A Virgin Orbit realizou o lançamento de vários pequenos satélites durante a missão “Above the Clouds” que teve início a partir do Mojave Air and Space Port (ASP) no dia 13 de Janeiro de 2022. O foguetão LauncherOne (R5) transportado pelo Boeing-747-400 “Cosmic Girl” tinha como objectivo uma órbita a uma altitude média de 500 km e com uma inclinação de 45.º.
O Boeing-747-400 “Cosmic Girl”, pilotado por Matthew Stannard, levantou voo da Pista RW12/30 às 2140UTC e o LauncherOne (R5) foi largado do avião de transporte às 2251:39UTC.
O nome da missão, “Above the Clouds”, homenageia o albúm de hip hop de Gang Starr, “Moment of Truth”, editado a 31 de Março de 1998 pela Virgin Records em colaboração com a Noo Trybe Records. Este album é considerado como um dos melhores albuns do género de sempre. A canção intitulada “Above the Clouds”, com a participação de Inspectah Deck dos Wu-Tang Clan, é a 5.ª música do album, sendo a favorita da Virgin Orbit, sendo a empresa inspirada pelo refrão:
Above the crowds, above the clouds Where the sounds are original Infinite skills create miracles
A carga da missão “Above the Clouds”
Denominada “Above the Clouds”, esta missão foi originalmente atribuída à VOX Space, uma subsidiária da Virgin Orbit, pela Unidade Inovação Defesa – Defense Innovation Unit (DIU) – do Departamento de Defesa dos Estados Unidos (Department of Defense – DoD), com a missão STP-VP27A a ser parte da iniciativa Rapid Agile Launch (RALI) do Space Test Program (STP) do DoD. A DIU é uma organização que trabalha com o objectivo de acelerar a adopção de tecnologia comercial pelos serviços militares norte-americanos para fortalecer a segurança nacional daquele país.
A carga da missão foi composta por quatro pequenos satélites de investigação e desenvolvimento provenientes de várias agências governamentais na que é denominada missão STP-VP27B. Esta missão irá assim demonstrar as soluções que estão comercialmente disponíveis para colocar em órbita satélites das Forças Espaciais dos Estados Unidos a partir de um avião 747 modificado.
Estes satélites são PAN-A, PAN-B, TechEdSat-13 e o GEARRS-3
Os satélites PAN
A missão PAN (Pathfinder for Autonomous Navigation) é uma missão de demonstração tecnológica que utiliza dois CubeSat-3U para demonstrar o encontro e acoplagem automática em órbita terrestre.
Esta será a primeira missão CubeSat que irá tentar uma acoplagem e representa um dos mais avançados sistemas CubeSat que foi lançado até à data. A demonstração das capacidades de encontro e acoplagem à escala CubeSat abre a porta para novas capacidades no voo espacial, tais como a montagem em órbita de estruturas avançadas.
O projecto irá demonstrar a utilização de avançados algoritmos de controlo autónomo para manobras de encontro e acoplagem; tecnologia de acoplagem magnética reconfigurável de baixa energia; e a utilização de sistemas compactos, ultraleves e baratos para navegação precisa relativa utilizando diferenciais de transporte de fase GPS. Se a missão for bem sucedida, a tecnologia demonstrada pelos satélites PAN irá reduzir a massa e a complexidade associada aos tradicionais sistemas de encontro e acoplagem em órbita.
A missão PAN iniciou uma colaboração entre o Centro de Investigação Langley da NASA, Hampton – Virgínia, e a Universidade de Cornell, com a equipa a desenvolver dois protótipos entregues à NASA em Outubro de 2016 e que ensaiados no solo.
A missão é composta por dois satélites (PAN-A e PAN-B) e foi seleccionada em 2018 pela CubeSat Launch Initiative (CSLI) da NASA para ser lançada como parte do programa ELaNa. A iniciativa Educational Launch of Nanosatellites (ELaNa) foi criada pela agência espacial norte-americana para atrair e reter os estudantes nos campos da Ciência, Tecnologia, Engenharia e Matemática. Esta será a missão ELaNa-29.
TechEdSat-13
O TechEdSat-13 (TES-13) é um CubeSat-13 desenvolvido pelo Centro de Investigação Ames da NASA que irá explorar novas capacidades nos nanosatélites, tais como machine learning, exotravagem para uma rápida remoção orbital e comunicações avançadas..
