Starship em órbita terrestre pela primeira vez

Após mais de uma dezena de voos de teste, a empresa norte-americana Space Exploration Technologies Corp. (SpaceX) realizou o primeiro lançamento orbital do sistema Starship.

Porém, a missão não decorreu sem emoções fortes, pois uma falha num dos três levantou dúvidas sobre a possibilidade da Starship S41 atingir a órbita terrestre, mas os controladores decidiram avançar com a manobra de inserção orbital.

O lançamento teve lugar às 1248UTC do dia 28 de Setembro de 2026 e foi realizado pelo conjunto Super Heavy/Starship v3 (B21/S41) a partir da Plataforma de Lançamento Pad-2 da Starbase, Boca Chica – Texas.

A missão orbital inicial da Starship deverá voar a uma altitude de aproximadamente 275 km acima da Terra e completar cerca de seis órbitas em torno do planeta ao longo de um voo de quase 10 horas, estando prevista a amaragem no Oceano Pacífico, a Oeste do Chile.

O principal objetivo do teste do foguetão propulsor Super Heavy (B21) no Voo 14 será executar com sucesso o lançamento, a ascensão, a separação dos estágios, a queima de retorno e a queima de aterragem num ponto de aterragem no Golfo do México. Foram feitas várias modificações no hardware e no software para solucionar problemas observados no voo anterior.

Os principais objetivos do estágio superior da Starship – Starship v3 (S41) – incluem a primeira manobra de inserção orbital, o lançamento de 26 satélites Starlink V3, uma queima de desorbitação utilizando um único motor Raptor no espaço e uma reentrada controlada, descida e amaragem no Oceano Pacífico.

A Starship só executará a queima para entrar em órbita depois de a equipa de controlo de voo garantir que existe redundância suficiente no hardware crítico para a subsequente queima de desorbitação no final da missão. A Starship vai lançar 26 satélites Starlink V3 em órbita pela primeira vez, com o objectivo de expandir significativamente a capacidade da rede e a velocidade de transmissão para os utilizadores.

Cada satélite Starlink V3 irá adicionar 1 Tbps de capacidade à constelação, totalizando 26 Tbps adicionados apenas nesta missão. Isto representa um aumento de aproximadamente 10 vezes na capacidade em comparação com o lançamento de um único satélite Starlink V2 mini a bordo do Falcon-9.

Após serem libertados da Starship, os satélites Starlink V3 irão desdobrar as suas antenas e implantar os seus painéis solares, estabelecendo um contacto inicial com a Terra e com a restante constelação Starlink através de ligações de radiofrequência e laser. Em seguida, os satélites começarão a elevar as suas órbitas com os seus propulsores a bordo. Após as verificações em órbita, os satélites deverão começar a servir os clientes poucas semanas após o lançamento.

A constelação Starlink

A SpaceX projectou a Starlink para conectar utilizadores de Internet com baixa latência, oferecer serviços de distribuição de elevada largura de banda, fornecendo uma cobertura continua em todo o mundo usando uma rede de milhares de satélites na órbita terrestre baixa, especialmente em lugares onde a conectividade é baixa ou inexistente como, por exemplo, em lugares rurais. Os satélites Starlink também darão cobertura em locais onde os serviços existentes são instáveis ou de elevado custo.

Com um desenho de painel plano contendo múltiplas antenas de alto rendimento e um único painel solar, cada satélite Starlink pesa cerca de 260 kg, permitindo à SpaceX uma produção em massa e tirar todo o proveito da capacidade de lançamento do Falcon-9. Para ajustar a posição em órbita, manter a altitude pretendida e posterior remoção orbital, os satélites Starlink possuem propulsores do tipo Hall alimentados a krípton. Sendo injectados a uma altitude de 290 km usarão este mesmo sistema para elevar as suas órbitas assim que sejam concluídas as verificações. Antes de elevar a órbita, os engenheiros da SpaceX irão realizar uma revisão de dados para garantir que todos os satélites Starlink estão a operar como pretendido.

Desenhados e construídos usando a mesma tecnologia que as cápsulas Dragon, cada satélite está equipado com Startracker que permite apontar os satélites com precisão. Nesta iteração a SpaceX incrementou a capacidade de espectro para o utilizador final mediante melhorias, permitindo uma maximização na utilização das bandas Ka e Ku. Os satélites são também capazes de detectar lixo espacial em órbita e evitar a colisão de modo autónomo.

