Motor RS-25 Evolui Para o 'Foguete SLS Evolvable' Que se Encontra em Desenvolvimento Pela NASA

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Imagem: SpaceNews

Esta foto do Motor 2044 foi capturada na instalação da L3Harris no Centro Espacial Stennis da NASA no início deste verão. O Motor 2044 é um dos quatro motores RS-25 que irão impulsionar o estágio central do SLS Artemis IV, que marca a estreia da configuração SLS Block 1B do foguete. O Motor 2044 anteriormente impulsionou 13 voos durante o programa do ônibus espacial.

 

No dia de ontem (19/08), o informou que após o Foguete Lunar SLS (Space Launch System) da NASA demonstrar um desempenho e precisão impressionantes durante seu voo inaugural em novembro de 2022, um sistema aprimorado, agora em desenvolvimento, conhecido como SLS Block 1B, será ainda mais poderoso e capaz. Esta nova configuração Block 1B trará melhorias significativas na capacidade de carga útil e versatilidade do SLS, apoiando programas mais robustos em exploração humana e descoberta científica.

 

Imagem: SpaceNews

A NASA lançou sua missão inaugural sob a campanha Artemis do Centro Espacial Kennedy na Flórida em 16 de novembro de 2022. Quatro motores RS-25 da L3Harris geraram mais de dois milhões de libras de empuxo combinado para ajudar a impulsionar o foguete SLS durante seu período de aproximadamente 500 segundos de subida até a órbita.

 

De acordo com a nota do portal, o SLS Block 1B apresenta melhorias, incluindo versões recém-fabricadas do Motor RS-25 derivado do ônibus espacial e do Estágio Superior de Exploração (EUS), que é equipado com quatro motores RL10 para fornecer mais potência do que o atual Estágio de Propulsão Criogênica Interina (ICPS) de motor único usado nas três primeiras Missões Artemis. A NASA e a L3Harris Technologies estão fazendo progressos importantes em ambas as frentes.

 

RS-25: Primeiro Motor de Foguete Reutilizável

 

Por exemplo, a NASA e a L3Harris concluíram em julho a Revisão de Certificação de Design para os novos motores RS-25 de produção. As versões atuais do SLS utilizam motores RS-25 reutilizáveis restantes do programa do Ônibus Espacial da NASA, que realizou 135 missões ao longo de três décadas antes de ser aposentado em 2011.

 

“No final do programa do Ônibus Espacial, a NASA tinha 16 motores em seu inventário, o que é suficiente para quatro voos do SLS,” disse Mike Lauer, diretor do programa RS-25, Aerojet Rocketdyne, L3Harris. “Para impulsionar os voos que se seguem, nossa equipe foi desafiada a projetar e construir uma versão modernizada do RS-25 que seja mais acessível e com melhor desempenho sem sacrificar a notável confiabilidade do motor.”

 

Aprimoramentos no RS-25

 

Os novos motores de produção apresentam uma redução de custo de 30% em comparação com os usados no programa do Ônibus Espacial. Além disso, eles são projetados para operar a 111% de seu nível de empuxo nominal — um aumento em relação ao nível de empuxo de 104,5% durante a era do Ônibus Espacial e 109% para as quatro primeiras missões Artemis. Esse aumento no empuxo traduz-se em mais de 990 libras adicionais de carga útil para a Lua e um aumento correspondente na carga útil para vários destinos no espaço profundo.

 

A L3Harris revitalizou cadeias de suprimento e qualificou novos processos e fornecedores para começar a construir esses novos motores mais acessíveis. Vários componentes foram redesenhados para torná-los mais fáceis de produzir e, assim, mais acessíveis. Os principais aprimoramentos incluem:

 

* O Conjunto de Acumulador Pogo, que melhora a estabilidade do voo ao amortecer oscilações de pressão do motor, agora é fabricado aditivamente, ou impresso em 3D, reduzindo o número de soldagens de fabricação em 78%.

 

* A câmara de combustão principal agora é montada usando prensagem isostática a quente, uma técnica de ligação que reduz o custo e o cronograma de fabricação pela metade.

 

* O novo controlador do motor oferece 20 vezes mais poder de processamento do que seu antecessor e também é mais leve e mais confiável, com funcionalidade expandida.

