SpaceX lança missão logística da Northrup Grumman

A successful liftoff from Space Launch Complex 40 at Cape Canaveral Space Force Station in Florida as Northrop Grumman’s Cygnus spacecraft, atop a SpaceX Falcon 9 rocket, heads to the International Space Station for the 20th Northrop Grumman resupply mission on Tuesday, Jan. 30, 2024. The spacecraft is expected to reach the space station Thursday, Feb. 1, 2024, bringing 8,200 pounds of science investigations, supplies, and equipment for the international crew.

A empresa norte-americana Space Exploration Technologies Corp. (SpaceX) realizou o lançamento do veículo de carga Cygnus NG-20 na missão logística CRS-20 da Northrop Grumman Innovation Systems para a estação espacial internacional.

O lançamento do Cygnus NG-20 “S.S. Patricia ‘Patty’ Hilliard Robertson” teve lugar às 1707UTC do dia 30 de Janeiro de 2024 e foi realizado pelo foguetãoFalcon 9-295 (B1077.10) a partir do Complexo de Lançamento SLC-40 do Cabo Canaveral SFB, Florida.

A successful liftoff from Space Launch Complex 40 at Cape Canaveral Space Force Station in Florida as Northrop Grumman’s Cygnus spacecraft, atop a SpaceX Falcon 9 rocket, heads to the International Space Station for the 20th Northrop Grumman resupply mission on Tuesday, Jan. 30, 2024. The spacecraft is expected to reach the space station Thursday, Feb. 1, 2024, bringing 8,200 pounds of science investigations, supplies, and equipment for the international crew.

Esta é a nona missão Cygnus que é realizada ao abrigo do contrato Commercial Resupply Services-2 que foi atribuído em Janeiro de 2014 à Orbital ATK (actual Northrop Grumman Innovation Systems), à Sierra Nevada Corporation e à Space Exploration Technologies Corp. (SpaceX).

O Cygnus NG-20 irá chegar à ISS a 1 de Fevereiro, sendo caturado pelo Canadarm2 operado pela astronauta Jasmin Moghbeli sem apoiada pela astronauta Loral O’Hara.

A bordo do Cygnus NG-20 encontravam-se 3.726 kg mantimentos e equipamentos para apoiar dezenas de experiências e investigações científicas a bordo da estação espacial internacional, dos quais 3.712 kg encontravam-se na secção pressurizada e 14 kg na secção não pressurizada. Do total da carga transportada, 1.129 kg correspondem a mantimentos para a tripulação da ISS, 1.369 kg correspondem a investigações científicas a ser levadas a cabo na ISS, 16 kg de equipamento para actividades extraveículares, 1.131 kg de equipamento variados para a ISS e 67 kg de recursos informáticos.

Cada missão logística para a estação espacial internacional transporta investigações científicas na área da biologia e biotecnologia, ciências da Terra e do espaço, e desenvolvimento tecnológico e demonstrações.

A missão de reabastecimento apoiará dezenas de experimentos de pesquisa conduzidos durante a Expedição 70. Entre as investigações estão: o primeiro robot cirurgião na estação espacial, uma plataforma de reentrada em órbita que recolhe dados dos sistemas de protecção térmica, uma cultura de células de cartilagam 3D que mantém cartilagens saudáveis em baixa gravidade, e uma impressora 3D metálica que é uma plataforma autónoma de fabrico de semicondutores.

Tal como aconteceu nas missões anteriores, a Northrop Grumman baptizou o veículo Cygnus NG-20 com o nome de uma personalidade que teve um papel importante na História do voo espacial tripulado. Neste caso, a NGIS baptizou este veículo em honra da astronauta Patricia Hilliard Robertson. Nascido em 1963, Patricia H. Robertson foi seleccionada para a NASA em 1998 no Grupo 17, e foi seleccionada como membro da tripulação da Expdição 2 em 2002. Infelizmente, Patricia Robertson sofreu um grave acidente de avição, tendo sucumbido devido aos ferimentos, em 2001.

Lançamento do Cygnus NG-20

A embarcação de apoio Doug deixava o Porto de Charleston às 1744UTC do dia 29 de Janeiro.

A cerca de dez horas do lançamento procedeu-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-38m, determinando assim se tudo está pronto para o início do abastecimento do lançador. 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. 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 da SpaceX 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+1m 7s, sendo 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 16s, dando-se quatro segundos depois a separação entre o primeiro e o segundo estágio, com este a entrar em ignição a T+2m 27s (SES-1 Stage Engine Start 1).

