Para lançar a espaçonave ao espaço, além da plataforma de lançamento, é necessário um complexo de estruturas onde são realizadas as atividades de pré-lançamento: montagem final e atracação do veículo lançador e da espaçonave, teste e diagnóstico de pré-lançamento, reabastecimento com combustível e um oxidante.
Normalmente, os espaçoporto ocupam uma grande área e estão localizados a uma distância considerável de locais densamente povoados, a fim de evitar danos em caso de acidentes e quedas, separados durante o voo de etapas.
Cosmodromes do mundo
Quanto mais próximo o ponto de lançamento está do equador, menos energia é necessária para lançar a carga útil no espaço. Quando lançado do equador, pode economizar cerca de 10% de combustível em comparação com um foguete lançado de um cosmódromo localizado em latitudes médias. Como não existem muitos estados no equador capazes de lançar foguetes ao espaço, surgiram projetos de cosmódromos baseados no mar.
Rússia
A Federação Russa, sendo pioneira na exploração espacial, atualmente detém a liderança em número de lançamentos. Em 2012, nosso país realizou 24 lançamentos de foguetes portadores, infelizmente, nem todos foram bem-sucedidos.
O maior "porto espacial" da Rússia é o cosmódromo de Baikonur alugado do Cazaquistão. Ele está localizado no território do Cazaquistão, na região de Kyzylorda entre a cidade de Kazalinsk e a aldeia de Dzhusaly, perto da aldeia de Tyuratam. Área do cosmódromo: 6717 km². A construção do cosmódromo começou em 1955. Em 21 de agosto de 1957, ocorreu o primeiro lançamento bem-sucedido do foguete R-7.
Esquema do cosmódromo de Baikonur
Nos tempos soviéticos, uma enorme infraestrutura sem paralelos foi criada na área de Baikonur, incluindo, além de iniciar, complexos de preparação e controle e medição, aeródromos, estradas de acesso, edifícios de escritórios e cidades residenciais. Tudo isso após o colapso da URSS foi para o Cazaquistão independente.
De acordo com dados oficiais, a operação do cosmódromo em 2012 custou cerca de 5 bilhões de rublos por ano (o custo do aluguel do complexo de Baikonur é de 115 milhões de dólares - cerca de 3,5 bilhões de rublos por ano, e a Rússia gasta cerca de 1,5 bilhões de rublos por ano em manutenção das instalações do cosmódromo), que representou 4,2% do orçamento total da Roscosmos para 2012. Além disso, do orçamento federal da Rússia para o orçamento da cidade de Baikonur, um recebimento gratuito no valor de 1, 16 bilhões de rublos é realizado anualmente (a partir de 2012). No total, o cosmódromo e a cidade custaram ao orçamento russo 6, 16 bilhões de rublos por ano.
Neste momento "Baikonur", após a sua transferência pelos militares em 2005, encontra-se sob a jurisdição da Roscosmos. No final de 2007, a maioria das unidades espaciais militares deixou o cosmódromo e cerca de 500 militares russos permaneceram no cosmódromo.
Imagem de satélite do Google Earth: plataforma de lançamento # 250
O cosmódromo possui infraestrutura e instalações de lançamento que permitem o lançamento de foguetes:
- transportadores de médio porte da família Soyuz, peso de lançamento de até 313.000 kg (com base no R-7) - local nº 1 (lançamento de Gagarin), nº 31.
- veículos lançadores leves "Kosmos", com peso de lançamento de até 109.000 kg - local número 41.
- transportadores médios da família Zenit, peso de lançamento até 462200 kg - local número 45.
- transportadores pesados "Proton", peso de lançamento até 705.000 kg - plataformas nº 81, nº 200.
- transportadores leves da família Cyclone, peso de lançamento de até 193.000 kg (com base em ICBMs R-36) - site número 90.
- veículos leves de lançamento "Dnepr" ", peso de lançamento de até 211000 kg (desenvolvimento conjunto russo-ucraniano baseado em ICBM R-36M) - local nº 175
- veículos leves de lançamento "Rokot" e "Strela", peso de lançamento de até 107.500 kg (com base no ICBM UR-100N) - local número 175.
