{"id":18446,"date":"2010-06-24T22:48:12","date_gmt":"2010-06-24T22:48:12","guid":{"rendered":"https:\/\/www.institutodeengenharia.org.br\/?p=18446"},"modified":"2010-06-24T14:08:35","modified_gmt":"2010-06-24T14:08:35","slug":"falcon-9-e-dragon-engenharia-de-ponta-para-voos-nao-tripulados","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.institutodeengenharia.org.br\/site\/2010\/06\/24\/falcon-9-e-dragon-engenharia-de-ponta-para-voos-nao-tripulados\/","title":{"rendered":"Falcon 9 e Dragon: engenharia de ponta para voos n\u00e3o tripulados"},"content":{"rendered":"<p>O Falcon 9 \u00e9 um foguete privado desenvolvido pela empresa SpaceX com o apoio da Nasa, e foi lan\u00e7ado no \u00faltimo dia 4 de junho, no Cabo Canaveral, na Fl\u00f3rida, Estados Unidos. <br \/>\nO foguete foi lan\u00e7ado dez minutos antes de encerrar o limite de tempo dispon\u00edvel para a opera\u00e7\u00e3o e depois que, em tr\u00eas ocasi\u00f5es, os controladores tiveram que interromper a contagem final. Aos nove minutos do lan\u00e7amento, o controle de miss\u00e3o anunciou com satisfa\u00e7\u00e3o que o foguete havia entrado em \u00f3rbita.\u00a0<\/p>\n<p>Em seu voo inicial, o Falcon 9 abrigou um prot\u00f3tipo da c\u00e1psula Dragon (veja mais informa\u00e7\u00f5es ainda neste texto), que um dia poder\u00e1 transportar astronautas ou carga \u00e0 Esta\u00e7\u00e3o Espacial Internacional (ISS). <br \/>\nRobyn Ringuette, diretor do voo, afirmou que o prot\u00f3tipo da c\u00e1psula Dragon transportada pelo Falcon 9 n\u00e3o conta com o escudo t\u00e9rmico que permite sobreviver no momento de entrada na atmosfera terrestre.\u00a0<\/p>\n<p>No entanto, a c\u00e1psula, de 3,6 metros de di\u00e2metro, que pode transportar carga ou at\u00e9 quatro astronautas, conta com instrumentos que recolheram informa\u00e7\u00f5es durante sua chegada \u00e0 \u00f3rbita.\u00a0<\/p>\n<p>No futuro, a c\u00e1psula poder\u00e1 transportar at\u00e9 seis toneladas de materiais e provis\u00f5es \u00e0 ISS. <br \/>\nA Nasa vai precisar, de forma imediata, de sistemas como o Falcon 9-Dragon, j\u00e1 que, este ano planeja aposentar sua frota de naves espaciais capazes de transportar astronautas, o que deixa \u00e0s naves russas Soyuz a condi\u00e7\u00e3o de \u00fanicas capazes de levar pessoas \u00e0 ISS.\u00a0<\/p>\n<p>O sucesso do Falcon 9 \u00e9 tamb\u00e9m mais um passo na comercializa\u00e7\u00e3o do espa\u00e7o por parte de empresas privadas e pode abrir ainda mais o caminho ao incipiente turismo espacial. Neste ano, Elon Musk, fundador da SpaceX, estabeleceu o objetivo de lan\u00e7ar sat\u00e9lites de forma privada.\u00a0<\/p>\n<p><strong>Veja as caracter\u00edsticas t\u00e9cnicas do Falcon 9<br \/>\n<\/strong><br \/>\nA fam\u00edlia Falcon foi projetada para oferecer avan\u00e7os em termos de viabilidade, de custo ambiental de voo e de tempo de lan\u00e7amento. <\/p>\n<p><strong>Caracter\u00edsticas: <br \/>\n<\/strong>Comprimento: 54,9 m (180 p\u00e9s) <br \/>\nLargura: 3,6 m (12 ft) <br \/>\nMassa (LEO, 5.2m carenagem): 333,400 kg (\u00a3 735,000) <br \/>\nMassa (GTO, 5.2m carenagem): 332,800 kg (\u00a3 733.800) <br \/>\nThrust (vazio): 4,94 MN (1.110.000 lbf)\u00a0<\/p>\n<p>Falcon 