Os satélites Starlink estão na linha da frente na mitigação de detritos em órbita, atingindo ou excedendo todas as leis padronizadas da indústria aeroespacial. No fim do ciclo de vida, os satélites irão usar a própria propulsão que têm a bordo para procederem à remoção orbital no decurso de uns poucos meses. No improvável evento da propulsão falhar, estes satélites irão queimar na atmosfera terrestre no período compreendido entre 1 a 5 anos, tempo significativamente inferior que as centenas ou milhares de anos necessários para grandes altitudes. De notar que todos os componentes estão projectados para uma total desintegração.

A constelação Starlink inicialmente ofereceu um serviço de Internet em zonas dos Estados Unidos da América e no Canadá, rapidamente expandindo-se para uma cobertura global nas zonas populacionais após vinte e quatro lançamentos.

Estando ainda na fase inicial de injecção orbital, os painéis solares encontram-se numa posição de baixo atrito e o conjunto dos próprios Starlinks estando ainda muito próximos uns dos outros faz com sejam muito visíveis a olho nu a partir do solo aquando da sua passagem. Quando os satélites atingem a altitude operacional, as suas orientações mudam e os satélites começam a ficar significativamente menos visíveis a partir do solo.

Durante todas as operações de voo, a SpaceX partilha dados de monitorização de alta fidelidade com outras operadoras de satélites através do 18.º esquadrão do controlo espacial da Força Aérea Americana. Adicionalmente, a SpaceX irá disponibilizar aos grupos de astronomia com informação de previsão do tipo TLE’s (two-line elements) antes de qualquer lançamento para que os astrónomos possam coordenar as observações com a passagem dos satélites.

Os satélites Starlink v2.0 Mini

A missão Starlink G6-1 foi a primeira missão a transportar os satélites Starlink da próxima geração, os Starlink v2.0. De notar que a SpaceX iniciou os lançamentos em apoio da segunda geração Starlink (Starlink Gen 2) com o seu último lançamento orbital de 2022 (missões Starlink G5). Porém, estas missões utilizaram satélites Starlink v1.5 em vez dos satélites Starlink v2.0.

A SpaceX tem feito várias alterações ao desenho dos satélites de segunda geração. Os satélites lançados a 27 de Fevereiro de 2023, são uma versão reduzida dos satélites Starlink v2.0 – denominado ‘Starlink v2.0 Mini’. Na missão Starlink G6-1 foram lançados 21 satélites, isto é, menos de metade dos satélites que a SpaceX tem colocado em órbita com os satélites Starlink v1.5. Assim, a massa dos Starlink v2.0 estará entre os 750 kg e os 800 kg, que é mais do dobro da massa dos satélites Starlink v1.5 e mais de metade da massa dos satélites Starlink v2.0 que serão lançados na Starship.

Os novos satélites podem fornecer quatro vezes a capacidade dos satélites anteriores, o que apesar de haver menos satélites por lançamento, fornecem uma maior capacidade do sistema.

Os satélites Starlink v2 Mini também introduzem um novo propelente para os seus motores eléctricos, alterando a utilização de krípton para árgon.

Starlink com capacidade “Direct to Cell“

Dos satélites a bordo, treze fazem parte do terceiro grupo com capacidade “Direct to Cell“. Os satélites Starlink com recursos “Direct to Cell” permitem acesso omnipresente a mensagens de texto, chamadas e navegação em qualquer localização em terra, lagos ou águas costeiras. Os satélites com a capacidade “Direct to Cell” também ligarão dispositivos IoT com padrões LTE comuns. Basicamente, os satélites com capacidades ‘Direct to Cell‘ estão equipados com um modem avançado a bordo que actua como uma torre de comunicações móveis no espaço, permitindo integração de redes similares a um parceiro de roaming.

A tabela seguinte mostra os últimos dez lançamentos Starlink.

Os satélites Starlink V3

Segundo a SpaceX, os satélites Starlink V3 representam o design de satélite de próxima geração que inclui aumentos significativos na capacidade, densidade de dados e geração de energia. Estas melhorias, juntamente com a capacidade de carga útil da Starship para órbita, vão permitir a expansão da constelação Starlink e servir milhões de clientes adicionais em todo o mundo com um serviço cada vez melhor.