- transportadores pesados "Energia", peso de lançamento até 2.400.000 kg (atualmente não utilizado) - plataformas nº 110, nº 250.
Imagem de satélite do Google Earth: "O início de Gagarin"
Apesar dos pagamentos regularmente recebidos pelo aluguel do cosmódromo e acordos interestaduais, o Cazaquistão interfere periodicamente na operação normal do cosmódromo. Assim, em 2012, os lançamentos da espaçonave meteorológica europeia MetOp-B foram adiados (o lançamento estava previsto para 23 de maio), dos satélites russos Kanopus-V e MKA-PN1, da espaçonave bielorrussa, da canadense ADS-1B e da alemã TET-1 (grupo de lançamento desses cinco dispositivos estava agendado para 7 de junho), o dispositivo russo "Resurs-P" (previsto para agosto).
O motivo foi o acordo de longo prazo pelo lado cazaque do uso do campo de queda do primeiro estágio de foguetes portadores nas regiões de Kustanai e Aktobe (usados no lançamento de satélites na órbita sincronizada com o sol pelo foguete portador Soyuz)
Devido à posição do lado cazaque, o projeto de criação de um foguete conjunto russo-cazaque e um complexo espacial "Baiterek" (baseado no novo foguete "Angara") não foi implementado. Não foi possível chegar a um acordo sobre o financiamento do projeto. Provavelmente, a Rússia construirá um complexo de lançamento para Angara no novo cosmódromo de Vostochny.
Proton-K lança módulo Zvezda em órbita para ISS
O cosmódromo mais ao norte do mundo é Plesetsk, também conhecido como o primeiro cosmódromo de teste do estado. Ele está localizado a 180 quilômetros ao sul de Arkhangelsk, não muito longe da estação ferroviária Plesetskaya da Ferrovia do Norte. O cosmódromo cobre uma área de 176.200 hectares. O cosmódromo data de 11 de janeiro de 1957, quando foi adotada a Resolução do Conselho de Ministros da URSS sobre a criação de uma instalação militar com o codinome "Angara". O cosmódromo foi criado como a primeira formação de mísseis militares na URSS, armado com mísseis balísticos intercontinentais R-7 e R-7A.
Família de portadores R-7
Dos anos 70 ao início dos anos 90, o cosmódromo de Plesetsk manteve a liderança mundial em número de lançamentos de foguetes ao espaço (de 1957 a 1993, 1.372 lançamentos foram feitos daqui, enquanto apenas 917 de Baikonur, que está em segundo lugar).
No entanto, desde a década de 1990, o número anual de lançamentos de Plesetsk tornou-se menor do que de Baikonur. O cosmódromo é comandado por militares que, além de colocar em órbita um satélite artificial, realiza periodicamente testes de lançamento de ICBMs.
O cosmódromo possui complexos técnicos e de lançamento estacionários para veículos de lançamento domésticos leves e médios: Rokot, Cyclone-3, Kosmos-3M e Soyuz.
Imagem de satélite do Google Earth: plataforma de lançamento das operadoras Soyuz
Também no cosmódromo há um complexo de teste projetado para testar mísseis balísticos intercontinentais com um lançador do tipo silo.
Está em curso a construção dos complexos de lançamento e técnicos dos foguetes porta-aviões "Angara" com base no SC "Zenith".
Lançamento do foguete Cyclone-3 do cosmódromo de Plesetsk
O cosmódromo fornece uma parte significativa dos programas espaciais russos relacionados à defesa, bem como lançamentos científicos e comerciais de espaçonaves não tripuladas.
Além dos cosmódromos principais "Baikonur" e "Plesetsk", foguetes de veículos de lançamento e espaçonaves de lançamento em órbita próxima à Terra são periodicamente executados a partir de outros cosmódromos.
