Apesar de serem anunciadas com bastante antecedência, maior parte das missões espaciais só começam a ter visibilidade pública quando o veículo de lançamento está há poucos dias de chegar à respectiva plataforma de lançamento no Cosmódromo.

Falar de lançamento de foguetes e colocação de satélites em órbita envolve um conjunto de disciplinas e conceitos que dificilmente podem ser esgotados em um só artigo. Aproveitando o ensejo do eminente lançamento do satélite Angosat-2 e no sentido de preparar a ida dos técnicos especialistas para apoio nesta fase, bem como a compreensão de todos os que acompanham, foi criada esta série de artigos que dividem a temática em três momentos. Neste primeiro, a preparação, depois o Lançamento e a Colocação em Órbita.

Para podermos ter uma percepção da ordem de grandeza vamos usar o veículo de lançamento Zenit 3F. Esse foguetão que foi um dos veículos de lançamento que mais vezes subiu aos céus com sucesso, alimentado pelo motor mais potente do mundo, RD 171, cujos seus 4 bocais de escape são capazes de gerar 1650 kN de força ao nível médio das águas do mar, garantindo uma rápida ascensão inicial deste foguete de 54 metros de altura e 473 toneladas. Com essa potência em quase 2,5 minutos (consumindo cerca de duas toneladas de querosene e oxigénio líquido por segundo) o foguete consegue deslocar-se rapidamente para nordeste e desaparecer nas nuvens que cobrem o cosmódromo de Baikonur (local onde normalmente é lançado devido a questões politicas e logísticas).

Nesses 2,5 minutos onde as emoções vão desde tensão até alegria, pois enquanto todos aqueles que directa ou indirectamente fazem parte dessa grande conquista que é colocar um sistema complexo num ambiente espacial muito severo e ai começam a poder comemorar o sucesso visível a olho nú dessa missão, por detrás de todas essas celebrações existirá sempre a tensão de uma equipa técnica que acompanha esta fase do lançamento ou voo Balístico. Tende a ser a fase mais curta, mas ao mesmo tempo a mais estressante, crítica e exigente no que concerne a recursos materiais e humanos se olharmos para o panorama geral de um projecto Espacial (vide figura 1).

Figura 1. Este gráfico, mostra de uma maneira genérica que o lançamento é geralmente a fase de maior risco dentro do ciclo de vida útil de qualquer sistema espacial.

Dado o elevado grau de criticidade, até chegar ao momento do lançamento decisões difíceis são tomadas e discutidas. Pelo menos 30 dias antes do lançamento, o satélite (nessa altura considerado carga útil do foguete) tem de chegar as instalações de preparação na Zona 31 do cosmódromo de Baikonur, sendo que em média 10 dias depois vai para a Área 254 onde costuma permanecer 5 dias até que os seus tanques sejam abastecidos com o combustível propulsor necessário para garantir o tempo de vida útil, para o qual esse satélite foi construído.

No dia a seguir ao abastecimento, o satélite é acoplado a um adaptador para poder encaixar no último estágio do foguete, o mais ousado no Zenit é o “Fregat SB”. O nome do foguete Zenit 3F deve-se principalmente a esse módulo de elevado desempenho. O “Fregat SB”, que devido a sua possibilidade de múltiplas activações e funcionamento prolongado no espaço serviu de estágio de propulsão para as sondas soviéticas de exploração Marte e outras missões de exploração de lugares longínquos no espaço. [2]

O acoplamento entre o Bloco “Fregat SB” e o Satélite é feito quando estiverem a faltar 12 dias para o lançamento. Feito isso, todo esse equipamento é encapsulado dentro da Cobertura Térmica e Aerodinâmica do Foguete na Zona 31 (área de integração e testes) e depois deslocado para a Área 42 do cosmódromo, onde durante 3 dias serão feitos os trabalhos de acoplamento do primeiro e segundo estágio do foguete.

Posto isso, verifica-se a prontidão do foguete para que possa ser colocado no comboio que o transportará até a Plataforma de lançamento nº2 da Zona 45 do cosmódromo. Nessa altura ele deverá estar com a seguinte configuração:

Mesmo depois do seu transporte e elevação na plataforma de lançamento ainda é feita a verificação do estado de prontidão para o lançamento. Se estiver tudo bem, então 7 dias depois começa a famosa contagem regressiva:

Das instalações de comando e controlo a contagem: 10…9…8…7…6…5…4…3…2…1…Ignition! Só 4 segundos depois é que é há a descolagem. Aí começa um processo que foi pela primeira vez descrito, pelo pai da propulsão cosmonáutica, Konstantin Tsiolkovsky, como a locomoção de um aparelho que pode aplicar aceleração ao mesmo impulso, ejectando parte de sua massa a alta velocidade na direcção oposta, devido a conservação da quantidade de movimento.

