O que são os foguetes SN da SpaceX?
Olá e sejam bem-vindos a mais uma Space Talk! Essa será a primeira Space talk sobre o setor aeroespacial. Nela, vamos falar sobre um assunto muito atual que são os testes de protótipos do foguete Starship da SpaceX, mais conhecidos pela sigla SN.
Desses protótipos, os primeiros foram usados para testar as condições estruturais do foguete, como por exemplo se a estrutura era capaz de resistir às altas pressões necessárias nos tanques de propelentes. Já com os protótipos seguintes, foram feitos testes de baixa altitude, 150 m, e por último, mais recentemente, foi testado o voo a 10 km.
Foguetes Starship
Os protótipos Serial Number (SN) feitos até agora são protótipos do estágio superior do foguete Starship. Esse foguete será um dos maiores de toda a história, rivalizando com o foguete que levou o primeiro homem à lua, o Saturn V. Porém, diferentemente, o objetivo do Starship será fazer viagens interplanetárias com Marte como principal destino, mas também sendo capaz de alcançar outros planetas. Futuramente, ele deve permitir levar 100 toneladas para órbita e, eventualmente, até humanos.
O foguete foi anunciado pela SpaceX pela primeira vez em setembro de 2016, e desde então já passou por várias mudanças de projeto, mas sem mudar o seu propósito inicial. Além de ter como objetivo viagens tripuladas para outros planetas, a SpaceX também quer que ele seja totalmente reutilizável, que possa fazer um novo voo pouco tempo depois de retornar do anterior, que tenha níveis de segurança similares àqueles presentes em voos de aviões domésticos e que tenha um baixo custo.
Essas características desejadas já foram alcançadas em parte nos foguetes Falcon 9, que hoje já são em sua maior parte reutilizáveis, com um deles recentemente sendo capaz de alcançar a marca de 10 lançamentos completos.
O projeto desse foguete envolve várias técnicas que nunca, ou raramente, foram usadas anteriormente. A exceção são os foguetes Falcon 9, com destaque para o pouso vertical. Porém, uma das técnicas que não está presente nos foguetes anteriores da empresa é o mergulho na horizontal, que tem como objetivo dissipar mais energia durante a entrada na atmosfera, e também o giro final, que retorna o foguete para a vertical momentos antes do pouso.
O foguete Starship é dividido em dois estágios. O superior, que também leva o mesmo nome do foguete completo, Starship, é a parte que levará a carga e os tripulantes para o espaço, e em muitos aspectos é semelhante ao ônibus espacial. O estágio inferior, que é chamado de Super Heavy Booster, carrega a maior parte do propelente que fornece a energia para a subida até a atmosfera, mas ele também poderia ser usado para reabastecer um Starship que já esteja em órbita.
Primeiros Protótipos SNs
Os testes da SpaceX têm ocorrido de forma que protótipos não sejam reutilizados, assumindo o risco inclusive deles explodirem durante os testes. Isso permite uma construção rápida para as iterações subsequentes, demorando menos de 1 mês entre alguns lançamentos de teste e os seguintes.
O primeiro dos testes feitos foi com o chamado Starhopper, que não é parte do foguete, sendo apenas semelhante à estrutura final. Ele foi feito para testar a construção e projeto do Starship, fez um voo curto e conseguiu pousar.
Após o Starhopper, começou-se a fazer testes com protótipos de tamanho completo do estágio superior do Starship. O primeiro deles foi o Mark 1 (Mk1), seguido pelos Mk2 e Mk3, e então os próximos protótipos passaram a serem chamados de Serial Number (SN). Os testes que foram feitos desde o Mk1 até o SN4 foram para testar a integridade estrutural dos foguetes, dos tanques e dos motores. Esses testes foram focados em analisar a capacidade das estruturas aguentarem pressões altas, o enchimento dos tanques e também testes estáticos, que consistem em ligar os motores quando o foguete está fixo para verificar a sua força e o seu funcionamento correto. Ocorreram várias falhas durante as testagens, mas que ofereceram dados para melhoras em futuras iterações. O SN4 conseguiu provar todos os pontos necessários antes de ser possível fazer um voo.
Os próximos foram o SN5 e SN6, que fizeram o primeiro voo de um protótipo com tanque de propelente completo, os dois voos foram de baixa altitude, apenas 150m, e foram bem sucedidos.
Protótipos para vôo de alta altitude (10km)
Até o momento foram feitos 5 testes de voo de alta altitude, e todos eles foram considerados como bem sucedidos, embora a maioria deles tenha explodido, com exceção do último. Esses testes envolvem o voo de um protótipo do estágio superior do Starship até uma altitude de 10 km, e depois o retorno até a base de lançamento. O principal objetivo desses testes é avaliar e aprimorar a descida do foguete, já que estão sendo usadas várias técnicas incomuns, principalmente a descida na horizontal e um giro retornando o foguete para vertical na hora do pouso.
A descida na horizontal já foi utilizada em outros veículos espaciais, como o ônibus espacial, que funcionava de forma semelhante a um avião, e que no final pousava em uma pista de pouso; seu objetivo era aproveitar ao máximo o arrasto da atmosfera para desaceleração. A SpaceX optou por usar outra técnica, porque os principais objetivos do foguete Starship são missões interplanetárias, o que tornaria a necessidade de uma pista de pouso inviável. Assim, será utilizada uma manobra de giro, que retornará o foguete à posição vertical segundos antes de tocar no chão.
Os testes de alta altitude começam com a ignição dos motores e a subida até 10 km. Depois disso, 2 dos 3 motores são desligados e o foguete se mantém estável no ar por um tempo. Então o foguete mergulha no ar na horizontal, e por último os motores são religados e o foguete volta à posição vertical e tenta pousar.
O primeiro desses testes foi feito com o SN8, e foi muito bem sucedido, conseguindo demonstrar a capacidade de uma descida aerodinâmica e também do giro para a vertical durante os últimos momentos antes do pouso, porém o foguete não conseguiu desacelerar o suficiente durante a última parte e explodiu no chão. Embora a recuperação não tenha sido completamente bem sucedida, os principais objetivos do teste foram cumpridos e foram obtidos vários dados de voo.
Os próximos 3 testes foram SN9, 10 e 11. Eles foram conduzidos de forma semelhante ao primeiro teste, e os objetivos eram obter mais dados sobre o voo, aperfeiçoar as técnicas de descida e também tentar pousar o veículo. Apesar de ter sido um pouso um tanto desajeitado, o SN 10 conseguiu pousar com sucesso, porém ele explodiu após alguns minutos em solo.
Após esses 4 primeiros testes foram feitos vários aprimoramentos ao projeto, que foram usados no protótipo SN15. Os SN 12, 13 e 14 não chegaram a voar, e nem a serem totalmente construídos devido às mudanças no projeto. O SN15, que foi o último teste feito em 5 de maio, conseguiu ter um voo totalmente bem sucedido e conseguiu pousar de forma suave.
Futuros testes
Esses foram os testes feitos até agora, porém já existem outros testes planejados. O primeiro deles é um segundo voo para o SN15, que será o primeiro protótipo Starship a voar 2 vezes. Outro teste que está planejado é um teste que levará o Starship até a órbita, usando também dessa vez o estágio inferior, que até agora não voou nenhuma vez.
Se acha que esse assunto foi interessante, você pode acompanhar a SpaceX no youtube para conferir os próximos testes. Se você gostou, não deixe de seguir e compartilhar nossa página Space Talks! E, se quiser saber mais sobre o Projeto Jupiter, acompanhe nossas redes sociais: Facebook, Instagram, LinkedIn e YouTube.