A manobra de regresso do primeiro estágio decorre entre T+2m 33s e T+3m 22s, com a ejecção das duas metades da carenagem de protecção a ocorrer a T+2m 55s. A queima de reentrada do primeiro estágio ocorre entre T+6m 38s e T+6m 55s. A queima de aterragem ocorre entre T+7m 50s e T+8m 15s, sendo recuperado com sucesso na Zona de Aterragem LZ-1 no Cabo Canaveral.

O final da primeira queima do segundo estágio – (SECO-1 Second Engine Cut Off 1)  – ocorre a T+8m 38s, com a separação do veículo Cygnus NG-20 a ocorrer a T+14m 40s.

O veículo de carga Cygnus

A Orbital SC (agora Orbital ATK) desenvolveu o veículo espacial de manobra avançada Cygnus ao abrigo do contrato COTS com a NASA. Adicionalmente ao programa de desenvolvimento e de demonstração COTS, a Orbital ATK irá utilizar o Cygnus para realizar missões logísticas de cygnusoa5-3abastecimento da ISS ao abrigo do contrato CRS. O contrato com a NASA previa que a partir de 2013 a Orbital ATK realize oito missões para transportar cerca de 20.000 kg de carga para a ISS.

O sistema Cygnus é um sistema de baixo risco que incorpora elementos de tecnologias já existentes provenientes da Orbital e dos seus companheiros no programa. A Cygnus consiste num módulo de serviço comum e um módulo de carga pressurizado. A Cygnus irá transportar mantimentos para a tripulação, peças sobressalentes e experiências científicas para a ISS. O módulo de serviço incorpora sistemas aviónicos da linha de produção dos satélites LEOStar e GEOStar da OSC juntamente com sistemas de propulsão e sistemas de fornecimento de energia dos satélites de comunicações GEOStar. O módulo de carga pressurizado tem por base o Multi-Purpose Logistics Module (MPLM) desenvolvido pela Thales Alenia Space para a NASA.

cygnusoa5-9

Um mecanismo Common Berthing Mechanism (CBM) localizado na extremidade do módulo de carga pressurizado permite que o veículo Cygnus seja acoplado com a estação espacial internacional.

O Cygnus utiliza um motor Delta-V da IHI Aerospace para as suas manobras orbitais. O motor é derivado do sistema de propulsão BT-4 frequentemente utilizado em satélites de comunicações. O Delta-V queima hidrazina como propelente e pode operar tanto como um motor de monopropolente como um motor de bipropolente utilizando MON-3 como oxidante. Pequenos propulsores de controlo facilitam as manobras e o controlo de atitude do veículo

No lançamento, o veículo Cygnus tem uma massa de 4.163 kg e transporta 800 kg de propelente. A energia é fornecida ao módulo de serviço a partir de duas asas solares fixas capazes de gerar 3,5kW. O seu sistema de propulsão consome N2H4 / MON-3 ou somente N2H4. A secção pressurizada pode transportar 2.400 kg de carga, tendo um volume pressurizado de 27 m3.

 

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 e num acordo com a NASA, a SpaceX está activamente a trabalhar para atingir esse objectivo.

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

O primeiro estágio B1077

Para esta missão a SpaceX utilizou o foguetão Falcon-9 (B1077.10), sendo esta a 10.ª missão do primeiro estágio B1077.

Este primeiro estágio foi utilizado pela primeira vez a 5 de Outubro de 2022 quando às 1600:57UTC foi lançado a partir do Complexo de Lançamento LC-39A do Centro Espacial Kennedy, Merritt Island – Florida, para colocar em órbita a missão tripulada USCV5 com a cápsula espacial Crew Dragon Endeavour para a estação espacial internacional. Nesta missão o B1077 foi recuperado na plataforma flutuante Just Read The Instructions (JRTI) estacionada no Oceano Atlântico.

A sua segunda missão ocorreu às 1224UTC do dia 18 de Janeiro de 2023, sendo utiulizado para colocar em órbita o satélite de navegação GPS-III SV06 ‘Amelia Earhart’ (USA-343). O lançamento ocorreu a partir do Complexo de Lançamento SLC-40 d0 Cabo Canaveral SFS, sendo recuperado na plataforma flutuante A Shortfall of Gravitas (ASOG).

O estágio B1077 seria utilizado pela 3.ª vez a 18 de Fevereiro, sendo lançado às 0359UTC a partir do Complexo de Lançamento SLC-40 para colocar em órbita o satélite de comunicações Inmarsat-GX6B (Inmarsat-6 F2). Seria recuperado na plataforma flutuante JRTI.

