No dia 22 de dezembro, ocorreu um evento que pode entrar para a história da astronáutica mundial. A empresa americana SpaceX realizou mais um lançamento bem-sucedido do veículo de lançamento Falcon 9 com uma carga útil na forma de várias espaçonaves, após o que seu primeiro estágio retornou à terra e fez um pouso regular. Assim, pela primeira vez na história do programa Falcon, foi possível não apenas colocar uma carga útil em órbita, mas também pousar com sucesso o primeiro estágio de um veículo lançador. Espera-se que no futuro isso reduza significativamente o custo de lançamento de carga em órbita e, assim, traga uma verdadeira revolução no campo espacial.
O lançamento do foguete Falcon 9, modificação v1.2, ocorreu em 22 de dezembro às 01:29 GMT da plataforma de lançamento SLC-40 do cosmódromo do Cabo Canaveral. O foguete carregava 11 satélites da série Orbcomm-G2. Segundo relatos, o lançamento ocorreu no modo normal. O primeiro estágio levou o foguete a uma altitude predeterminada, após a qual se separou e retornou ao local correspondente do cosmódromo. O segundo estágio, então, colocou a carga útil em órbita com altitude de 620x640 km. Refira-se que desde 2010 foram realizados lançamentos bem-sucedidos de mísseis Falcon 9 com cargas úteis, incluindo na forma de maquetes, mas desta vez pela primeira vez foi possível realizar um voo de acordo com um programa que plenamente atende aos requisitos iniciais do projeto. O principal objetivo do lançamento era devolver ao solo a primeira fase, após o que se espera que seja utilizada para a construção de um novo veículo lançador.
140 segundos após o lançamento, o primeiro estágio elevou o foguete porta-aviões a uma altitude de cerca de 72 km, enquanto a velocidade de vôo atingiu 6.000 km / h. Depois disso, os motores do primeiro estágio foram desligados e desconectados do resto das unidades do foguete. No quarto minuto de vôo, o comando passou para o início das manobras antes de retornar ao solo. Três motores forneceram uma curva de estágio para transferir para a trajetória desejada. Aos nove minutos de vôo, a etapa começou a entrar nas camadas densas da atmosfera, após o que se iniciou a frenagem com o auxílio de motores. Imediatamente antes do pouso, os motores voltaram a funcionar em modo de frenagem, enquanto os apoios de pouso eram liberados. Após 9 minutos e 44 segundos após o lançamento, o primeiro estágio do veículo lançador pousou com sucesso na pista de pouso nº 1 do cosmódromo do Cabo Canaveral.
Preparação pré-lançamento do veículo de lançamento Falcon 9 v1.2, 21 de dezembro
Lembre-se de que o veículo de lançamento Falcon 9 v1.2 é a modificação mais recente da família, que difere de seus antecessores em uma série de inovações. O principal objetivo do projeto era garantir o retorno da primeira fase gasta ao lançar a carga útil em qualquer órbita. As mudanças afetaram o design e a capacidade dos tanques de combustível, os elementos de potência da primeira fase foram reforçados, etc. O aumento no desempenho levou a um aumento no tamanho e no peso do foguete. Sua massa de lançamento aumentou para 541,3 toneladas e seu comprimento aumentou para 70 m. A massa da carga útil permaneceu a mesma.
A inovação mais importante do projeto Volume 1.2 foi o uso de motores Merlin 1D modernizados, que diferem de seus predecessores com maior empuxo. Vale ressaltar que esta versão dos motores desenvolve todo o empuxo permitido pelo projeto. No caso dos motores anteriores, havia uma limitação de empuxo intencional. Na nova configuração, nove motores de primeiro estágio fornecem empuxo de 6806 kN ao nível do mar, enquanto um único motor de segundo estágio oferece empuxo de cerca de 930 kN. Ao alterar o empuxo, o tempo de operação dos motores do primeiro estágio foi reduzido para 162 s, o tempo máximo de operação do motor do segundo estágio foi de 397 s.
Nos últimos anos, a SpaceX tem trabalhado no retorno do primeiro estágio e algoritmos de pouso. Inicialmente, foram realizados desembarques simulados na água, a partir dos quais foi possível iniciar testes de pleno direito com desembarques em terrenos ou embarcações marítimas especiais. Vários lançamentos que permitiram que a carga útil fosse colocada em órbita não terminaram com um pouso bem-sucedido: os primeiros estágios dos veículos lançadores eram regularmente danificados ou destruídos. Somente no dia 22 de dezembro de 2015 foi possível realizar frenagem, descida e pouso sem problemas. A etapa de reentrada completou com sucesso todas as manobras necessárias e fez um pouso suave no local designado.