O primeiro e o segundo estágios do Zenit são de queima quase constante do oxigênio líquido do propulsor RG-1. Um único motor RD-171M, com quatro câmaras de combustão, aciona o primeiro estágio. [3]

Para o caso do lançamento do ANGOSAT-1 tal como é apanágio neste tipo de lançamentos o propulsor foi activado e a ignição acendeu cerca de três segundos antes da decolagem.

A primeira fase de voo fica completa normalmente te apos os primeiros 144 segundos de vôo, levando o Zenit para longe de Baikonur na primeira etapa de sua jornada para a órbita. Nessa altura sendo o atrito aerodinâmico residual, o primeiro estágio é descartado e o segundo activado conservando-se o momento de inercia do foguete.

O percurso de 2,58 segundos que o segundo estágio faz com ajuda dos propulsores RD-120 e RD-8 permite realizar manobras de direcionamento até que ao momento em que o AngoSat-1 e seu estágio superior Fregat possam ser injectados numa orbita de parqueamento.

Aos 8,37 segundos de tempo de missão, é feita a separação do estágio superior na então referida primeira orbita de parqueamento. O estágio desacelerou por sessenta e cinco minutos e vinte segundos antes de activar os motores de estabilização combustível pronto para sua primeira queima. O motor principal de Fregat disparou cinquenta e cinco segundos depois, começando uma queima de sete minutos e 55 segundos para alcançar uma órbita de transferência intermediária. Trinta e sete segundos após o fim da queima, Fregat descartou seu tanque de propelente externo.

Fregat fez sua segunda queima duas horas após a primeira ter sido concluída. O palco acionou novamente seus motores de ullage 55 segundos antes de seu motor principal, que começou a disparar após três horas, 23 minutos e 55 segundos. A queima durou onze minutos e oito segundos, injetando o AngoSat na órbita de transferência geossíncrona. Com a segunda queima completa, a pilha Fregat / AngoSat deslizou em direção ao apogeu da órbita, que levou mais de cinco horas para chegar. [5]

Figura 2. Projecção do perfil de lançamento e colocação do satélite AMOS-4 em obrita geoestacionária.[3]

A queima final de Fregat do lançamento de quarta-feira começou oito horas, 44 minutos e um segundo após a decolagem, com os motores de vazamento novamente começando a disparar 55 segundos antes. O motor S5.92 de Fregat queimou por oito minutos e quarenta e um segundos para inserir o AngoSat na órbita geossíncrona. O satélite se separou cerca de 121 segundos após o fim da queima.

Após 8,9 horas de voo e manobras (Podemos inserir 6.5h ou 9h de vôo e manobras que é o caso da combinação de Proton-M/DM03 ou Proton-M/Breeze-M ou falar da média de 6-9h de voos e manobras), o risco vai reduzindo seguindo-se as fases onde o satélite utilizando os seus próprios mecanismos de propulsão é instalado no ponto de trabalho, local onde testa prontidão dos subsistemas para garantir as condições ideais em que deverá permanecer durante o seu tempo de vida útil.

2017 viu um grande número de falhas de lançamento em todo o mundo, com cinco lançamentos falhando em alcançar a órbita, outro alcançando uma órbita incorreta e inviável após a carenagem da carga útil do foguete não ter se separado, e pelo menos mais um lançamento atingindo um nível inferior ao planejado, mas ainda órbita utilizável.

[1]Fonte: Mission Assurance—A Key Part of Space Vehicle Launch Mission Success. Maj.Gen. Ellen M. Pawlikowski, USAF Deputy Director, National Reconnaissance Office Chantilly, Virginia

[2] https://space.skyrocket.de/doc_lau_det/zenit-3f.htm

[3] https://www.rocketlaunch.live/?filter=zenit-3f

[4] Zenit rocket lofts AngoSat-1 – NASASpaceFlight.com

[5 ] Zenit launch of AMOS-4 satellite (russianspaceweb.com)