O mais famoso deles é o cosmódromo Svobodny. A principal razão para a criação deste cosmódromo foi o fato de que, como resultado do colapso da URSS, o cosmódromo de Baikonur estava fora do território da Rússia e a impossibilidade de lançar pesados "prótons" do cosmódromo de Plesetsk. Foi decidido criar um novo cosmódromo com base na divisão do Extremo Oriente da 27ª Bandeira Vermelha das Forças de Mísseis Estratégicos, que estava previamente armada com o UR-100 BR. Em 1993, suas instalações foram transferidas para as forças espaciais militares. Em 1o de março de 1996, por decreto presidencial, o segundo cosmódromo de teste estatal do Ministério da Defesa da Federação Russa foi estabelecido aqui. A área total desta instalação é de cerca de 700 km2.
O primeiro lançamento do foguete porta-aviões Start 1.2 baseado no míssil balístico Topol com a espaçonave Zeya ocorreu em 4 de março de 1997. Durante toda a existência do cosmódromo, cinco foguetes foram lançados aqui.
Em 1999, foi tomada a decisão de construir um foguete e complexo de lançamento para o veículo de lançamento Strela no cosmódromo. Porém, o complexo "Strela" não passou no conhecimento ecológico do estado devido à alta toxicidade do combustível de foguete nele utilizado - heptilo. Em junho de 2005, em reunião do Conselho de Segurança da Federação Russa, foi decidido, no âmbito da redução das forças armadas, liquidar o cosmódromo Svobodny devido à baixa intensidade de lançamentos e financiamento insuficiente. Porém, já em 2007, decidiu-se criar aqui uma infraestrutura para o lançamento de veículos lançadores de classe média. O futuro cosmódromo foi denominado Vostochny. Presume-se que os lançamentos comerciais e científicos serão realizados aqui, e todos os lançamentos militares estão planejados para serem realizados a partir de Plesetsk.
Foguetes portadores de luz das séries Cosmos e Dnepr também foram lançados do local de teste de Kapustin Yar e da plataforma de lançamento de Yasny.
No campo de treinamento Kapustin Yar na região de Astrakhan, promissores sistemas de defesa aérea estão sendo testados. Além disso, os veículos de lançamento da série Kosmos com satélites militares são lançados periodicamente.
O complexo Yasny está localizado no território da área posicional de Dombarovsky das Forças de Mísseis Estratégicos no distrito de Yasnensky da região de Orenburg, na Rússia. É usado para lançar espaçonaves usando veículos de lançamento Dnepr. De julho de 2006 a agosto de 2013, foram seis lançamentos comerciais de sucesso.
Também na Rússia, espaçonaves foram lançadas de porta-mísseis submarinos estratégicos.
Em 7 de julho de 1998, dois microssatélites comerciais alemães Tubsat-N foram lançados em órbita terrestre baixa do projeto Novomoskovsk SSBN "Novomoskovsk" 667BDRM "Golfinho", estando submersos na área de água do Mar de Barents. Este é o primeiro na história da exploração espacial a lançar satélites em órbita próxima à Terra com um lançamento de foguete debaixo d'água.
Em 26 de maio de 2006, do SSBN de Yekaterinburg do projeto 667BDRM Dolphin, o satélite Compass 2 foi lançado com sucesso.
EUA
O mais famoso porto espacial dos Estados Unidos é de longe o Centro Espacial John Fitzgerald Kennedy. Localizado na Ilha Merritt, na Flórida, o centro do espaçoporto está localizado perto do Cabo Canaveral, a meio caminho entre Miami e Jacksonville. O Kennedy Space Center é um complexo de instalações de lançamento de espaçonaves e controle de missão (cosmódromo) de propriedade da NASA. As dimensões do cosmódromo são de 55 km de comprimento e cerca de 10 km de largura, com uma área de 567 km².