A empresa de desenvolvimento de foguetes Falcon 9 está satisfeita com seu sucesso. O recente lançamento terminou com a conclusão com sucesso de todas as tarefas definidas e confirma a possibilidade fundamental de concretização dos planos existentes. A SpaceX pretende não apenas criar um projeto, mas também iniciar a operação plena de um novo veículo de lançamento. Há muito tempo, os especialistas da empresa desenvolvedora falaram sobre as vantagens da arquitetura de foguete proposta e as vantagens do primeiro estágio recuperável. Ao retornar ao solo o primeiro estágio, equipado com nove motores bastante complexos e caros da família Merlin, está planejado para reduzir drasticamente o custo de lançamento de foguetes e, assim, reduzir o custo de entrega de carga em órbita.
A SpaceX agora está estudando o primeiro estágio recuperado. O resultado desse estudo deve ser uma avaliação do desempenho das unidades e a determinação da possibilidade de seu reaproveitamento. Além disso, será necessário realizar outro lançamento, o que ajudará a comprovar a possibilidade de reaproveitamento de uma etapa já voada. O momento exato do relançamento ainda não foi especificado. O próximo lançamento do foguete Falcon 9 está programado para janeiro do próximo ano, mas ainda não se sabe se ele usará o primeiro estágio já testado.
A desenvolvedora afirma que o uso de primeiros estágios reutilizáveis proporcionará uma redução significativa nos custos iniciais. A possibilidade desse trabalho ainda não foi confirmada por testes, mas os autores do projeto estão otimistas com o futuro. Além disso, o cronograma aproximado de lançamento dos foguetes Falcon 9 com uma ou outra carga útil foi determinado para os próximos anos. Simultaneamente aos lançamentos práticos, serão realizados diversos estudos visando o alcance dos objetivos traçados.
Lançamento do foguete, 22 de dezembro (hora local de 21 de dezembro)
Como você pode ver, ainda está longe do início da operação plena de veículos lançadores com primeiros estágios reutilizáveis. No entanto, o primeiro passo real para atingir esse objetivo já foi dado. É difícil dizer quanto tempo levará todo o processo de domínio das novas tecnologias. Provavelmente, resultados reais serão alcançados até o final desta década. Assim, em um futuro muito próximo, uma verdadeira revolução pode ocorrer na astronáutica.
O veículo de lançamento Falcon 9 v1.2 até agora resolveu apenas parcialmente a tarefa: apenas um lançamento bem-sucedido foi concluído com o retorno e pouso normal do primeiro estágio. No entanto, dado o ritmo de desenvolvimento e implementação do projeto, já é necessário fazer previsões para o futuro e tentar prever quais os resultados que o surgimento de um sistema de foguetes reutilizável totalmente funcional terá para a cosmonáutica mundial. Pode-se presumir que a conclusão do projeto do Falcon 9 também poderia afetar o programa espacial russo, que é um dos líderes mundiais.
Na configuração atual, o veículo lançador Falcon 9 é capaz de lançar uma carga útil de até 13,15 toneladas em uma órbita de baixa referência. Para uma órbita de geotransferência, esse parâmetro é 4,85 toneladas. Assim, em termos de parâmetros básicos, os veículos de lançamento estrangeiros mais recentes não são inferiores aos russos existentes, sistemas de classe semelhante ou mesmo superiores a eles. Dada a redução prometida nos custos de lançamento, o projeto Falcon 9 pode representar uma ameaça para o futuro da família de mísseis Soyuz-2 e versões leves do Angara.
Assim, em um futuro previsível, os principais veículos lançadores russos, incluindo os mais novos, serão capazes de manter suas posições no mercado de lançamento de espaçonaves em órbitas com parâmetros diferentes. No caso de uma perspectiva mais distante, a situação pode ser pior. Com as características existentes e a possibilidade de reduzir o custo de lançamento, o foguete Falcon 9 nas versões atuais ou novas é capaz de reconquistar uma determinada fatia de mercado, empurrando para fora tanto as contrapartes russas quanto estrangeiras. É bem possível que, em um determinado estágio, o volume de lançamentos de tais mísseis seja limitado apenas pela capacidade de produção da empresa desenvolvedora.
No entanto, a cosmonáutica russa é bastante capaz de reter alguns dos setores do mercado desenvolvido, bem como aumentar sua presença neles. Atualmente, nosso país conta com um foguete pesado "Proton-M", que é capaz de entregar até 23 toneladas de carga à LEO e cerca de 6,75 toneladas no GPO. Além disso, um novo projeto "Angara-A5" está sendo desenvolvido. Um foguete promissor será capaz de erguer pelo menos 24 toneladas para uma órbita de baixa referência e 5,4 toneladas para uma órbita de geotransferência - até 12 toneladas.