 

* O bocal, que suporta temperaturas e pressões extremas durante a operação, foi redesenhado para uma fabricação modernizada, melhor montagem e uma redução de 80% em partes e soldas.

 

* Mangueiras flexíveis substituem as articulações internas complexas nos motores antigos.

 

* Peças impressas em 3D também são usadas em outros componentes, incluindo dutos, carcaças de válvulas e eixos de esferas, e o manifold da turbina, resultando em reduções significativas na usinagem, soldas e tempo de ciclo.

 

Os motores RS-25 aprimorados foram submetidos a testes de queima a quente em 69 ocasiões no Centro Espacial Stennis da NASA no Mississippi para garantir que atendem às novas demandas de desempenho do SLS Block 1B.

 

“Quando voamos, queremos ver o motor funcionar perfeitamente,” disse Lauer. “Quando testamos, estamos testando até os limites extremos de operação para garantir que os motores possam completar a missão com bastante margem de segurança.”

 

A série de testes incluiu queimas quentes em cenários como diferentes condições de entrada, alta potência, baixa potência, desligamentos de emergência e com hidráulicos nos modos ligado e desligado, disse Lauer. Também demonstrou o desempenho do motor em condições não nominais, o que é crítico para a segurança do voo da nave.

 

“Completar com sucesso esta rigorosa série de testes no início deste ano é um testemunho do trabalho excepcional da equipe de design e desenvolvimento do RS-25,” acrescentou Lauer. “Acumulamos cerca de 34.000 segundos de tempo de teste de queima a quente entre os testes de desenvolvimento, retrofit e certificação, demonstrando que esses novos motores estão prontos para lançar astronautas com segurança para a Lua e além.”

 

Estágio Superior de Exploração

 

Enquanto isso, a NASA e o contratante do EUS, Boeing, também estão progredindo no novo estágio superior do SLS, uma grande atualização em relação ao ICPS usado nas três primeiras missões Artemis. O EUS apresenta quatro motores RL10 construídos pela L3Harris, aumentando substancialmente a capacidade de elevação já formidável do SLS. O EUS fornecerá 97.000 libras de empuxo durante a injeção translunar, um aumento significativo em relação às quase 25.000 libras de empuxo do ICPS. Esse poder adicional traduz-se em um aumento de 40% na capacidade de carga útil, permitindo à NASA enviar mais de 83.000 libras para missões tripuladas à Lua em um único lançamento e 93.000 libras para uma potencial variante de carga do SLS. Para missões mais longas aos planetas, os planejadores de missões podem usar o poder do SLS para transportar espaçonaves maiores e mais pesadas ou reduzir substancialmente os tempos de viagem.

 

Potencial Verdadeiro do SLS

 

Os novos motores RS-25 e o EUS são um importante primeiro passo para desbloquear o potencial total do SLS – o foguete mais capaz já projetado para apoiar as missões mais ambiciosas no espaço profundo.

 

Com o Block 1B, a NASA será capaz de lançar diretamente para o espaço profundo equipes de astronautas com cargas co-manifestadas, como módulos de pouso, rovers e módulos de pesquisa. Os cientistas podem esperar enviar instrumentos maiores e mais complexos para o espaço, incluindo telescópios avançados de grande abertura, e lançar sondas espaciais que se aventuram mais longe em nosso sistema solar para entregar mais ciência mais rapidamente. A comunidade de segurança nacional pode aproveitar as oportunidades de compartilhamento de carona a bordo das missões do SLS Block 1B.

 

“Com a versão evoluída Block 1B do SLS, você está olhando para potenciais avanços em ciência planetária, astrofísica, bem como insights sobre as origens da vida e o potencial para vida em outros mundos,” disse Lauer. “O Block 1B é crucial para o próximo passo na exploração do espaço profundo, especialmente porque não precisa parar ou reabastecer. O sistema SLS e Orion são os únicos veículos existentes que podem levar pessoas diretamente à Lua e além e trazê-las de volta à Terra com segurança.”

 

Além da versão Block 1B, a NASA está desenvolvendo o futuro foguete Block 2 com desempenho de carga útil substancialmente maior para possibilitar jornadas mais complexas e profundas no espaço para Marte.

 

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