Onde Estão os Melhores Lugares Para Lançar Foguetes?
Olá leitor!
Segue abaixo um interessante artigo postado dia (27/06)
no Blog Space Economy tendo como tema uma comparação sobre os melhores lugares
para se lançar foguetes no mundo segundo o seu autor.
Duda Falcão
Onde Estão os Melhores Lugares Para Lançar Foguetes?
Há tantas novas empresas de lançamento espacial surgindo
em todo o mundo que uma competição por bons lugares para lançar seus foguetes a
partir do solo ou até mesmo do ar também está ocorrendo. Mas o que define um
bom Espaçoporto?
Por Bruno Henrique Mattos*
Space Economy
27 de junho de 2019
Centro de Lançamento de Alcântara - Brasil. |
Recentemente, a Virgin Orbit anunciou sua intenção de
realizar sua operação de lançamento aéreo do Reino Unido e do Japão. Isso lhes
dará uma flexibilidade importante para lançar cargas úteis européias e
asiáticas de maneira mais rápida e econômica.
Outras empresas lançadoras com foguetes verticais como a
Vector, por exemplo, defenderam abertamente a chance de lançar do Centro de
Lançamento de Alcântara, no Brasil. O que lhes daria uma vantagem de desempenho
relacionada à proximidade mais próxima do equador e também permitiria que eles
fossem lançados em direção a uma ampla faixa de inclinação de órbita sem
sobrevoar áreas povoadas.
Mas afinal, o que faz um bom lugar para estabelecer um
espaçoporto competitivo?
A Space Economy selecionou os quatro critérios
importantes a seguir, que as novas empresas lançadoras devem procurar para
avaliar um sitio candidato para sediar suas futuras operações de lançamento.
Critério
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Descrição
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Impacto
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Latitude
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Proximidade do equador.
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Baixa latitude tem alto impacto positivo em lançamentos
para baixa órbita de inclinação (0 - 20 graus) e impacto negativo em
lançamentos para órbitas retrógradas (90 - 180 graus).
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A capacidade de alcance da inclinação da órbita é
afetada pela faixa de azimute de lançamento com a trajetória de vôo inicial
sobre a área não ocupada.
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A faixa baixa tem alto impacto negativo na
flexibilidade para atender à demanda por diferentes órbitas de inclinação
devido a restrições de segurança e regulatórias.
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Clima
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Condições meteorológicas históricas da região.
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Ventos fortes, tempestades e baixas temperaturas são os
maiores motivos pelos quais os lançamentos de foguetes são limpos. Boas
condições climáticas têm um impacto positivo na responsividade do lançamento
e no cumprimento do prazo.
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Infra-estrutura de suporte
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Pista, estradas, edifícios, sistemas de rastreamento,
hospital, habitação, plataforma de lançamento pré-existente, etc.
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A infra-estrutura de suporte existente reduz a
necessidade de grandes despesas de capital. A presença de uma longa
pista próxima, por exemplo, permite operações de aeronaves pesadas para
transporte de carga, bem como para sistemas de lançamento aéreo.
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Com base nesses critérios, vamos avaliar e comparar a
seguinte lista de sítios de lançamento potencialmente disponíveis:
·
Centro Espacial da Guiana, Guiana Francesa;
·
Cabo Canaveral, Flórida, EUA;
·
Base da Força Aérea de Vandenberg, Califórnia,
EUA;
·
Kodiak, Alasca, EUA;
·
Wallops, Virginia, EUA;
·
Centro de Lançamento de Alcântara, Brasil;
·
Aeroporto Newquay de Cornualha, Reino Unido.
Para mais informações sobre sites de lançamento, confira
nosso Painel de Sites de Lançamento para ver onde estão
localizados todos os locais ativos de lançamento orbital em todo o mundo.
A tabela na parte inferior destaca os resultados
referentes a cada critério para cada sitio analisado.
Latitude
A partir desse conjunto de sítios, constatamos que o
Centro de Lançamento de Alcântara, no Brasil, tem a maior proximidade com o
equador, seguido pelo Centro Espacial da Guiana, na Guiana Francesa. Como
comentado anteriormente, isso lhes dá uma vantagem significativa para
lançamento de órbita geossíncrona, uma vez que a correção da inclinação do
plano orbital demanda muito do combustível da espaçonave durante as primeiras
operações em órbita.
Por outro lado, os sites de alta latitude, como o caso de
Kodiak e Cornwall, estão limitados a lançamentos de órbitas de alta
inclinação. No entanto, como a órbita síncrona ao sol é o tipo de órbita
mais procurado para órbitas terrestres baixas e é uma órbita retrógrada (aprox.
98 ° de inclinação), ambos os locais ganham uma pequena vantagem por terem mais
de 30% menos de terra velocidade de rotação a ultrapassar quando comparada com
os locais de lançamento equatorial.
Na verdade, essa é de fato uma pequena vantagem, apesar
do fato de 30% parecer significativo. Para um site de latitude de 60
graus, por exemplo, o delta-V necessário para lançar uma carga útil para uma
órbita SSO é reduzido em menos de 1% do que quando é lançado a partir de um
site equatorial.
Faixa de Inclinação da Órbita
Novamente vemos que Alcântara e Guiana são os locais de
lançamento mais versáteis. Basicamente, é possível lançar cargas com
segurança para qualquer plano orbital prático graças à faixa de azimute amplo
livre concedida pelo Oceano Atlântico Sul.
Todos os outros sítios, no entanto, têm restrições de
lançamento para alguns intervalos de azimute. E isso impacta
significativamente na capacidade do site de fornecer todos os tipos de órbitas
comercialmente procurados.