9<\/p>\n<p><img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" alt=\"\" width=\"650\" height=\"168\" src=\"\/site\/userfiles\/1b(9).jpg\" \/><\/p>\n<p><strong>Primeira Etapa<\/strong>\u00a0<\/p>\n<p>As paredes do tanque e as c\u00fapulas do Falcon 9 s\u00e3o feitas de liga de l\u00edtio e alum\u00ednio. Como o Falcon 1, o interest\u00e1gio, que liga a fase superior e inferior para o Falcon 9, \u00e9 um n\u00facleo de alum\u00ednio estruturado de fibra de carbono composto. O sistema de separa\u00e7\u00e3o \u00e9 uma vers\u00e3o ampliada dos empurradores pneum\u00e1ticos utilizados na Falcon 1.\u00a0<\/p>\n<p><img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" alt=\"\" width=\"640\" height=\"501\" src=\"\/site\/userfiles\/1c(9).jpg\" \/><\/p>\n<p><strong>Motores<\/strong> <\/p>\n<p>Segunda Fase <br \/>\nO tanque da segunda fase do Falcon 9 \u00e9 uma vers\u00e3o mais curta do primeiro tanque e utiliza a maior parte das ferramentas, com os mesmos materiais e t\u00e9cnicas de fabrica\u00e7\u00e3o. Isso resulta em economia significativa de custos na produ\u00e7\u00e3o dos ve\u00edculos. <\/p>\n<p>Um \u00fanico Merlin ( veja explica\u00e7\u00e3o abaixo) faz o motor do Falcon 9 andar com uma taxa de expans\u00e3o superior de 117:1 e uma queimadura nominal de tempo de 345 segundos. Para obter maior confiabilidade ao ser reiniciado, o motor tem duplo redundante escorvas pirof\u00f3ricos (TEA, TEB). <\/p>\n<p><strong>SpaceX motor Merlin<\/strong> <\/p>\n<p>O motor principal, chamado Merlin, foi desenvolvido internamente na SpaceX, mas baseia-se em uma longa heran\u00e7a de espa\u00e7o de motores. O injetor de estilo gonzo foi primeiramente usado no programa Apollo para o motor de pouso do m\u00f3dulo lunar, uma das fases mais cr\u00edticas da miss\u00e3o.\u00a0<\/p>\n<p><img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" alt=\"\" width=\"183\" height=\"300\" src=\"\/site\/userfiles\/1a(9).jpg\" \/><\/p>\n<p>O propulsor \u00e9 alimentado por meio de um eixo \u00fanico, operando o impulsor da bomba-turbo dupla em um ciclo gerador de g\u00e1s. A bomba-turbo tamb\u00e9m fornece o querosene de alta press\u00e3o para os atuadores hidr\u00e1ulicos, que recicla, em seguida, na entrada de baixa press\u00e3o. Isso elimina a necessidade de um sistema hidr\u00e1ulico de alimenta\u00e7\u00e3o. Um terceiro uso da bomba-turbo fornece controle de rolo de acionamento da turbina bocal de exaust\u00e3o (com o motor da segunda fase). <\/p>\n<p>Combinando as tr\u00eas fun\u00e7\u00f5es acima em um dispositivo, que \u00e9 verificado antes do ve\u00edculo ter autoriza\u00e7\u00e3o para decolar, obt\u00e9m-se uma melhora significativa no n\u00edvel de confiabilidade do sistema. <\/p>\n<p>Mar Thrust Level: 556 kN (125.000 lbf) <br \/>\nV\u00e1cuo Thrust: 617 kN (138.800 lbf) <br \/>\nIsp N\u00edvel do Mar: 275s <br \/>\nAspirador de ISP: 304s <\/p>\n<p>Com um impulso espec\u00edfico de 304s v\u00e1cuo, Merlin possui o mais alto desempenho do motor do gerador de g\u00e1s de ciclo querosene jamais constru\u00eddo, superando o Boeing Delta II motor principal, o Lockheed Atlas II motor principal e o Saturn V F-1. <\/p>\n<p><strong>Projetado para confiabilidade m\u00e1xima<\/strong> <br \/>\nA grande maioria das falhas de lan\u00e7amento