A Rússia inaugurou o seu novo Cosmódromo de Vostochniy ao colocar em órbita com sucesso três satélites científicos.
O lançamento dos satélites Lomonossov, Aist-2D e Samsat-218/D (Kontact-Nanosputnik) teve lugar às 02:01:21UTC do dia 27 de Abril de 2016. O lançamento foi efectuado pelo foguetão 372RN16 Soyuz-2-1A/Volga (R15000-001/R15000-006) a partir do Complexo de Lançamento LC-1S.
O novo cosmódromo foi construído para servir as futuras necessidades espaciais da Rússia. Localizado na região de Amur, no extremo Leste do país, Vostochniy surge como o substituto do Cosmódromo de Baikonur que a Rússia aluga ao Cazaquistão. O novo cosmódromo ocupa a área do anterior Cosmódromo de Svobodniy que em tempos foi utilizada como a mais afastada base de mísseis balísticos intercontinentais e na quak estavam estacionados mísseis UR-100K, tendo sido encerrada após a assinatura do tratado START-II.
Após o seu encerramento, a base foi utilizada entre 1997 e 2006 para a realização de cinco lançamentos orbitais utilizando o foguetão Start-1. O primeiro destes lançamento ocorreu a 4 de Março de 1997, sendo colocado em órbita o satélite Mozhayets utilizando um foguetão Start-1.2. O último lançamento foi realizado a 25 de Abril de 2006 com um foguetão Start-1 a colocar em órbita o satélite israelita EROS-B.
Encerrado em 2007 por ordem do Presidente Vladimir Putin devido à sua pouca utilização e excesso de custos, o agora Cosmódromo de Vostochniy será utilizado para diminuir a dependência da Rússia em relação ao Cosmódromo de Baikonur. Localizado a 51,8º de latitude Norte, os lançamentos destinados a órbitas com baixa inclinação irão necessitar de mais propelente para ajustar a sua inclinação durante a missão. Porém, o novo cosmódromo ainda é útil para lançamentos para a órbita geossíncrona.
Inicialmente, o novo cosmódromo será utilizado para o lançamento de foguetões da família Soyuz. A construção de um complexo de lançamento para os foguetões Angara será iniciada em 2017. A construção deste complexo deveria ter sido iniciada em 2016, porém foi adiada e o complexo reduzido das duas plataformas iniciais para somente uma plataforma de lançamento. O primeiro lançamento de um foguetão Angara desde Vostochniy não deverá ocorrer antes de 2021.
A plataforma para os foguetões Soyuz em Vostochniy é o oitavo complexo deste tipo a ser construído em quatro polígonos de lançamento distintos (dois complexos em Baikonur, quatro em Plesetsk e um em Kourou ‘Sinnamary’). O novo complexo tem a designação 371SK14 e o seu equipamento é semelhante ao que é actualmente utilizado em Kourou. Este tem uma plataforma de serviço móvel em vez de braços retracteis com estruturas metálicas que envolvem o lançador tal como os que são utilizados em Baikonur e Plesetsk.
Em Vostochniy a integração do foguetão ocorre no Sítio 2 localizado a cerca de 4,5 km a Sul da plataforma de lançamento. O lançador é montado no edifício de processamento principal (MIK), enquanto que a sua carga é processada e preparada para a missão num hangar próprio juntamente com os possíveis estágios superiores Fregat ou Volga. A carga e o estágio superior são acoplados e posteriormente colocados no interior da carenagem de protecção formando o ‘Sistema Compósito Superior’ que é depois transferido para o MIK onde é acoplado ao seu lançador. Este é posteriormente transportado via caminho-de-ferro para a plataforma de lançamento.
Os lançamentos a partir de Vostochniy irão utilizar a versão Soyuz-2 do icónico foguetão.
O foguetão 14A14 Soyuz-2
O foguetão 14A14 Soyuz-2 representa a mais recente evolução do épico míssil balístico intercontinental R-7 desenvolvido por Sergei Korolev nos anos 50 do século passado. O novo lançador apresenta motores melhorados, modernos sistemas aviónicos digitais e uma reduzida participação de componentes de fabrico não russo.
O lançador é também conhecido pela designação Soyuz-ST (quando lançado desde o CSG Kourou) e foi especialmente desenhado para uma utilização comercial aumentando a sua performance geral apesar de o desenho básico do veículo permanecer o mesmo. As alterações foram realizadas ao nível de uma melhoria da performance dos motores do primeiro e do segundo estágio com novos injectores e alteração da mistura dos propolentes; aumento na performance do terceiro estágio; introdução de um novo sistema de controlo permitindo uma alteração do plano orbital já durante o voo ; introdução de um novo sistema de telemetria digital para a monitorização do lançador e a introdução de uma nova ogiva de protecção de carga com um diâmetro de 3,6 metros.
