A United Launch Alliance (ULA) lançou a segunda missão de certificação do seu novo foguetão lançador Vulcan.
A missão Cert-2 teve início às 1125UTC do dia 4 de Outubro de 2024 e foi lançada pelo foguetão Vulcan-VC2S (V002) a partir do Complexo de Lançamento SLC-41 do Cabo Canaveral SFS, Florida.
Aparentemente, durante a fase de ignição dos propulsores laterais de combustível sólido, parece ter havido uma situação com um dos propulsores, apesar da ULA referir que o desempenho dos mesmos foi “dentro do expectável.” As imagens da transmissão em directo parecem mostrar que uma das tubeiras (escape) de um dos propulsores ter-se-á soltado.
A primeira queima do estágio Centaur-V teve uma duração de 20 segundos superior ao previsto, o que pode indicar um mau desempenho de um dos propulsores laterais de combustível sólido, levando assim a uma queima mais longa do Centaur-V.
A bordo do segundo foguetão Vulcan foi transportado um modelo inerte de um satélite, além de várias experiências e demonstrações associadas com futuras tecnologias do estágio Centaur-V. Assim, esta missão irá finalizar o processo de certificação deste lançador junto das Forças Espaciais dos Estados Unidos que requerem dois lançamentos bem sucedidos antes do foguetão poder transportar as suas cargas de segurança nacional que se encontram já agendadas para futuras missões.
Esta missão foi projectada para colocar o estágio Centaur-V numa órbita terrestre baixa a partir da qual fará uma segunda queima, colocando-se numa órbita hiperbólica em torno no Sol após a terceira queima.
Lançamento
O estágio Vulcan foi transportado para o Edifício de Integração Vertical VIF-G (Vertical Integration Facility G) a 10 de Agosto de 2024, sendo colocado numa posição vertical sobre a Plataforma Móvel de Lançamento VLP (Vertical Launch Platform). Posteriormente, os dois propulsores laterais de combustível sólido GEM-63XL foram acoplados ao estágio. O estágio superior Centaur-V upper stage foi colocado sobre o estágio Vulcan a 20 de Agosto. A 21 de Setembro, o modelo de carga foi colocado sobre o estágio Centaur-V. O foguetão Vulcan-VC2S (V002) era transportado para o Complexo de Lançamento SLC-41, a 30 de Setembro, e a 1 de Outubro ocorria o denominado “Wet Dress Rehearsal” (WDR), com o lançador a ser abastecido e procedendo-se à simulação da contagem decrescente até ao momento antes da ignição do estágio Vulcan.
O lançamento do segundo Vulcan decorreu sem problema com os motores do primeiro estágio do foguetão Vulcan-VC2S a entrarem em ignição a T-4,9s (1) e com o lançador a abandonar a plataforma de lançamento a T+1,1s. A manobra de arfagem, colocando o veículo na trajectória ideal para a missão, teve lugar a T+7,9s. Vulcan-VC2S atingia a velocidade do som a T+1m 9,9s e a zona de máxima pressão dinâmica a T+1m 16,1s.
O final da queima dos propulsores laterais de combustível sólido ocorre a T+1m 48,8s (2). O final da queima do primeiro estágio (BECO Booster Engine Cut-Off) ocorre a T+4m 59,1s (3), seguindo-se a separação do estágio Centaur-V a T+5m 5,1s (4) e a sua primeira ignição (MES-1 Main Engine Start 1) a T+5m 15,1s (5). A separação da carenagem de protecção ocorria a T+5m 23,1s (6).
O final da primeira queima do estágio Centaur-V (MECO-1 Main Engine Cut-Off 1) ocorria a T+15m 55,7s (7), com o conjunto a ser colocado numa órbita preliminar em torno da Terra antes de iniciar a sua segunda queima (MES-2) que teve lugar entre T+30m 53,6s (8) e T+34m 54,6s (9).
O foguetão Vulcan
O foguetão Vulcan (ou Vulcan Centaur) aproveita o sucesso comprovado de voo dos lançadores Delta-IV e Atlas-V, ao mesmo tempo que introduz novas tecnologias e recursos inovadores para garantir um serviço de lançamento espacial confiável e acessível. O Vulcan Centaur atenderá a uma ampla gama de mercados, incluindo clientes comerciais, civis, científicos, de carga e de segurança nacional.
A carenagem de protecção fornece um ambiente controlado e seguro para a carga durante o lançamento. Todas as carenagens utilizadas pela ULA são configuradas para o encapsulamento da carga útil fora da plataforma para assim aumentar a segurança da carga e minimizar o tempo na plataforma.
No Vulcan, a carga é encapsulada numa carenagem de carga útil (PayLoad Fairing – PLF) de 5,4 metros de diâmetro, uma estrutura sanduíche em materiais compósitos feita com um núcleo ventilado de favo de mel de alumínio e folhas frontais de grafite e epóxi. A carenagem em bissetriz (concha de duas peças) alberga a caga (ou cargas) a colocar em órbita, com o encaixe de fixação de carga útil (Payload Attach Fitting – PAF) a ser uma estrutura composta em sanduíche semelhante que cria a ‘interface’ de acoplamento da carga ao estágio superior. A carenagem é separada usando um sistema de separação horizontal e vertical livre de detritos com conjuntos de molas e montagem de junta quebradiça. A carenagem de carga útil está disponível nas configurações padrão de 15,5 metros e 21,3 metros de comprimento.