O cosmódromo foi fundado originalmente em 1950 como um local de teste para mísseis. A localização do local de teste foi uma das mais convenientes dos Estados Unidos, já que os estágios do foguete esgotados caem no Oceano Atlântico. No entanto, a localização do cosmódromo está associada a riscos naturais e meteorológicos significativos. Os edifícios e estruturas do centro espacial foram repetidamente danificados seriamente por furacões, e os lançamentos planejados tiveram de ser adiados. Então, em setembro de 2004, parte das instalações do Centro Espacial Kennedy foram danificadas pelo furacão Francis. O edifício montado verticalmente perdeu mil painéis externos com dimensões aproximadas de 1,2 × 3,0 m cada. O revestimento externo de 3.700 m² foi destruído. O telhado foi parcialmente arrancado e o interior foi amplamente danificado pela água.
Vista superior da área do complexo de lançamento número 39
Todos os lançamentos de ônibus espaciais foram realizados pelo Centro Espacial Kennedy a partir do Complexo de Lançamento 39. O centro é servido por aproximadamente 15.000 funcionários públicos e especialistas.
A história deste cosmódromo está intimamente ligada ao programa americano de exploração espacial tripulada. Até julho de 2011, o Kennedy Space Center foi o local de lançamento dos veículos do Ônibus Espacial usando o Complexo 39 com a infraestrutura da Apollo. O primeiro lançamento foi a espaçonave Columbia em 12 de abril de 1981. O centro também é um local de pouso para ônibus orbitais - há uma pista de pouso de 4,6 km de comprimento.
Ônibus espacial "Atlantis"
O último lançamento do ônibus espacial Atlantis ocorreu em 16 de maio de 2011. Em seguida, a espaçonave reutilizável americana entregou uma carga de logística, bem como um espectrômetro alfa magnético, a bordo da Estação Espacial Internacional.
Parte do território do cosmódromo é aberta ao público, existem vários museus e cinemas e recintos de exposições. As rotas de excursão de ônibus são organizadas no território fechado para visitas gratuitas. A excursão de ônibus custa $ 38. Inclui: uma visita aos locais de lançamento do complexo 39 e uma viagem ao centro Apollo-Saturn V, uma visão geral das estações de rastreamento.
O Apollo-Saturn V Center é um enorme museu construído em torno da peça mais valiosa da exposição, o veículo de lançamento Saturn V reconstruído e outros artefatos relacionados ao espaço, como a cápsula Apollo.
As espaçonaves não tripuladas são lançadas de locais de lançamento ao longo da costa, são operadas pela Força Aérea dos Estados Unidos e fazem parte da Base da Força Aérea dos Estados Unidos em Cabo Canaveral. Esta base faz parte do Comando Espacial da Força Aérea dos Estados Unidos. Existem 38 locais de lançamento no Cabo Canaveral, dos quais apenas 4 estão operacionais hoje. Atualmente, foguetes Delta II e IV, Falcon 9 e Atlas V são lançados do cosmódromo.
Imagem de satélite do Google Earth: plataforma de lançamento no Cabo Canaveral
A partir daqui, em 22 de abril de 2010, ocorreu o primeiro lançamento bem-sucedido da nave espacial reutilizável não tripulada Boeing X-37. Foi lançado em órbita baixa usando um veículo de lançamento Atlas V.
Em 5 de março de 2011, o dispositivo foi lançado em órbita por um veículo lançador Atlas V, lançado do Cabo Canaveral. De acordo com a Força Aérea dos Estados Unidos, o segundo X-37B testará dispositivos sensores e sistemas de satélite. Em 16 de junho de 2012, a aeronave pousou na Base Aérea de Vandenberg, na Califórnia, passando 468 dias e 13 horas em órbita, tendo voado ao redor da Terra mais de sete mil vezes.
Em 11 de dezembro de 2012, um aparelho desse tipo foi lançado pela terceira vez ao espaço, onde permanece até hoje.
O X-37 foi projetado para operar em altitudes de 200-750 km, é capaz de mudar rapidamente de órbita, manobrar, realizar missões de reconhecimento, entregar e devolver pequenas cargas.
A segunda maior e mais importante instalação de infraestrutura espacial dos EUA é a Base da Força Aérea de Vandenberg. O centro de comando do espaço comum está localizado aqui. Esta é a residência do 14º Regimento de Aviação, da 30ª Asa Espacial, do 381º Grupo de Treinamento e do Western Launch and Test Range, onde são realizados lançamentos de satélites para organizações militares e comerciais, bem como testes de mísseis balísticos intercontinentais, incluindo o Minuteman - 3 ".