nas duas \u00faltimas d\u00e9cadas \u00e9 atribu\u00edda a tr\u00eas causas: motor, separa\u00e7\u00e3o de fases e, num grau muito menor, falhas avi\u00f4nicas. Uma an\u00e1lise da hist\u00f3ria da falha no lan\u00e7amento, entre 1980 e 1999, da Aerospace Corporation mostraram que 91% das falhas conhecidas podem ser atribu\u00eddas aos subsistemas. <\/p>\n<p><strong>A confiabilidade do motor<\/strong> <\/p>\n<p>O Falcon 9 tem nove motores Merlin agrupados. Esse ve\u00edculo \u00e9 capaz de sustentar uma falha de motor em qualquer ponto do voo e, ainda, completar com sucesso a sua miss\u00e3o. Esse fato resulta em um n\u00edvel ainda mais elevado de confiabilidade de um motor de fase \u00fanica. <\/p>\n<p>Depois de come\u00e7ar a primeira fase do motor, o Falcon n\u00e3o libera o voo at\u00e9 que todos os sistemas de propuls\u00e3o e do ve\u00edculo estejam confirmados para operar normalmente. Um seguro sistema autom\u00e1tico de desligamento e descarga de um propulsor ocorre se todas as condi\u00e7\u00f5es off nominal s\u00e3o detectadas. <\/p>\n<p><strong>Avia\u00e7\u00e3o de confiabilidade<\/strong> <br \/>\nFalcon 9, com computadores de voo triplo redundante e de navega\u00e7\u00e3o por in\u00e9rcia, tem sobreposi\u00e7\u00e3o de GPS de precis\u00e3o adicional de \u00f3rbita de inser\u00e7\u00e3o. <\/p>\n<p><strong>Escolha da Nasa para reabastecer a Esta\u00e7\u00e3o Espacial<\/strong> <\/p>\n<p>Em dezembro de 2008, a Nasa anunciou a sele\u00e7\u00e3o de SpaceX Falcon 9 como ve\u00edculo de lan\u00e7amento e naves espaciais Dragon para reabastecer a Esta\u00e7\u00e3o Espacial Internacional (ISS) na aposentadoria do \u00f4nibus espacial em 2010. O contrato de US$ 1.600 milh\u00f5es representa um m\u00ednimo de 12 voos, com uma op\u00e7\u00e3o para ordenar miss\u00f5es adicionais por um valor contratual total acumulado de at\u00e9 US$ 3,1 bilh\u00f5es. <\/p>\n<p>\nA Nasa citou como pontos fortes significativos SpaceX: <br \/>\nCapacidade fase motor fora-First <br \/>\nSistema de avia\u00e7\u00e3o redundante <br \/>\nFator de seguran\u00e7a estrutural em excesso de padr\u00f5es da ind\u00fastria <br \/>\nRedu\u00e7\u00e3o do risco t\u00e9cnico global da ISS no fornecimento de carga <\/p>\n<p>\n<strong>Volume da carenagem<\/strong> <br \/>\nAbaixo est\u00e3o as dimens\u00f5es da carenagem do Falcon 9. As dimens\u00f5es est\u00e3o em metros e em cent\u00edmetros dentro dos colchetes.\u00a0<\/p>\n<p><img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" alt=\"\" width=\"308\" height=\"448\" src=\"\/site\/userfiles\/1b(10).jpg\" \/><\/p>\n<p><strong>Dragon<\/strong> <\/p>\n<p>Iniciado internamente pela SpaceX em 2005, a nave espacial Dragon \u00e9 constitu\u00edda de uma c\u00e1psula pressurizada e uma n\u00e3o pressurizada (tronco usado para a Terra) para transporte de carga pressurizada, carga pressurizadas e\/ou tripulantes. <\/p>\n<p>A nave espacial Dragon \u00e9 composta de tr\u00eas elementos principais: o nariz do foguete, que protege o navio e o adaptador de acoplamento para a subida &#8211; a nave espacial, que abriga a tripula\u00e7\u00e3o e\/ou carga pressurizada, bem como a se\u00e7\u00e3o de servi\u00e7os com avi\u00f4nicos, sistema RCS, para-quedas e infraestrutura