Os satélites Starlink V3 foram projectados para suportar 1 Tbps de capacidade de downlink e 160 Gbps de capacidade de uplink. Isso representa uma melhoria de cerca de dez vezes superior na capacidade de downlink e um aumento de cerca de 22 vezes na capacidade de uplink em relação aos satélites Starlink V2. A servir esta capacidade para e dos clientes estão as antenas de matriz em fase actualizadas dos satélites. Essas antenas direccionam feixes de comunicação para os terminais dos usuários. As antenas do satélite V3 suportam 2.048 feixes de downlink e uplink. Para comparação, as matrizes de fase dos satélites Starlink V2 suportam 192 feixes downlink e 144 uplink.

A maior densidade de dados e o número de feixes das novas matrizes em fase são possibilitados pela próxima geração de chips formadores de feixe desenvolvidos pela SpaceX. Isto garante que a informação seja encaminhada de forma eficiente e correcta através de vários feixes. Adicionalmente, as matrizes de fase dos satélites V3 são alimentadas por chips atualizados que suportam um aumento de cerca de 64 vezes na taxa de transmissão tratada por chip de modem. Este aumento permite servir os clientes de forma mais eficiente, tanto em regiões densamente povoadas como em regiões pouco povoadas, e adaptar em tempo real a densidade de dados dos feixes às necessidades de dados dos clientes.

A apoiar o fluxo de informações na constelação Starlink, cada satélite Starlink V3 está equipado com seis lasers espaciais de alta capacidade de 400 gigabits, permitindo que o tráfego de alta largura de banda flua ininterruptamente entre quaisquer dois pontos do mundo com caminhos redundantes em uma rede mesh de laser petabit.

Cada satélite também carrega quatro antenas de radiofrequência (RF) de backhaul de quatro bandas que aproveitam quatro bandas de frequência de comunicação: Ka, E, V e W. Isso permite um aumento na capacidade de backhaul de RF para 1,2 Tbps, o que é mais de 8 vezes a capacidade suportada da geração Starlink V2. As novas antenas quad-band suportam 60 GHz de espetro em frequências e polarizações para backhaul uplink, o que representa um aumento de 4,3x em relação à V2.

Este aumento na capacidade e nas funcionalidades do design do satélite requer mais energia do que as gerações anteriores. Novos painéis solares construídos com técnicas de produção inovadoras vão gerar aproximadamente o dobro da energia dos painéis no satélite V2 – a versão do satélite Starlink que é lançada no Falcon-9 desde 2023. Técnicas de fabrico melhoradas permitem a produção de um rolo contínuo de cobertor solar V3 (a parte colectora de energia solar da matriz). Este cobertor produzido continuamente é seccionado em segmentos de 19 metros de comprimento e depois são unidos quatro segmentos juntos para formar um painel solar completo. As novas matrizes também são optimizadas para reduzir o arrasto nas baixas altitudes orbitais em que os satélites V3 operarão.

Com estas melhorias, será possível implantar cerca de 20 vezes mais capacidade por lançamento da Starship na constelação em comparação com um lançamento do Falcon-9 de satélites V2. Além disso, a tecnologia desenvolvida para o satélite V3 suportará os futuros satélites Starlink Mobile Gen 2, que fornecerão velocidades semelhantes às terrestres, ao nível do LTE, directamente para dispositivos móveis não modificados. As inovações na tecnologia de painéis solares também ajudarão a alimentar a nossa constelação de satélites de IA, Starmind. O sistema da Starlink foi concebido para escalar rapidamente e melhorar continuamente. Desde o design e produção de satélites até ao lançamento e à infraestrutura terrestre, a Starlink está numa posição única para acompanhar a procura crescente em todo o mundo, apoiar a implementação do 5G e de serviços avançados e manter-se resiliente face a desastres naturais e falhas de infraestrutura.

A Starship

O veículo Starship e o foguetão Super Heavy – coletivamente denominados “Starship” – representam um sistema de transporte espacial totalmente reutilizável projectado para transportar tripulação e carga para a órbita da Terra, Lua, Marte e mais além.

O lançador Starship tem um comprimento de 121,3 metros e um diâmetro de 9 metros. Por seu lado, o veículo Starship tem um comprimento de 50 metros e um diâmetro de 9 metros, enquanto o foguetão Super Heavy (primeiro estágio do sistema Starship) tem um comprimento de 71 metros e um diâmetro de 9 metros, desenvolvendo uma força de 7.590 tf no lançamento.

