veículo de lançamento -Launch vehicle

Comparação de veículos de lançamento. Mostrar massas de carga útil para LEO , GTO , TLI e MTO
A Soyuz TMA-5 russa decola do Cosmódromo de Baikonur, no Cazaquistão, em direção à Estação Espacial Internacional

Um veículo de lançamento ou foguete transportador é um foguete projetado para transportar uma carga útil ( nave espacial ou satélites ) da superfície da Terra para o espaço sideral . A maioria dos veículos de lançamento opera a partir de plataformas de lançamento , apoiadas por um centro de controle de lançamento e sistemas como montagem e abastecimento de veículos. Os veículos de lançamento são projetados com aerodinâmica e tecnologias avançadas, o que contribui para grandes custos operacionais.

Um veículo de lançamento orbital deve levantar sua carga pelo menos até o limite do espaço, aproximadamente 150 km (93 mi) e acelerá-lo a uma velocidade horizontal de pelo menos 7.814 m/s (17.480 mph). Veículos suborbitais lançam suas cargas para diminuir a velocidade ou são lançados em ângulos de elevação maiores que a horizontal.

Veículos de lançamento orbital práticos são foguetes de vários estágios que usam propulsores químicos como combustível sólido , hidrogênio líquido , querosene , oxigênio líquido ou propelentes hipergólicos .

Os veículos de lançamento são classificados por sua capacidade de carga orbital, variando de pequeno , médio , pesado a superpesado .

massa para orbitar

Os veículos de lançamento são classificados pela NASA de acordo com a capacidade de carga útil da órbita baixa da Terra :

Os foguetes de sondagem são semelhantes aos veículos de lançamento de pequeno porte, no entanto, geralmente são ainda menores e não colocam cargas úteis em órbita. Um foguete de sondagem SS-520 modificado foi usado para colocar uma carga útil de 4 quilos ( TRICOM-1R ) em órbita em 2018.

Informação geral

O voo espacial orbital requer que a carga útil de um satélite ou espaçonave seja acelerada a uma velocidade muito alta. No vácuo do espaço, as forças de reação devem ser fornecidas pela ejeção de massa, resultando na equação do foguete . A física do voo espacial é tal que os estágios do foguete são normalmente necessários para atingir a órbita desejada.

Veículos de lançamento descartáveis ​​são projetados para uso único, com propulsores que geralmente se separam de sua carga útil e se desintegram durante a reentrada na atmosfera ou em contato com o solo. Em contraste, os impulsionadores de veículos de lançamento reutilizáveis ​​são projetados para serem recuperados intactos e lançados novamente. O Falcon 9 é um exemplo de veículo de lançamento reutilizável.

Por exemplo, a Agência Espacial Européia é responsável pelo Ariane V , e a United Launch Alliance fabrica e lança os foguetes Delta IV e Atlas V.

Localização da plataforma de lançamento

As plataformas de lançamento podem estar localizadas em terra ( espaçoporto ), em uma plataforma oceânica fixa ( San Marco ), em uma plataforma oceânica móvel ( Sea Launch ) e em um submarino . Veículos de lançamento também podem ser lançados do ar .

Regimes de voo

Um veículo de lançamento começará com sua carga útil em algum local na superfície da Terra. Para atingir a órbita, o veículo deve viajar verticalmente para deixar a atmosfera e horizontalmente para evitar o contato com o solo. A velocidade necessária varia dependendo da órbita, mas sempre será extrema quando comparada às velocidades encontradas na vida normal.

Veículos de lançamento fornecem vários graus de desempenho. Por exemplo, um satélite com destino à órbita geoestacionária (GEO) pode ser inserido diretamente pelo estágio superior do veículo lançador ou lançado para uma órbita de transferência geoestacionária (GTO). Uma inserção direta exige mais do veículo de lançamento, enquanto o GTO exige mais da espaçonave. Uma vez em órbita, os estágios superiores do veículo de lançamento e os satélites podem ter capacidades sobrepostas, embora os estágios superiores tendam a ter vidas orbitais medidas em horas ou dias, enquanto as espaçonaves podem durar décadas.

lançamento distribuído

O lançamento distribuído envolve a realização de um objetivo com vários lançamentos de espaçonaves. Uma grande espaçonave, como a Estação Espacial Internacional, pode ser construída pela montagem de módulos em órbita ou transferência de propelente no espaço conduzida para aumentar consideravelmente as capacidades delta-V de um veículo cislunar ou espacial profundo . O lançamento distribuído permite missões espaciais que não são possíveis com arquiteturas de lançamento único.

