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	Descrição	Impacto
Latitude	Proximidade do equador.	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).
Faixa de inclinação da órbita	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.	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.
Clima	Condições meteorológicas históricas da região.	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.
Infra-estrutura de suporte	Pista, estradas, edifícios, sistemas de rastreamento, hospital, habitação, plataforma de lançamento pré-existente, etc.	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.

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
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.