O controle e treinamento de disparos de mísseis de combate são realizados principalmente na direção sudoeste, em direção aos atóis de Kwajalein e Cantão. A extensão total do percurso equipado chega a 10 mil km. Os mísseis são lançados na direção sul. Devido à localização geográfica da base, toda a rota de seu vôo passa pelas regiões desabitadas do Oceano Pacífico.
Em 16 de dezembro de 1958, o primeiro míssil balístico Thor foi lançado da Base de Vandenberg. Em 28 de fevereiro de 1959, o primeiro satélite de órbita polar Discoverer-1 do mundo foi lançado de Vandenberg no foguete porta-aviões Tor-Agena. Vandenberg foi escolhido como local de lançamento e pouso do Ônibus Espacial na costa oeste dos Estados Unidos.
Para o lançamento dos ônibus espaciais, estruturas técnicas, um prédio de montagem foram construídos e o complexo de lançamento nº 6 foi reconstruído. Além disso, a pista existente de 2.590 metros da base foi ampliada para 4.580 metros para facilitar o pouso do ônibus espacial. A manutenção e restauração completa do orbitador foram realizadas usando o equipamento localizado aqui. No entanto, a explosão do Challenger causou o cancelamento de todos os voos do ônibus espacial da Costa Oeste.
Depois que o programa do ônibus espacial foi congelado em Vandenberg, o Complexo de Lançamento 6 foi mais uma vez redesenhado para lançar veículos de lançamento Delta IV. A primeira espaçonave da série Delta IV, lançada do bloco 6, foi um foguete lançado em 27 de junho de 2006, que lançou o satélite de reconhecimento NROL-22 em órbita.
Lançamento do foguete porta-aviões Delta IV do cosmódromo de Vandenberg
Atualmente, as instalações da base de Vandenberg são usadas para lançar satélites militares, alguns deles, por exemplo, o aparelho NROL-28, é usado para "combater o terrorismo". O NROL-28 foi lançado em uma órbita altamente elíptica para coletar informações de inteligência sobre grupos terroristas no Oriente Médio; por exemplo, sensores a bordo de tais satélites podem rastrear o movimento de veículos militares na superfície da Terra. O lançamento deste satélite ao espaço foi realizado pelo veículo de lançamento Atlas V, que utilizou motores russos RD-180.
Para testes no âmbito do programa de defesa antimísseis, o Reagan Proving Grounds são usados. Os locais de lançamento estão localizados no Atol Kwajelin e na Ilha Wake. Ele existe desde 1959. Em 1999, o aterro foi nomeado em homenagem ao ex-presidente dos EUA Ronald Reagan.
Desde 2004, Omelek Island, parte do local de teste, hospedou a plataforma de lançamento do veículo de lançamento Falcon 1 da SpaceX. No total, 4 tentativas de lançamento orbital foram feitas da Ilha Omelek.
Os três primeiros terminaram sem sucesso, o quarto foguete lançou em órbita uma simulação de satélite com dimensão de massa. O primeiro lançamento comercial ocorreu em 13 de julho de 2009. O atraso foi causado por problemas de compatibilidade entre o foguete e o satélite RazakSat da Malásia.
O veículo de lançamento de classe leve Falcon 1 é parcialmente reutilizável, o primeiro estágio após a separação é respingado e pode ser reutilizado.
O Cosmódromo Wallops está localizado em território de propriedade da NASA e consiste em três locais separados com uma área total de 25 km²: a base principal, o centro no continente e a Ilha Wallops, onde está localizado o local de lançamento. A base principal está localizada na costa leste da Virgínia. Foi fundado em 1945, o primeiro lançamento bem-sucedido foi feito em 16 de fevereiro de 1961, quando o satélite de pesquisa Explorer-9 foi lançado em órbita terrestre baixa usando o veículo de lançamento Scout X-1. Possui vários sites de lançamento.