A SpaceX, em paralelo com o trabalho no veículo de lançamento Falcon 9 médio, está projetando um sistema Falcon Heavy pesado com desempenho aprimorado. Argumenta-se que este foguete será capaz de entregar cerca de 53 toneladas de carga para uma órbita de baixa referência e até 21,2 toneladas para uma órbita de geotransferência. O desenvolvimento do projeto Falcon Heavy foi anunciado em 2011, e o primeiro lançamento foi originalmente planejado para o dia 13. No futuro, o momento do primeiro lançamento, bem como o custo, foram ajustados repetidamente. No momento, o primeiro lançamento está previsto para maio de 2016. O lançamento de 6,4 toneladas em uma órbita de geotransferência é estimado em 90 milhões de dólares americanos.
No projecto de um foguete pesado, pretende-se utilizar os desenvolvimentos do Falcon 9, nomeadamente, os elementos estruturais devolvidos ao solo. É por isso que se propõe a redução do custo de lançamento e colocação de várias cargas em determinadas órbitas.
No âmbito do projeto Falcon Heavy, está planejado criar um veículo de lançamento com características excepcionalmente altas, mas até agora são apenas intenções, não apoiadas por resultados práticos. O primeiro protótipo de um foguete promissor não irá decolar antes do final da primavera do próximo ano, após o qual levará algum tempo para desenvolver vários elementos do projeto. Como resultado, o momento do recebimento real das características máximas declaradas ainda não foi determinado. Além disso, eles podem mudar significativamente para a direita devido a problemas em um estágio ou outro, associados à necessidade de devolver alguns dos módulos do foguete.
Pode-se presumir que as perspectivas futuras do programa Falcon, implementado pela SpaceX, não parecem totalmente inequívocas, mas geralmente positivas. O foguete Falcon 9 de alcance médio existente já está entregando com sucesso a carga em órbita, embora não tenha muito sucesso em retornar o primeiro estágio gasto ao solo. Dos vários voos do programa em que este procedimento foi disponibilizado, apenas um foi bem sucedido. Ainda não está totalmente claro se será possível repetir esse sucesso em um futuro previsível. No entanto, já podemos falar do surgimento de um novo veículo de lançamento competitivo, que pode espremer outros sistemas e tomar seu lugar no mercado.
Aterragem da primeira fase após o voo
Quanto ao projeto Falcon Heavy, suas perspectivas ainda são vagas. Se os planos existentes forem cumpridos, esse sistema é realmente capaz de conquistar uma fatia significativa de mercado e receber pedidos de agências espaciais de outros países. No entanto, o desenvolvimento deste projeto ainda não foi concluído e, aparentemente, ela está enfrentando algumas dificuldades. Como resultado, as datas de lançamento de tal foguete foram alteradas repetidamente e o trabalho posterior será complicado tanto pelas características de design do veículo de lançamento pesado quanto pelos requisitos para devolução das unidades com reutilização subsequente.
Quanto às perspectivas da indústria espacial nacional à luz das realizações da SpaceX, a situação nesta área pode estar associada a alguns problemas. Um concorrente promissor surgiu no mercado de carga espacial, que é capaz de conquistar uma parcela significativa de clientes no setor de espaçonaves leves e médios. Além disso, este concorrente pretende conseguir uma vaga no setor pesado, para o qual está desenvolvendo um foguete correspondente.
Felizmente para as empresas nacionais e estrangeiras da indústria espacial, na luta pelo mercado, a SpaceX terá que enfrentar muitos concorrentes diante de reconhecidos líderes de mercado da Rússia, Estados Unidos e Europa. Portanto, a luta pelo mercado dificilmente será simples, e isso se aplicará tanto aos setores médios quanto pesados. Além disso, não se deve esquecer que nem todos os principais problemas foram resolvidos, razão pela qual o programa Falcon ainda não apresenta as vantagens planejadas sobre seus concorrentes.
No entanto, apesar de todas as questões de divisão do mercado, deve-se admitir que o recente lançamento é de fato um marco na história da astronáutica mundial. Mostra que as empresas privadas da indústria espacial são realmente capazes não só de construir novos equipamentos, mas também de resolver alguns problemas, à frente dos líderes reconhecidos nesta matéria, como órgãos governamentais e outras estruturas. No dia 22 de dezembro, uma empresa privada conseguiu não só colocar a carga em órbita, mas também garantir o retorno do primeiro estágio do veículo lançador à área de pouso. Embora as perspectivas futuras dos foguetes e do mercado ainda possam ser objeto de controvérsia, quase ninguém discordaria do fato de que uma nova era está começando na história da indústria espacial.