A Starship é o veículo espacial totalmente reutilizável e o segundo estágio do sistema Starship. O veículo pode ser estabelecido em diversas configurações, oferecendo uma secção de carga útil integrada e é capaz de transportar tripulação e carga para a órbita da Terra, Lua, Marte e além. A Starship também é capaz de transportar ponto a ponto na Terra, permitindo viajar para qualquer lugar do mundo em uma hora ou menos.

O foguetão Super Heavy utiliza 33 motores Raptor que consomem metano líquido (CH4) e oxigénio líquido (LOX), sendo também totalmente reutilizável.

Ambos os estágios são fabricados em aço inoxidável através do empilhamento e soldagem de cilindros seccionados. Estes cilindros têm uma altura de 1,83 m e uma espessura de 3,97 mm. Uma cúpula comum dentro do veículo separa os tanques de metano e oxigénio. A SpaceX afirmou que a Starship, no seu “projecto reutilizável básico”, tem uma capacidade de carga útil de 100.000 kg a 150.000 kg para uma órbita terrestre baixa e 27.000 kg para a órbita de transferência geostacionária.

Imagem esquemática: https://www.humanmars.net/

Lançamento 

A 50 minutos do lançamento, o Director de Voo da SpaceX consulta todos os controladores e verifica se tudo está pronto para o início do procedimento de abastecimento dos veículos. O abastecimento do estágio Super Heavy inicia-se a T-36m 33s com o abastecimento do oxigénio líquido (LOX) ao primeiro estágio bom como o início do abastecimento do metano líquido a T-35m. O abastecimento de LOX ao veículo Starship ocorre a T-34m 13s e o início do abastecimento do metano líquido ocorre a T-34m 11s.

Em preparação para o lançamento, procede-se ao acondicionamento térmico dos motores Raptor com a injecção de pequenas quantidades de combustível nos motores tanto do primeiro estágio como da Starship (T-21m 40s).

O fim do abastecimento de metano líquido ao estágio Super Heavy ocorre a T-2m 50s e a T-2m 10s termina o abastecimento à Starship. A T-30s o Director de Voo da SpaceX verifica que tudo está pronto para o lançamento.

A activação do sistema de deflexão de chamas tem lugar a T-17s e a sequência de ignição dos motores do primeiro estágio ocorre a T-3s.

O veículo abandona a plataforma de lançamento a T+2s, iniciando um lento movimento vertical, mas colocando-se no azimute de voo pouco após ultrapassar a altura da torra da plataforma de lançamento. O momento de máxima pressão aerodinâmica sobre o veículo (MaxQ) é atingido a T+58s.

A fase inicial do voo depende do bom desempenho do estágio Super Heavy até à sua separação do veículo Starship, regressando depois para uma amaragem no Golfo do México.

A separação do estágio Super Heavy e da Starship é uma separação “a quente” na qual os motores do estágio superior entram em ignição momentos antes da separação, continuando assim a sua ascensão para a órbita terrestre. A estabilidade orbital é atingida após uma manobra de inserção orbital. Mais tarde, o veículo irá proceder à colocação da sua carga em órbita.

Finalizada a sequência de separação da carga, procede-se ao encerramento das portas do porão de carga e inicia-se a fase de regresso à Terra.

Antes de se iniciar o regresso á Terra, é realizada uma verificação de integridade em todos os sistemas da Starship para determinar se o veículo está apto a completar pelo menos seis horas da fase de voo inercial de oito horas. Caso seja identificado algum problema, o veículo será comandado para uma reentrada a norte do Havai, no Oceano Pacífico, pouco antes de finalizar duas órbitas completas.

Na reentrada serão testadas duas placas de revestimento na parte traseira da Starship S41, que foram removidas da Starship S40 enquanto esta flutuava na costa da Ilha do Natal. Serão também testadas outras melhorias com base nos dados recolhidos da Starship S40 e que incluem mecanismos de retenção adicionais para as placas que apresentaram problemas durante a ascensão, bem como um design curvo para as placas, visando reduzir o aquecimento nos espaços entre elas.

O regresso à Terra ocorre após completar cerca de seis órbitas em torno do planeta ao longo de um voo de quase 10 horas. A amaragem tem lugar no Oceano Pacífico, a Oeste do Chile.

Imagens: SpaceX