A Coreia do Sul tornou-se a mais recente nação a enviar uma sonda para a órbita da Lua utilizando os serviços de lançamento da SpaceX.
O lançamento da sonda Danuri (Korea Pathfinder Lunar Orbiter, KPLO) teve lugar às 2308UTC do dia 4 de Agosto de 2022. Este foi o 5.º lançamento orbital realizado neste dia, depois do lançamento do satélite Goumang juntamente com outros dois satélites por parte da China, da colocação em órbita do satélite USA-335 pela RocketLab, do lançamento do SBIRS-GEO 6 pela United Launch Alliance e, finalmente, do lançamento de um veículo experimental reutilizável a partir do Centro de Lançamento de Satélites de Jiuquan.
Fotografias do lançamento: Ben Cooper/SpaceX
Nesta missão, a SpaceX utilizou o foguetão Falcon 9-168 (B1052.6) lançado a partir do Complexo de Lançamento SLC-40 do Cabo Canaveral SFS, Florida.
Com uma massa de 648 kg, a sonda Danuri foi desenvolvida pelo Instituto de Investigação Aeroespacial da Coreia (Korea Aerospace Research Institute – KARI) e transporta um conjunto de seis instrumentos, sendo um deste fornecido pela agência espacial norte-americana NASA.
O instrumento Lunar Terrain Imager (LUTI) irá obter imagens de possíveis locais de descida para a segunda fase de exploração lunar por parte da Coreia do Sul e zonas especiais da superfície lunar com uma alta resolução espacial (<5m).
A câmara Wide-Angle Polarimetric Camera (PolCam) irá obter imagens polarimétricas de toda a superfície lunar, excepto das regiões polares que serão observadas com resolução espacial média para investigar as características detalhadas do rególito lunar.
O magnetómetro KPLO Magnetometer (KMAG) irá medir a força magnética do ambiente lunar até cerca de 100 km acima da superfície com sensores magnéticos ultrassensíveis.
Espectrómetro de raios gama KPLO Gamma Ray Spectrometer (KGRS) que irá investigar as características dos recursos lunares incluindo elementos raros, minerais, etc., e mapear a distribuição espacial dos elementos.
A experiência Disruption Tolerant Network (DTNPL) que irá realizar experiências de comunicações baseadas na tecnologia de redes tolerantes a atraso (DTN).
A ShadowCam da NASA irá mapear a reflectância nas regiões permanentemente na sombra para procurar sinais de geada e depósitos de gelo. Os instrumentos da câmara óptica são baseados na Lunar Reconnaissance Orbiter Narrow Angle Camera, sendo 800 vezes mais sensível, permitindo obter imagens de alta resolução e de baixo ruído das regiões lunares permanentemente na sombra. A ShadowCam irá observar os PSR mensalmente para detectar alterações sazonais e medir o terreno no interior de crateras, incluindo a distribuição de grandes rochas.
A sonda deveria inicialmente entrar numa órbita a 100 km da superfície lunar, mas em 2019, devido a um aumento de massa de 550 kg para 648 kg, a agência KARI alterou a órbita circular para uma órbita elíptica de 100 km × 300 km, originando um desentendimento com a NASA, pois o seu instrumento não irá assim atingir os seus objectivos científicos.
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-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 estagio, seguindo-se o início do abastecimento do oxigénio líquido (LOX) na mesma altura. O abastecimento de LOX ao segundo estagio 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 que é 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 12s. 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 31s, dando-se três segundos depois a separação entre o primeiro e o segundo estágio, com este a entrar em ignição a T+2m 42s. A ejecção das duas metades da carenagem de protecção ocorre a T+3m 13s. A queima de reentrada do primeiro estágio ocorre entre T+6m 49s e T+7m 19s, enquanto a queima de aterragem ocorre entre T+7m 58s e T+9m 1s, aterrando na plataforma flutuante Just Read The Instructions.
O final da primeira queima do segundo estágio ocorre a T+8m 33s, atingindo uma órbita de parqueamento. Após uma fase não propulsionada, tem lugar a segunda ignição do segundo estágio com a duração de 1 minutos, iniciando-se a T+34m 15s. A separação da sonda Danuri ocorre a T+15m 24s.
O foguetão Falcon-9
Baptizado em nome da nave Millenium Falcon da saga cinematográfica “Guerra das Estrelas”, o foguetão Falcon-9 v1.1 é 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 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.