O foguetão 14A14 Soyuz-2 pode ser equipado com um quarto estágio, nomeadamente o estágio Fregat, utilizando as carenagens de protecção do tipo ST e SF.
Este lançador é capaz de colocar uma carga de 7.800 kg numa órbita terrestre a 240 km de altitude com uma inclinação de 51,80º. No lançamento desenvolve uma força de 4.144.700 kN. A sua massa total é de 310.000 kg, o seu diâmetro no estágio principal é de 2,95 metros e o seu comprimento total é de 43,40 metros.
O primeiro estágio do 14A14 Soyuz-2 é composto pelos quatro propulsores laterais (Blok B, V, G e D) com uma massa bruta de 44.400 kg, tendo uma massa de 3.810 kg sem combustível. Cada propulsor tem um motor RD-107A (14D22) que desenvolve uma força de 1.021.097 kN (vácuo), com um Ies 310 s e um Tq de 120 s. Têm um comprimento de 19,60 metros, um diâmetro de 2,69 metros e consomem LOX e querosene.
O segundo estágio (Blok-A) tem um comprimento de 27,80 metros, um diâmetro de 2,95 metros, um peso bruto de 105400 kg e um peso sem combustível de 6.975 kg. Está equipado com um motor RD-108A que no lançamento desenvolve 999.601 kgf (vácuo), com um Ies de 311 s e um Tq de 286 s. Consome LOX e querosene.
O terceiro estágio (Blok-I) tem um comprimento de 6,74 metros, um diâmetro de 2,66 metros, um peso bruto de 25.200 kg e um peso sem combustível de 2.355 kg. Está equipado com um motor RD-0110 que no lançamento desenvolve 294.000 kgf (vácuo), com um Ies de 359 s e um Tq de 300 s. Consome LOX e querosene.
As modificações introduzidas no novo lançador foram sendo testadas em duas versões do mesmo veículo o 14A14-1A Soyuz-2.1A e o 14A14-1B Soyuz-2.1B. Este último veículo é um lançador a três estágios no qual o motor RD-0124 é já empregado no último estágio.
Com dimensões semelhantes ao motor RD-0110 utilizado nas versões anteriores dos lançadores Soyuz, o motor RD-0124 apresenta como principal diferença a introdução de um sistema de ciclo fechado no qual o gás do oxidante que é utilizado para propulsionar as bombas do motor é então direccionado para a câmara de combustão onde é queimado com restante propolente em vez de ser descartado. Esta melhoria no motor aumenta a performance do sistema e, como consequência, aumenta a capacidade de carga do lançador em 950 kg. Um propolente especial de ignição é utilizado para activar a combustão do motor e são utilizados dispositivos pirotécnicos para controlar o funcionamento do motor. Cada uma das quatro câmaras de combustão pode ser movimentada ao longo de eixos para manobrar o veículo.
Em 1996 tiveram início os testes do motor RD-0124 e foram finalizados em Fevereiro de 2004 nas instalações da Khimavtomatika em Voronezh. Nesta altura previa-se que a produção em série do novo motor teria início em 2005. A 27 de Dezembro de 2005 teve lugar outro teste do motor, abrindo caminho para os ensaios em grupo de todo o terceiro estágio do lançador 14A14-B Soyuz-2.1B nas instalações da NIIKhimMash em Sergiev Posad.
No início de 2005 a Arianespace anunciava que a primeira missão de teste do foguetão 14A14-1B Soyuz-2.1B teria lugar desde o Cosmódromo GIK-5 Baikonur para colocar em órbita o satélite astronómico CoRoT. Este lançamento dependeria dos resultados de novos ensaios do motor RD-0124 que tiveram lugar em Março e Abril de 2006. Um último teste teve lugar a 20 de Outubro de 2006 e o satélite CoRoT acabaria por ser lançado a 21 de Dezembro desse ano.
O foguetão utilizado no lançamento inaugural em Vostochniy possui pequenas alterações que tornam o veículo mais resistente ao transporte durante milhares de quilómetros entre as instalações de fabrico da TsSKB Progress em Samara, para o local de lançamento. As alterações também permitem ao lançador permanecer na plataforma de lançamento durante períodos mais longos num possível adiamento após o início do processo de abastecimento, e válvulas para permitir a drenagem em segurança do oxidante da torre de serviço da plataforma e do terceiro estágio.