A quarta missão do estágio B1077 ocorreria a 29 de Março. Lançado às 2001:00UTC a partir do Complexo de Lançamento SLC-40, colocaria em órbita 56 satélites Starlink na missão Starlink G5-10, sendo recuperado na plataforma flutuante JRTI.

A missão logistica Dragon SpX-28 (CRS-28) para a estação espacial internacional, seria a quinta missão do estágio B1077. Lançado às 1547UTC do dia 5 de Junho a do Complexo de Lançamento LC-39A, seria recuperado na plataforma flutuante ASOG.

A colocação em órbita do satélite de comunicações Galaxy-37, seria a sexta missão deste estágio cujo lançamento ocorreu às 0500UTC do dia 3 de Agosto a a partir do Complexo de Lançamento SLC-40, sendo recuperado na plataforma flutuante JRTI.

A sétima missão do estágio B1077 ocorreria a 1 de Setembro. Lançado às 0221:50UTC a partir do Complexo de Lançamento SLC-40, colocaria em órbita 22 satélites Starlink v2.0 Mini na missão Starlink G6-13, sendo recuperado na plataforma flutuante ASOG.

A sua oitava missão ocorria a 30 de Outubro, sendo lançado às 2320:30UTC a partir do Complexo de Lançamento SLC-40, para colocar em órbita 23 satélites Starlink v2.0 Mini na missão Starlink G6-25, sendo recuperado na plataforma flutuante JRTI.

A nona missão do estágio B1077 ocorreria a 7 de Dezembro. Lançado às 0507:30UTC a partir do Complexo de Lançamento SLC-40, colocaria em órbita 23 satélites Starlink v2.0 Mini na missão Starlink G6-33, sendo recuperado na plataforma flutuante JRTI.

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 vai diminuindo 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 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
2024-002 286 B1082.1 VSFB, SLC-4E 03/Jan/24 03:44:20 Starlink G7-9 OCISLY
2024-003 287 B1076.10 CCSFS, SLC-40 03/Jan/24 23:04:00 Ovzon-3 LZ-1
2024-005 288 B1067.16 CCSFS, SLC-40 07/Jan/24 22:35:40 Starlink G6-35 ASOG
2024-011 289 B1061.18 VSFB, SLC-4E 14/Jan/24 08:59:30 Starlink G7-10 OCISLY
2024-012 290 B1073.12 CCSFS, SLC-40 15/Jan/24 01:52:00 Starlink G6-37 ASOG
2024-014 291 B1080.5 KSC, LC-39A 18/Jan/24 21:49:11 Axiom-3 LZ-1
 2024-017 292 B1063.16 VSFB, SLC-4E 24/Jan/24 00:35:00 Starlink G7-11 OCISLY
2024-019 293 B1062.18 KSC, LC-39A 28/Jan/24 01:10:00 Starlink G6-38 ASOG
2024-020 294 B1075.9 VSFB, SLC-4E 29/Jan/24 05:57:20 Starlink G7-12 OCISLY
2024-021 295 B1077.10 CCSFS, SLC-40 30/Jan/24 17:07 Cygnus NG-20 LZ-1

Dados estatísticos e próximos lançamentos

– Lançamento orbital: 6593

– Lançamento orbital EUA: 1983 (30,08%)

– Lançamento orbital Cabo Canaveral SFB: 908 (13,77% – 45,79%)

Lançamentos orbitais em 2024

Estatísticas dos lançamentos orbitais em 2024

Próximos lançamentos orbitais

  Data Hora (UTC) Lançador

Local Lançamento

Plt. Lançamento

(Recuperação)

Carga / Missão
6594

31 Janeiro

06:15:??

Electron/Curie

F43

“Four Of A Kind”

Onenui (Máhia)

LC-1B

(Oc. Pacífico)

Skylark-1

Skylark-2

Skylark-3

Skylark-4

6595

2 de Fevereiro

03:00:??

Jielong-3

Y3

Mar Sul da China

Xinmu-1

Xingshidai-18

Xingshidai-19

Xingshidai-20

Zhixing-X1

SCA-1

??

6596

2 de Fevereiro

23:44:??

Chang Zheng-2C

Y85

Xichang

LC2

Jili-1 Grupo-02 (x11)

6597

3 de Fevereiro

04:43:??

Falcon-9

Vandenberg SFB

SLC-4E

(OCISLY)

Starlink G7-13 (x22)

6598

6 de Fevereiro

06:33:??

Falcon-9

Cabo Canaveral SFB

SLC-40

(JRTI)

PACE