de apoio de outros e, no tronco, que prev\u00ea o acondicionamento da carga sem press\u00e3o e vai apoiar os pain\u00e9is solares do Dragon e radiadores t\u00e9rmicos. <\/p>\n<p>Em dezembro de 2008, a Nasa anunciou a sele\u00e7\u00e3o de SpaceX Falcon 9 do ve\u00edculo de lan\u00e7amento e naves espaciais Dragon para reabastecer a Esta\u00e7\u00e3o Espacial Internacional (ISS) quando o \u00f4nibus espacial se aposentar. O contrato de US$ 1.600 milh\u00f5es representa um m\u00ednimo de 12 voos, com uma op\u00e7\u00e3o para ordenar miss\u00f5es adicionais por um valor contratual total acumulado de at\u00e9 US$ 3,1 bilh\u00f5es. <\/p>\n<p>Embora projetado para atender os requisitos de carga e tripula\u00e7\u00e3o para a ISS, como voo livre, a espa\u00e7onave Dragon tamb\u00e9m fornece uma excelente plataforma para demonstra\u00e7\u00f5es de tecnologia espacial e testes de instrumentos cient\u00edficos. A SpaceX est\u00e1 manifestando-se totalmente comercial, os voos n\u00e3o-ISS Dragon, sob o nome &#8220;DragonLab&#8221;, representa uma capacidade emergente para a experimenta\u00e7\u00e3o no espa\u00e7o.\u00a0<\/p>\n<p><img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" alt=\"\" width=\"400\" height=\"300\" src=\"\/site\/userfiles\/1a(10).jpg\" \/><\/p>\n<p><strong>Destaques do Dragon:<\/strong>\u00a0<\/p>\n<p>Encontro totalmente aut\u00f4nomo e capacidade de encaixe com acionamento manual na configura\u00e7\u00e3o tripulados 6.000 kg (\u00a3 13.228) da carga at\u00e9 a massa LEO; 3.000 kg (\u00a3 6.614) estabelece carga em massa <\/p>\n<p>Payload volume: 10 m3 (245 p\u00e9s3) pressurizado, 14 m3 (490 p\u00e9s3) despressurizado <\/p>\n<p>Suporta a configura\u00e7\u00e3o de at\u00e9 7 passageiros, da tripula\u00e7\u00e3o <\/p>\n<p>Rea\u00e7\u00e3o do sistema de controle com 18 MMH propulsores \/ NTO. Esses propulsores s\u00e3o utilizados tanto para o controle de altitude e de manobra orbital 1.290 kg de propelente que suporta um perfil de miss\u00e3o de seguran\u00e7a a partir da inser\u00e7\u00e3o de sub-orbital ISS encontro a reentrada. <\/p>\n<p>Mecanismo integral comum de atraca\u00e7\u00e3o, com tampas ou apoio, se necess\u00e1rio APAS. <br \/>\nProjetado para pouso na \u00e1gua com para-quedas de recupera\u00e7\u00e3o para o oceano. <\/p>\n<p>Para assegurar uma transi\u00e7\u00e3o r\u00e1pida da capacidade de carga para a tripula\u00e7\u00e3o, a carga e as configura\u00e7\u00f5es de grupo de Dragon s\u00e3o quase id\u00eanticos, com exce\u00e7\u00e3o do sistema de escape da tripula\u00e7\u00e3o &#8211; sistema de suporte de vida a bordo e controles que permitem que a tripula\u00e7\u00e3o assuma o controle do computador de voo, quando necess\u00e1rio. Esse foco na uniformiza\u00e7\u00e3o minimiza o esfor\u00e7o do projeto e simplifica o processo de avalia\u00e7\u00e3o humana, permitindo que os sistemas cr\u00edticos para a seguran\u00e7a da tripula\u00e7\u00e3o do Dragon e seguran\u00e7a da ISS sejam totalmente testado em uncrewed &#8211; voos de demonstra\u00e7\u00e3o. <\/p>\n<p>\nEm cumprimento da fase I COTS contrato, o Dragon realizar\u00e1 tr\u00eas miss\u00f5es de demonstra\u00e7\u00e3o de carga: <\/p>\n<p><strong>Programa demonstrativo <br \/>\n<\/strong><br \/>\n<strong>Meta &#8211; Data &#8211; Dura\u00e7\u00e3o &#8211; Objetivos<\/strong> <\/p>\n<p>1 &#8211; 2010 &#8211; 5 horas &#8211; Lan\u00e7ado e separado do Falcon 9, a \u00f3rbita da Terra transmite telemetria, recebe comandos, demonstra manobra orbital e controle t\u00e9rmico, reentra na atmosfera e recupera sonda Dragon <\/p>\n<p>2 &#8211; 2010 &#8211; 5 dias &#8211; ISS Fly-by. Dragon abordar\u00e1 a 10 km de ISS e exercer o r\u00e1dio cross-link, demonstrando a capacidade da tripula\u00e7\u00e3o da ISS para receber a telemetria do Dragon e sua capacidade de enviar um comando para a nave espacial. Ap\u00f3s esse objetivo, o Dragon vai deixar a proximidade do ISS e executar um conjunto abrangente de espa\u00e7o no check-outs, antes de retornar \u00e0 Terra. <\/p>\n<p>3 &#8211; 2010 &#8211; 3 dias &#8211; Perfil completo da miss\u00e3o de carga, incluindo chegada \u00e0 ISS <\/p>\n<p>Simula\u00e7\u00e3o abaixo, desenvolvido pela Odyssey Space Research, mostra o Dragon aproximando e atraca\u00e7\u00e3o com o ISS.\u00a0<\/p>\n<p><img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" alt=\"\" width=\"278\" height=\"321\" src=\"\/site\/userfiles\/1b(11).jpg\" \/><\/p>\n<p><img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" alt=\"\" width=\"278\" height=\"321\" src=\"\/site\/userfiles\/1c(10).jpg\" \/><\/p>\n<p><img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" alt=\"\" width=\"320\" height=\"240\" src=\"\/site\/userfiles\/1a(11).jpg\" \/><\/p>\n<p>Dragon: nave espacial de carga de configura\u00e7\u00e3o<\/p>\n<p><img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" alt=\"\" width=\"320\" height=\"240\" src=\"\/site\/userfiles\/1b(12).jpg\" \/><\/p>\n<p>Disposi\u00e7\u00e3o da tripula\u00e7\u00e3o na nave\u00a0<\/p>\n<p><img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" alt=\"\" width=\"448\" height=\"336\" src=\"\/site\/userfiles\/falcon_9.jpg\" \/><\/p>\n<p>Falcon 9: o lan\u00e7amento da nave espacial Dragon<\/p>\n<p><img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" alt=\"\" width=\"448\" height=\"336\" src=\"\/site\/userfiles\/1d(9).jpg\" \/><\/p>\n<p>Drag\u00e3o e Falcon 9 na segunda etapa, ap\u00f3s a separa\u00e7\u00e3o de eventos<\/p>\n<p><img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" alt=\"\" width=\"448\" height=\"336\" src=\"\/site\/userfiles\/1e(1).jpg\" \/><\/p>\n<p>Dragon aproximando-se da Esta\u00e7\u00e3o Espacial Internacional<\/p>\n<p><img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" alt=\"\" width=\"448\" height=\"336\" src=\"\/site\/userfiles\/1f.jpg\" \/><\/p>\n<p>Dragon atracado na Esta\u00e7\u00e3o Espacial Internacional<\/p>\n<p><img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" alt=\"\" width=\"448\" height=\"336\" src=\"\/site\/userfiles\/1g.jpg\" \/><\/p>\n<p>Desembarque da Dragon<\/p>\n<p><strong><em>Fontes: Portal Terra e Spacex<\/em><\/strong><\/p>\n<p><b>Autor: Instituto de Engenharia<\/b><\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"<p>O Falcon 9 \u00e9 um foguete privado desenvolvido pela empresa SpaceX com o apoio da Nasa, e foi lan\u00e7ado no \u00faltimo dia 4 de junho, no Cabo Canaveral, na Fl\u00f3rida, Estados Unidos. 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