O estágio superior Centaur-V tem 5,4 metros de diâmetro e 11,7 metros de comprimento, com capacidade de propelente de 54.431 kg e os tanques de propelente são construídos em aço inoxidável resistente à corrosão e estabilizados sob pressão. O Centaur-V consome hidrogénio líquido/oxigénio líquido, com dois motores RL10C. O veículo atualizado Vulcan Centaur voa com o estágio Centaur-V atualizado usando motores RL10C-1-1A com extensões de escape fixas. Os tanques criogénicos são isolados com isolamento de espuma vaporizada (SOFI) para gerir a evaporação dos criogénicos durante o voo. Uma prateleira de equipamentos traseira fornece as montagens estruturais para os sistemas eletrónicos do veículo.
O estágio Vulcan Centaur tem 5,4 metros de diâmetro e 33,3 metros de comprimento. Os tanques do estágio são estruturalmente estáveis e 
construídos com barris de alumínio em orto grelha e cúpulas de alumínio repuxadas. A propulsão do Vulcan Centaur é fornecida por um par de motores BE-4, cada um produzindo 2.447 kN de impulso. O veículo Vulcan Centaur é controlado por um sistema aviónico que fornece orientação, controlo de voo e funções de sequenciamento do veículo durante as fases de voo do primeiro estágio e do estágio Centaur-V.
Os propulsores laterais de combustível sólido (SRBs) Graphite Epoxy Motors (GEM) 63XL, com diâmetro de 1,60 metros e comprimento de 21,9 metros, são construídos com um composto de grafite-epóxi com o perfil do acelerador projetado no grão propelente.
Os propulsores laterais de combustível sólido queimam por aproximadamente um minuto e meio, e após a queima são descartados do veículo principal. Com a adição de até seis propulsores laterais de combustível sólido, o Vulcan Centaur está disponível em quatro configurações. As variantes de dois e seis propulsores constituem a «oferta padrão», com as variantes zero e quatro propulsores a serem disponibilizadas em missões exclusivas.
A altura do foguetão com a carenagem padrão é de aproximadamente 61,6 metros, sendo de 67,4 metros com a carenagem longa.
O lançador é capaz de colocar cargas entre 3.500 kg e 14.500 kg numa órbita de transferência para a órbita geossincronizada, ou cargas entre 10.800 kg e 27.200 kg para uma órbita terrestre baixa.
O Vulcan será lançado a partir do Complexo de Lançamento SLC-40 do Cabo Canaveral, Florida, ou do SLC-3 da Base das Forças Espaciais de Vandenberg, Califórnia.
A tabela seguinte mostra o desempenho do Vulcan Centaur nas diversas missões que pode desempenhar (GEO – Geosynchronous Earth Orbit = 35.786 km circular a 0.º; GTO – Geosynchronous Transfer Orbit = 35.786 km x 185 km a 27,0. º; LEO-Reference – Low Earth Orbit-Reference = 200 km circular a 28,7. º; LEO-ISS – Low Earth Orbit-International Space Station = 407 km circular a 51,6. º; LEO-Polar – Low Earth Orbit-Polar = 200 km circular a 90. º; MEO – Medium Earth Orbit = 20.368 km circular a 55. º; TLI – Trans-lunar Injection = C3: -2 km2/s2).
O acesso à órbita terrestre continua a ser um obstáculo crítico para muitas missões espaciais. Porém, a ULA oferece soluções flexíveis e económicas para superar essa barreira. Com o multi-manifesto, duas ou mais cargas são integradas num veículo de lançamento utilizando o desempenho disponível e a margem de volume que de outra forma não seriam utilizadas – optimizando a massa em órbita e permitindo o acesso ao espaço de diversas missões num só lançamento. O denominado “Multi-Manifest” num foguetão Vulcan fornece uma solução de lançamento altamente confiável e programada para diversas cargas que vão desde CubeSats até pequenos satélites e muito mais.
Dependendo do tamanho do satélite, o lançamento múltipla num foguetão Vulcan pode ser feita de várias maneiras. O denominado “Aft Bulkhead Carrier” (ABC) faz ‘interface’ na extremidade traseira do estágio superior do Centaur e pode transportar até 24 unidades de CubeSats pesando 80 kg cada. O adaptador de carga útil secundária (anel ESPA – ESPA Ring) está localizado entre o estágio superior e a carga útil primária e pode acomodar de 4 a 6 módulos de carga útil pesando até 318 kg cada. Finalmente, para pequenos satélites que excedem a massa de uma capacidade ESPA, o Multi-Payload Canister System é um recipiente de separação de suporte de carga que pode ser utilizado para transportar um pequeno satélite na parte posterior enquanto suporta um grande satélite tradicional dianteiro.
O estágio Vulcan é propulsionado por dois motores BE-4. O BE-4 (Blue Engine 4) é um motor de combustível líquido que utiliza um ciclo de combustão em estágios rico em oxigénio, tendo sido desenvolvido pela Blue Origin. Este motor foi projectado para produzir um impulso de 2.400 kN ao nível do mar, consumindo gás natural liquidificado LNG (Liquefied Natural Gas) e oxigénio líquido LOX.