Em 1986, a NASA implantou um complexo de controle e medição no território do local de teste para rastrear e controlar o voo da espaçonave. Vários radares com diâmetros de antena de 2,4-26 m fornecem recepção e transmissão em alta velocidade de informações vindas de objetos diretamente para seus proprietários. As capacidades técnicas do complexo permitem realizar medições de trajetória de objetos localizados a uma distância de 60 mil km, com precisão de 3 m de alcance e até 9 cm / s de velocidade.
Ao longo dos anos de sua existência, foram realizados mais de 15 mil lançamentos de foguetes de diversos tipos a partir do território da estação, recentemente, foram realizados cerca de 30 lançamentos por ano.
Desde 2006, parte do local de teste foi alugado por uma empresa aeroespacial privada e usado para lançamentos comerciais sob o nome de Mid-Atlantic Regional Spaceport. Em 2013, a sonda Lunar Atmosphere and Dust Environment Explorer foi lançada para a Lua a partir do Cosmódromo Wallops por um veículo de lançamento Minotauro-V.
O Antares LV também é lançado aqui, em seu primeiro estágio dois motores de foguete de oxigênio-querosene AJ-26 são instalados - uma modificação do motor NK-33 desenvolvido pela Aerojet e licenciado nos EUA para uso em veículos de lançamento americanos.
Veículo lançador "Antares"
Em 31 de março de 2010, a Aerodget Rocketdine comprou da SNTK im. Kuznetsov, cerca de 40 motores NK-33 a um preço de 1 milhão de dólares americanos.
Outro espaçoporto comercial é o Complexo de Lançamento Kodiak, localizado na ilha de mesmo nome na costa do Alasca. Ele é projetado para lançar foguetes leves ao longo de uma trajetória suborbital e lançar pequenas espaçonaves na órbita polar.
O primeiro lançamento experimental de foguete do cosmódromo ocorreu em 5 de novembro de 1998. O primeiro lançamento orbital ocorreu em 29 de setembro de 2001, quando o veículo lançador Athena-1 lançou 4 pequenos satélites em órbita.
Lançamento do Athena-1 LV da plataforma de lançamento na Ilha Kadyak. 30 de setembro de 2001
Apesar do propósito "comercial" do cosmódromo, os veículos lançadores Minotauro são regularmente lançados a partir dele. A família Minotaur de veículos de lançamento americanos de propelente totalmente sólido foi desenvolvida pela Orbital Science Corporation, encomendada pela Força Aérea dos Estados Unidos, com base nos estágios de marcha Minuteman e Piskiper ICBM.
Veículo lançador "Minotauro"
Devido às leis dos EUA que proíbem a venda de equipamentos governamentais, o veículo de lançamento Minotauro só pode ser usado para lançar satélites governamentais e não está disponível para pedidos comerciais. O último lançamento bem-sucedido do Minotaur V ocorreu em 6 de setembro de 2013.
Além de lançar cargas ao espaço usando foguetes, outros programas estão sendo implementados nos Estados Unidos. Em particular, os objetos foram lançados em órbita usando foguetes da série Pegasus lançados da aeronave Stargazer, um Lockheed L-1011 modificado.
O sistema foi desenvolvido pela Orbital Sciences Corporation, especializada na prestação de serviços comerciais para entrega de objetos no espaço.
Outro exemplo de iniciativa privada é a reutilizável Space Ship One desenvolvida pela Scaled Composites LLC.
A decolagem é realizada em uma aeronave especial White Knight (White Knight). Em seguida, o desencaixe ocorre e a Space Ship One sobe a uma altitude de cerca de 50 km. A nave espacial Um está no espaço por cerca de três minutos. Os voos são realizados a partir do centro aeroespacial privado "Mojave" no interesse do "turismo espacial".
Em 2012, os Estados Unidos realizaram 13 lançamentos de foguetes porta-aviões. Com este indicador cedendo à Rússia, os Estados Unidos estão trabalhando ativamente na criação de veículos de lançamento promissores e espaçonaves reutilizáveis.