Clima
Como comentado anteriormente, a alta velocidade do vento
é um dos motivos mais frequentes para que os lançamentos sejam limpos, o que
causa atrasos, aumenta os custos e até aumenta o risco para a
missão. Portanto, deve ser levado em conta com cuidado.
A tabela abaixo mostra dados estatísticos mensais sobre a
probabilidade de que a velocidade do vento tenha ou exceda o nível 4 da escala de Beaufort .
Estatísticas de velocidade do vento. Fonte: https://www.windfinder.com.
|
O Falcon 9 e o Atlas V, por exemplo, sustentaram a
velocidade do vento na plataforma de lançamento até 56 km / he 61 km / h,
respectivamente, o que corresponde ao nível 7 na escala de
Beaufort . Os lançadores de pequeno porte, no entanto, podem ter
critérios mais rígidos de comprometimento do vento e podem ser afetados por
velocidades de vento muito mais lentas.
Embora a tabela mostre apenas estatísticas de velocidade
do vento de baixa altitude para cada local, a velocidade do vento superior
também é um grande problema e pode ter um comportamento surpreendentemente
diferente. Muitas vezes há um grande gradiente de velocidade do vento
entre a plataforma de lançamento e o nível da atmosfera superior. Para
ilustrar um exemplo disso, confira esta notícia recente: A SpaceX adia o lançamento de 60 satélites da Internet Starlink
sobre ventos fortes.
Infra-Estrutura de Suporte
Como cada sistema de lançador possui requisitos
diferentes em relação à infra-estrutura terrestre de apoio, cada local deve ser
estudado em detalhes com o proprietário do local para avaliar com precisão a
viabilidade de usar instalações e equipamentos existentes.
Apesar disso, vamos simplificar esta análise destacando
alguns fatos relevantes sobre cada sitio. A tabela mostra o comprimento
total da pista mais próxima, o que indiretamente indica a viabilidade técnica
para operar aviões de carga pesada e plataformas de lançamento aéreo.
Para referência, um Boeing 747-400, usado da mesma forma
pela Virgin Orbit para carregar seu foguete Launcher One, com peso máximo de
decolagem (aprox. 396 ton) requer pelo menos 3 km de decolagem no nível do mar,
15 °. C.
Além disso, a tabela indica a existência de sistemas de
rastreamento usados para rastrear os estágios dos foguetes durante as
primeiras fases do lançamento, bem como, as instalações operacionais como o
Centro de Controle, por exemplo.
Local
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Centro Espacial da Guiana
|
5,2
|
[5.2, 100]
- Órbita de baixa inclinação - Órbita de inclinação média - Órbita polar - GTO |
Velocidade média anual do vento: 13 km / h
Velocidade do vento de probabilidade ≥ 20 km / h: 24% Visualizar estatísticas completas do vento |
Comprimento da pista: 3,2 km - 76 km do complexo de
lançamento
- sistemas de rastreamento orbital; - Instalações de operação. |
Cabo Canaveral
|
28,5
|
[28,5, 58]
- Órbita de inclinação média - GTO |
Velocidade média anual do vento: 9,26 km / h
Probabilidade velocidade do vento ≥ 20km / h: 5% Visualizar estatísticas completas do vento |
Comprimento da pista: 3,04 km
- sistemas de rastreamento orbital; - Instalações de operação. |
Instalação de Voo Wallops
|
37,9
|
[38, 60]
- órbita de inclinação média |
Velocidade média anual do vento: 16,7 km / h
Probabilidade velocidade do vento ≥ 20 km / h: 34% Visualizar estatísticas completas do vento |
Comprimento da pista: 1,86 km
- sistemas de rastreamento orbital; - Instalações de operação. |
Complexo de Lançamento Kodiak
|
57,4
|
[63,4, 110]
- órbita polar |
Velocidade média anual do vento: 18,5 km / h
Probabilidade velocidade do vento ≥ 20 km / h: 36% Visualizar estatísticas completas do vento |
Comprimento da pista: 1.95km - 70km do complexo de
lançamento
- Sistemas de rastreamento orbital; - Instalações de operação. |
Vandenberg AFB
|
34,7
|
[80,120]
- órbita polar |
Velocidade média anual do vento: 14,8 km / h
Probabilidade velocidade do vento ≥ 20 km / h: 24% Visualizar estatísticas completas do vento |
Comprimento da pista: 4,6 km
- sistemas de rastreamento orbital; - Instalações de operação. |
Centro de Lançamento Alcantara
|
-2,3
|
[2.3, 100]
- Órbita de baixa inclinação - Órbita de inclinação média - Órbita polar - GTO |
Velocidade média anual do vento: 16,7 km / h
Probabilidade velocidade do vento ≥ 20 km / h: 40% Visualizar estatísticas completas do vento |
Comprimento da pista: 2,6 km
- sistemas de rastreamento orbital; - Instalações de operação. |
Aeroporto da Cornualha, Reino Unido
|
50,4
|
Nenhuma faixa de azimute livre se for lançada do
solo.
Órbita polar possível se o ar for lançado depois de aprox. 30min de voo |
Velocidade média anual do vento: 22,2 km / h
Probabilidade velocidade do vento ≥ 20km / h: 54% Visualizar estatísticas completas do vento |
Comprimento da pista: 2,43 km
- Não há equipamentos / instalações de apoio ao lançamento. |
* Profissional do setor espacial (Engenheiro
Aeronáutico), entusiasta por finanças corporativas e data science.
Fonte: Blog Space Economy - https://newspaceconomy.com
Comentário: Pois é, tá ai leitor a opinião do Eng. Aeronáutico Bruno
Henrique Mattos, e com a palavra os especialistas. Aproveito para agradecer ao mesmo pelo envio deste artigo.
Faltou sobre a base no kazaquistão e as outras...
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