Os sistemas aviónicos do lançador foram também melhorados com o novo sistema Malachite-7 – anteriormente utilizado no lançador Soyuz-2-1v – e que substitui o sistema Malachite-3. Outros melhoramentos incluem um novo sistema de downlink de telemetria e a instalação de câmaras a bordo.
O estágio superior Volga
Esta é a primeira utilização do estágio superior Volga nas versões mais potentes do Soyuz-2, sendo uma maneira mais económica de colocar um satélite em órbita que é demasiado grande para ser lançado por um foguetão Soyuz-2-1v, mas que não necessita da performance adicional dada por um estágio superior Fregat.
Sendo derivado dos sistemas de propulsão dos satélites de reconhecimento Yantar, o estágio superior Volga está relacionado com o estágio superior Ikar que foi utilizado por seis foguetões 11A511U Soyuz-U em 1999 para colocar em órbita conjuntos de quatro satélites de comunicações Globalstar.
O Volga utiliza um motor 17D64 em vez do motor 17D61 utilizado pelo Ikar. Consome propelentes hipergólicos (UDMH) e oxigénio líquido.
Os satélites inaugurais de Vostochniy
A primeira carga a ser lançada desde Vostochniy é composta por três satélites, sendo a carga principal o satélite Mikhailo Lomonosov (MVL-300). Este é um satélite de investigação astrofísica com o intuito de estudar as explosões de raios gama e outros fenómenos de alta energia. Com uma massa de 625 kg, o Ломоносов №1507001 foi construído pela Corporação VNIIEM de Moscovo e tem por base uma plataforma de satélite que foi desenvolvida para a série de satélites de detecção remota Kanopus. Os sistemas aviõnicos foram desenvolvidos pela britânica SSTL.
O seu principal instrumento (Tracking Ultraviolet Set-Up – TUS) é um telescópio projectado para estudar a luz ultravioleta emitida por ‘chuveiros de partículas de ar’ quando partículas de alta energia interagem com a atmosfera terrestre. O TUS deveria ter sido lançado numa missão própria, tendo posteriormente sido introduzido no satélite Lomonosov.
O conjunto de três instrumentos idênticos Block for X-ray and Gamma-Radiation Detection (BDRG) será utilizado para detectar explosões de raios gama, permitindo ao satélite orientar os seus outros instrumentos para estudar estes fenómenos. Detectado um raio gama, o BDRG fará parte de uma suite de instrumentos dedicados a observar a ocorrência, fornecendo observações e comprimentos de onda gama. Os detectores serão também utilizados para estudar a radiação solar, a temporização das fontes de raios-x e pulsares, e para estudar outros fenómenos intermitentes de alta energia. Um instrumento adicional (UFFO) irá fornecer observações nas regiões do ultravioleta e dos raios-x utilizando um telescópio de 20 cm.
O sistema de observação óptica do Lomonosov é composto pela Optic Cameras of Super-Wide Field of Vision (ShOK). Este é composto por um par de câmaras de grande angular capazes de obter imagens até sete frames por segundo e que farão registos de forma contínua, enviar imagens registadas durante os eventos explosivos e outros que possam ser do interesse dos investigadores.
O DEPRON (Dosimeter of Electrons, Protons and Neutrons) é um detector de partículas que irá determinar o fluxo de partículas carregadas incidentes (protões e neutrões) e neutrões térmicos. O conjunto Electron Loss and Fields Investigator for Lomonosov (ELFIN-L) consiste num magnetómetro de fluxo e detectores de partículas para electrões e protões, ajudando a caracterizar os processos que afectam a radiação na magnetosfera terrestre.
Uma experiência de demonstração tecnológica (IMISS-1) irá estudar a performance das unidades de medição inercial no satélite e a sua potencial utilização na estabilização automática dos sistemas de observação do veículo.
Os outros dois satélites a bordo são o Aist-2D, com uma massa de 500 kg, e o SamSat-218/D, com uma massa de 1,4 kg, ambos provenientes da Universidade Aeroespacial Estatal de Samara. O Aist-2D (Аист-2Д ou 198КS №R15001) tem uma massa de 53 kg e servirá como demonstrador para sistemas de observação óptica, de radar e de infravermelhos.
O SamSat-218/D (235КS №S-001), também designado como Kontact-Nanosputnik’ (Контакт-наноспутник), é um CubeSat-3U construído para investigar a utilização de forças aerodinâmicas para fornecer controlo de atitude para um satélite. Os controladores podem comunicar com o satélite através de estações no solo ou através dos satélites de comunicações Globalstar, permitindo que os comandos e telemetria sejam retransmitidos ou transmitidos a partir de qualquer ponto na sua órbita.