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O primeiro estágio B1052 Para esta missão a SpaceX utilizou o foguetão Falcon-9 (B1052.6), o que significa que esta é a 6.ª missão do primeiro estágio B1052. A sua primeira utilização teve lugar a 11 de Abril de 2019 quando às 2235:00,526UTC foi lançado a partir do Complexo de Lançamento LC-39A do Centro Espacial Kennedy. Nesta missão, o foguetão Falcon Heavy-02 (B1052.1, B1053.1, B1055.1) colocou em órbita o satélite de comunicações Arabsat-6A, sendo então recuperado na LZ-1 do Cabo Canaveral. A sua segunda utilização teve lugar a 25 de Junho de 2019 quando às 0630UTC foi lançado a partir do Complexo de Lançamento LC-39A do Centro Espacial Kennedy. Nesta missão, o foguetão Falcon Heavy-03 (B1052.2, B1057.1, B1053.2) colocou em órbita a missão STP-2 com vários satélites, sendo então recuperado na LZ-1 do Cabo Canaveral. O terceiro voo do B1052 ocorreu a 31 de Janeiro de 2022 quando foi utilizado para colocar em órbita o satélite CSG-2 às 2311:14UTC a partir do Cabo Canaveral SFS, tendo sido recuperado na plataforma flutuante A Shortfall of Gravitas (ASOG). A sua quarta missão ocorre a 4 de Março, sendo utilizado para colocar em órbita 47 satélites Starlink na missão Starlink G4-10 lançada às 1345:10UTC a partir do Complexo de Lançamento SLC-40 do Cabo Canaveral SFS e sendo recuperado na plataforma flutuante ASOG. A sua quinta missão ocorre a 18 de Maio, sendo utilizado para colocar em órbita 53 satélites Starlink na missão Starlink G4-18 lançada às 1059:40UTC a partir do Complexo de Lançamento LC-39A do Centro Espacial Kennedy e sendo recuperado na plataforma flutuante ASOG. |
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 propolente é alimentado através de 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 libertado 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 |
| 2022-063 | 159 | B1071.3 | VSFB, SLC-4E | 18/Jun/22 14:19:52 | SARah-1 | LZ4 |
| 2022-064 | 160 | B1061.9 | CCSFS, SLC-40 | 19/Jun/22 04:27:36 | Globalstar-87 USA-328 USA-329 USA-330 USA-331 | JRTI (Oc. Atlântico) |
| 2022-071 | 161 | B1073.2 | CCSFS, SLC-40 | 29/Jun/22 21:04 | SES-22 | ASOG (Oc. Atlântico) |
| 2022-076 | 162 | B1058.13 | CCSFS, SLC-40 | 07/Jul/22 13:11:10 | Starlink G4-21 | JRTI (Oc. Atlântico) |
| 2022-077 | 163 | B1063.6 | VSFB, SLC-4E | 1/Jul/22 01:39:40 | Starlink G3-1 | OCISLY (Oc. Pacífico) |
| 2022-081 | 164 | B1067.5 | KSC, LC-39A | 15/Jul/22 00:44:20 | Dragon-2 SpX-25 | ASOG (Oc. Atlântico) |
| 2022-083 | 165 | B1051.13 | CCSFS, SLC-40 | 17/Jul/22 14:20:00 | Starlink G4-22 | JRTI (Oc. Atlântico) |
| 2022-084 | 166 | B1071.4 | VSFB, SLC-3E | 22/Jul/22 13:39:40 | Starlink G3-2 | OCISLY (Oc. Pacífico) |
| 2022-086 | 167 | B1062.8 | KSC, LC-39A | 24/Jul/22 13:38:20 | Starlink G4-25 | ASOG (Oc. Atlântico) |
| 2022-094 | 168 | B1052.6 | CCSFS, SLC-40 | 04/Ago/22 23:08:48 | Danuri (KPLO) | JRTI (Oc. Atlântico) |
Dados estatísticos e próximos lançamentos
– Lançamento orbital: 6262
– Lançamento orbital EUA: 1821 (29,08%)
– Lançamento orbital Cabo Canaveral SFS: 828 (13,22% – 45,47%)
Os próximos lançamentos orbitais previstos são (hora UTC):
6263 – 07 Ago (0348:??) – SSLV Demo 1 – Satish Dawan SHAR, FLP – EOS-02 (Microsat-2A), AzaadiSAT
6264 – 09 Ago (0500:??) – Gushenxing-1 (Y3 ‘White is the new black’) – Jiuquan, LC45/95B – Pingan-3, Taijing-1 02 ‘Xingshidai-12’
6265 – 09 Ago (0552:??) – 14A14-1B Soyuz-2.1b/Fregat (x/122-08?) – Baikonur, LC31 PU-6 – Khayyam (Project-505 ‘Alpha ES’), Aerospace Capital [FASIE] (VIZARD [VIZARD-SS1] (SPACE-π-001), Polytech Universe-1 (SPACE-π-002), Polytech Universe-2 (SPACE-π-003), Skoltech B1 (SPACE-π-004), Skoltech B2 (SPACE-π-005), Kuzbass-300 (SPACE-π-006), KAI-1 (SPACE-π-007), CubeSX-HSE-2 (SPACE-π-008), LILAC (SPACE-π-009), CYCLOPS (SPACE-π-010), Geoscan-Edelweiss (SPACE-π-011), MIET AIS Cubesat (SPACE-π-012), SPACE-π-013, SPACE-π-014, SPACE-π-015, SPACE-π-016, SNIPE A (KASI-SAT A), SNIPE B (KASI-SAT B), SNIPE C (KASI-SAT C), SNIPE D (KASI-SAT D)
6266 – 09 Ago (2300:??) – Falcon-9 (B1073.3) – Cabo Canaveral SFS, SLC-40 – Starlink G4-26
6267 – 11 Ago (????:??) – Chang Zheng-3B/G3 (Y80) – Xichang, LC3 – Zhongxing-19
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- Krebs, Gunter D. “KPLO (Danuri)”. Gunter’s Space Page. Consultado a 4 de Agosto de 2022 em https://space.skyrocket.de/doc_sdat/kplo.htm