-47 ASOG
2024-065 319 B1081.6 VSFB, SLC-4E 07/Abr/24 02:25:00 Starlink G8-1 OCISLY
2024-066 320 B1073.14 KSC, LC-39A 07/Abr/24 23:16:57,158 Bandwagon-1 LZ-1

Imagens: SpaceX



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