GEARRS-3
Os satélites GEARRS (Globalstar Experiment And Risk Reduction Satellite) é um CubeSat-3U construído pela NearSpace Launch em colaboração o Laboratório de Investigação da Força Aérea (Air Force Research Laboratory AFRL).
O satélite irá investigar se a comunicação da rede de comunicações Globalstar é uma opção viável para o comando e controlo de pequenos sistemas de satélites e CubeSats.
Já foram colocados em órbita dois satélites GEARRS: o GEARRS-1 foi lançado a 13 de Julho de 2014 a bordo de um foguetão Antares-120 e colocado em órbita a partir da estação espacial internacional, enquanto que o GEARRS-2 foi colocado em órbita a 20 de Maio de 2015 a bordo de um foguetão Atlas-V/501.
ADLER-1
O satélite austríaco ADLER 1 (Austrian Debris Detection Low Earth (orbit) Reconnoiter) tem como missão levar a cabo a demonstração de detecção de detritos espaciais utilizando vários sensores. É baseado no factor de forma CubeSat-3U sendo desenvolvido pela Spire e pela ÖWF (Östereichisches Weltraum Forum, Fórum Espacial Austríaco) em parceria com a FINDUS Venture GmbH. O satélite tem uma massa de 6 kg e as suas dimensões são 30 x 10 x 10 cm.
O satélite é baseado nos CubeSat Lemur-2 da Spire e contém experiências feitas à medida da missão em lugar das cargas usuais dos satélites Lemur.
A bordo encontram-se dois instrumentos: o APID (Austrian Particle Impact Detector), composto por dois sensores piezoeléctricos com 12 unidades de 60 × 65 mm cada e uma superfície total de sensor de cerca de 865 cm2; e o radar CW PL2/CW, operando a 1 Watt / 78 GHz, de para detecção dos detritos até 50 metros do satélite.
STORK-3
O satélite STORK-3 faz parte de uma constelação de satélites polaca para a observação da Terra e testes tecnológicos.
É um CubeSat-3U construído pela SatRelvolution e está equipado com o sistema de observação Vision-300 com uma resolução de até 5 metros que ocupa uma unidade ‘U’ dos satélites. Os restantes ‘2U’ estão disponíveis para albergar cargas tecnológicas de outros clientes. A constelação STORK será composta por 14 satélites. Os primeiros satélites da constelação (STORK-4 e STORK-5 ‘MARTA’) foram colocados em órbita a 30 de Junho de 2021 lançados a bordo da missão “Tubular Bells, Part One” lançada desde o Mojave ASP pelo conjunto Boeing-747-400 “Cosmic Girl”/LauncherOne (R4).
SteamSat-2
O CubeSat-3U SteamSat-2 será utilizado para demonstração tecnológica da utilização de propulsores a vapor para propulsão espacial – propulsão Resistojet. A missão foi desenvolvida e será operada pela SteamJet Space System, do Reino Unido.
Lançamento
Os preparativos finais para o lançamento iniciam-se a T-8h 18m com a activação do avião de transporte Boeing-747-400 “Cosmic Girl” e do foguetão lançador. A reunião que verifica se todos os sistemas estão prontos para o lançamento ocorre a T-4h 12m e no final é tomada a decisão de se proceder com o abastecimento de oxigénio líquido (LOX) e do gás de pressurização. O abastecimento inicia-se a T-3h 12m, terminando duas horas mais tarde.
A T-56m são desconectadas as condutas de abastecimento de LOX e de gás. O Centro de Controlo de Missão dá luz verde para que o “Cosmic Girl” possa levantar voo a T-14m e o avião é rebocado para a pista a T-10m. O avião de transporte Boeing-747-400 “Cosmic Girl” levanta voo a T=0s / L-58m.
O avião atinge uma altitude de 3.000 metros a L-54m. A auto sequência da contagem decrescente final inicia-se a L-17m, com a avião no modo de separação a L-1m. A separação ocorre a L=0m, com o avião de transporte Boeing-747-400 “Cosmic Girl” a iniciar de imediato uma manobra de afastamento.
A pré-ignição do primeiro estágio ocorre a L+3,2s, seguindo-se a ignição do motor NewtonThree do primeiro estágio a T+5,2s. Atingindo a potência máxima, o LauncherOne dirige-se para a órbita terrestre com uma queima inicial de mais de dois minutos. A potência da queima do primeiro estágio começa a diminuir a L+2m 57,1s, terminando a L+3m 4,6s. A separação do primeiro estágio ocorre a L+3m 9,6s.