As arquiteturas de missão para lançamento distribuído foram exploradas nos anos 2000 e os veículos de lançamento com capacidade de lançamento distribuído integrado começaram a ser desenvolvidos em 2017 com o design Starship . A arquitetura padrão de lançamento da Starship é reabastecer a espaçonave em órbita baixa da Terra para permitir que a nave envie cargas de grande massa em missões muito mais energéticas .

Voltar ao site de lançamento

Depois de 1980, mas antes da década de 2010, dois veículos de lançamento orbital desenvolveram a capacidade de retornar ao local de lançamento (RTLS). Tanto o Ônibus Espacial dos Estados Unidos - com um de seus modos de aborto - quanto o Buran soviético tinham uma capacidade projetada para devolver uma parte do veículo de lançamento ao local de lançamento por meio do mecanismo de pouso horizontal da parte do avião espacial do veículo de lançamento . Em ambos os casos, a estrutura de propulsão do veículo principal e o grande tanque de propelente eram dispensáveis , como era o procedimento padrão para todos os veículos de lançamento orbital voados antes daquela época. Ambos foram posteriormente demonstrados em voos orbitais nominais reais, embora ambos também tivessem um modo de abortar durante o lançamento que poderia permitir que a tripulação pousasse o avião espacial após um lançamento fora do nominal.

Nos anos 2000, tanto a SpaceX quanto a Blue Origin desenvolveram em particular um conjunto de tecnologias para apoiar o pouso vertical do estágio de propulsão de um veículo de lançamento. Depois de 2010, a SpaceX empreendeu um programa de desenvolvimento para adquirir a capacidade de trazer de volta e pousar verticalmente uma parte do veículo de lançamento orbital Falcon 9 : o primeiro estágio . O primeiro pouso bem-sucedido foi feito em dezembro de 2015, desde então, vários estágios adicionais do foguete pousaram em uma plataforma de pouso adjacente ao local de lançamento ou em uma plataforma de pouso no mar, a alguma distância do local de lançamento. O Falcon Heavy foi projetado de forma semelhante para reutilizar os três núcleos que compõem seu primeiro estágio. Em seu primeiro voo em fevereiro de 2018, os dois núcleos externos retornaram com sucesso às plataformas de pouso do local de lançamento, enquanto o núcleo central mirou na plataforma de pouso no mar, mas não pousou com sucesso nela.

A Blue Origin desenvolveu tecnologias semelhantes para trazer de volta e pousar seu suborbital New Shepard , e demonstrou retorno com sucesso em 2015, e reutilizou com sucesso o mesmo booster em um segundo voo suborbital em janeiro de 2016. Em outubro de 2016, a Blue voou novamente e pousou com sucesso, que mesmo veículo de lançamento um total de cinco vezes. No entanto, deve-se notar que as trajetórias de lançamento de ambos os veículos são muito diferentes, com o New Shepard indo direto para cima e para baixo, enquanto o Falcon 9 precisa cancelar uma velocidade horizontal substancial e retornar de uma distância significativa para baixo.

Tanto a Blue Origin quanto a SpaceX também têm veículos de lançamento reutilizáveis ​​adicionais em desenvolvimento. A Blue está desenvolvendo o primeiro estágio do orbital New Glenn LV para ser reutilizável, com o primeiro voo planejado para não antes de 2020. A SpaceX tem um novo veículo de lançamento superpesado em desenvolvimento para missões ao espaço interplanetário . O Big Falcon Rocket (BFR) foi projetado para suportar RTLS, aterrissagem vertical e reutilização total do estágio de reforço e da espaçonave de segundo estágio/grande integrada projetada para uso com o BFR. O primeiro lançamento está previsto para o início de 2020.

Veja também

Referências

links externos