Lançamento
O lançamento segue um perfil de voo já familiar. Após abandonar a plataforma de lançamento e um voo vertical de alguns segundos, o veículo coloca-se na sua trajectória de voo. A separação dos quatro propulsores laterais que constituem o primeiro estágio ocorre a T+1m 57,7s. A carenagem de protecção separa-se a T+3m 41,7s e a separação do segundo estágio (Blok-A) ocorre a T+4m 47,3s. A T+4m 49,9s dá-se a separação da grelha cilíndrica que une o Blok-A ao Blok-I já com este em ignição.
O final da queima do Blok-I ocorre a T+8m 44,2s e a separação do estágio Volga com os seus três satélites ocorre a T+8m 48,3s. O conjunto está colocado numa órbita com um perigeu a 200,0 km, apogeu a 240,0 km, inclinação orbital de 97, 272º e período orbital de 88,25m.
O estágio Volga irá realizar duas manobras antes da separação dos satélites. A primeira manobra ocorre entre T+50m 48,32s e T+53m 20,72s, enquanto que a segunda manobra ocorre entre T+1h 36m 53,32s e T+1h 39m 5,02s. As órbitas resultantes destas manobras são: perigeu a 237,5 km, apogeu a 496,0 km, inclinação orbital de 97, 272º e período orbital de 91,59m (primeira manobra); perigeu a 481,1 km, apogeu a 499,0 km, inclinação orbital de 97, 272º e período orbital de 94,22m.
O primeiro satélite a separar-se é o SamSat-218/D a T+2h 5m 28,32s, ficando colocado numa órbita com um perigeu a 481,2 km, apogeu a 499,9 km, inclinação orbital de 97, 272º e período orbital de 94,23m. O satélite Lomonosos separa-se a T+2h 5m 38,32s, ficando colocado numa órbita com um perigeu a 481,1 km, apogeu a 499,6 km, inclinação orbital de 97, 272º e período orbital de 94,24m. Fibalmente, o satélite Aist-2D separa-se a T+2h 5m 38,32s e fica colocado numa órbita com um perigeu a 481,1 km, apogeu a 500,1 km, inclinação orbital de 97, 272º e período orbital de 94,24m.
O estágio Volga irá ainda realizar duas outras manobras para sair de órbita terrestre a T+6h 17m 7,32s e a T+6h 19m 57,22s. A reentrada atmosférica deverá ocorrer a T+6h 52m 58,92s e os seus fragmentos deverão atingir a superfície do Oceano Pacífico a T+7h 3m 29,92s.
Dados Estatísticos e próximos lançamentos
– Lançamento orbital: 5539
– Lançamento orbital com sucesso: 5187
– Lançamento orbital Rússia: 3190
– Lançamento orbital Rússia com sucesso: 3033
– Lançamento orbital desde Vostochniy: 1
– Lançamento orbital desde Vostochniy com sucesso: 1
Ao se referir a ‘lançamentos com sucesso’ significa um lançamento no qual algo atingiu a órbita terrestre, o que por si só pode não implicar o sucesso do lançamento ou da missão em causa (como foi o caso do lançamento do Progress M-27M).
A seguinte tabela mostra os totais de lançamentos executados este ano em relação aos previstos para cada polígono à data deste lançamento.
Dos lançamentos bem sucedidos levados a cabo: 34,6% foram realizados pela Rússia; 23,1% pelos Estados Unidos (incluindo ULA (50,0%), SpaceX (50,0%) e Orbital SC); 15,4% pela China; 11,5% pela Arianespace; 7,7% pela Índia, 3,8% pelo Japão e 3,8% pela Coreia do Norte.
Os próximos lançamentos orbitais previstos são (hora UTC):
28 Abr (07:29:00) – PSLV-C33 (PSLV-XL) – Satish Dawan SHAR, FLP – IRNSS-1G
04 Mai (05:21:??) – Falcon-9 – Cabo Canaveral AFS, SLC-40 – JCSat-14
17 Mai (??:??:??) – 8K82KM Proton-M/Briz-M (93701/99570) – Baikonur, LC200 PU-39 – DLA-2 (DirecTV Latin America-2) ‘Intelsat-31’
21 Mai (??:??:??) – 14A14-1B Soyuz-2.1B/Fregat-M (G15000-027/112-04) – Glonass-M n.º 52
24 Mai (08:48:43) – 372RN21B Soyuz-STB/Fregat-MT (VS15) – Galileo-FOC FM10 (Danielè); Galileo-FOC FM11 (Alizée)