A ignição do motor NewtonFour do segundo estágio inicia-se a L+3m 13,6s. A separação das duas metades da carenagem de protecção ocorre a L+3m 36,5s e a queima do segundo estágio termina a L+8m 47,5s. Sete segundos mais tarde o segundo estágio entra numa lenta rotação em torno do seu eixo longitudinal (denominado ‘BBQ Roll’). O segundo estágio está agora colocado numa órbita inicial com um perigeu a 194 km, apogeu a 524 km e inclinação orbital de 45.º, a partir da qual irá iniciar a sua segunda queima.
Antes de iniciar a segunda ignição do segundo estágio, este vai iniciar uma manobra de orientação a L+47m 1,7s, entrando em ignição L+53m 54,7s e terminando a L+53m 54,0s. A sequência de separação da carga inicia-se a L+54m 54,0s.
O LauncherOne
O LauncherOne é um foguetão de dois estágios (podendo-se considerar o avião de transporte Boeing-747-400 “Cosmic Girl” como um estágio 0). O primeiro estágio do LauncherOne é propulsionado pelo motor NewtonThree que consome RP-1 oxigénio líquido (LOX). O motor NewtonThree produz 333,62 kN de impulso e tem um tempo de queima de cerca de 3 minutos.
Após a separação entre o primeiro e o segundo estágio, o motor deste entra em ignição. O NewtonFour consome RP-1 e LOX e desenvolve 22,24 kN de impulso. Após a ignição do segundo estágio dá-se a separação das duas metades da carenagem de protecção.
O LauncherOne pode colocar até 500 kg de carga útil numa órbita terrestre baixa equatorial a uma altitude de 230 km ou uma carga até 300 kg numa órbita sincronizada com o Sol a uma altitude de 500 km. Com a adição de um terceiro estágio opcional, o LauncherOne também pode transportar cargas úteis para órbitas mais altas da Terra, para uma trajectória lunar ou destinos interplanetários.
| Lançamento | Veículo | Local Lançamento | Data Hora (UTC) | Carga |
| 202o-F04 | R2 | Mojave, RW12/30 | 25/Mai/20 19:50 |
Starshine-4 Intern-Sat |
| 2021-002 | R3 | Mojave, RW12/30 | 17/Jan/21 18:38 |
CACTUS 1 CAPE-3 ExoCube-2 MiTEE-1 PICS-1 PICS-2 PolarCube Q-PACE RadFxSat-2 (Fox-1E) TechEdSat-7 (TES-7) Prometheus-2.8 Prometheus-2.11 |
| 2021-058 |
R4 “Tubular Bells, Part One” |
Mojave, RW12/30 | 30/Jun/21 14:47 |
HALO-Net Free Flyer Gunsmoke-J 4 CNCE Blk.1 1 CNCE Blk.1 3 BRIK-II STORK-4 STORK-5 (MARTA) |
| 2022-003 |
R5 “Above the Clouds” |
Mojave, RW12/30 | 13/Jan/22 XX:XX |
PAN-A PAN-B TechEdSat-13 GEARRS-3 ADLER-1 STORK-3 Steamsat-2 |
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Bibliografia:
- Krebs, Gunter D. “GEARRS 1, 2 (GEARRSAT 1, 2)”. Gunter’s Space Page. Consultado a 13 de Janeiro de 2022, em https://space.skyrocket.de/doc_sdat/gearrsat.htm.
- Krebs, Gunter D. “PAN”. Gunter’s Space Page. Consultado a 12 de Janeiro de 2022, em https://space.skyrocket.de/doc_sdat/pan_cubesat.htm
- Krebs, Gunter D. “ADLER 1”. Gunter’s Space Page. Consultado a 12 de Janeiro de 2022, em https://space.skyrocket.de/doc_sdat/adler-1.htm
- Krebs, Gunter D. “STORK 1, …, 14”. Gunter’s Space Page. Consultado a 12 de Janeiro de 2022, em https://space.skyrocket.de/doc_sdat/stork-1.htm
- Krebs, Gunter D. “SteamSat 2”. Gunter’s Space Page. Consultado a 12 de Janeiro de 2022, em https://space.skyrocket.de/doc_sdat/steamsat-2.htm
- Virgin Orbit, Consultado a 11 de Janeiro de 2022, em https://virginorbit.com/above-the-clouds/