Lançamento inaugural do Vulcan será no final de 2023 após anomalias

Indústria Espacial

A United Launch Alliance (ULA) afirma que, apesar de recentes anomalias envolvendo o estágio superior Centaur V e os motores BE-4 construídos pela Blue Origin, o Vulcan ainda deve voar este ano, embora com atraso no cronograma.

O Vulcan é o sucessor da ULA para as famílias de foguetes pesados Atlas V e Delta IV, ambos programados para serem aposentados. O novo veículo utiliza gás natural líquido e oxigênio líquido em seu primeiro estágio, que é impulsionado por dois motores BE-4. O estágio superior, por sua vez, utiliza hidrogênio líquido e oxigênio líquido para impulsionar satélites para suas órbitas de implantação.

Anomalia do Centaur

Tory Bruno, o CEO da ULA, afirma que todos os componentes do foguete Vulcan de próxima geração da empresa foram certificados para o voo, exceto o estágio superior, conhecido como Centaur V. A empresa atualmente utiliza um estágio superior com um nome semelhante, o Centaur III, que é usado no Atlas V.

A principal diferença entre os dois estágios é o tamanho, onde o Centaur V é quase o dobro do tamanho de seu antecessor.

Durante um teste de carregamento de propelente e pressurização do tanque no Centro Espacial Marshall da NASA em 29 de março de 2023, um modelo de teste do estágio superior Centaur V foi destruído após um vazamento de hidrogênio que causou uma ignição. Até este ponto, o primeiro lançamento estava agendado para 4 de maio a partir da Estação da Força Espacial de Cabo Canaveral, na Flórida, transportando o módulo lunar privado Peregrine e dois protótipos de satélites Amazon Kuiper.

Mais recentemente, após testes na plataforma de lançamento, o estágio superior Centaur que estava conectado e pronto para voar na primeira missão de lançamento do Vulcan foi enviado de volta à instalação de fabricação da empresa em Decatur, Alabama, após a explosão.

Em uma teleconferência em 13 de julho, Bruno detalhou o que deu errado com o teste do Centaur em março. Durante o décimo quinto teste do estágio, ele explicou que um vazamento se formou perto do topo da cúpula do tanque, liberando hidrogênio por quatro minutos e meio em um espaço fechado. Bruno disse que o hidrogênio encontrou uma fonte de ignição, causando uma grande bola de fogo.

Bruno observou que a região onde a rachadura se formou fica perto de uma porta na parte superior do estágio, observando que ela tem uma forma única.

“Esperávamos ter um certo perfil de carga em toda essa cúpula, mas nessa região estreita, as cargas aumentaram significativamente devido a essa geometria complicada”, disse Bruno.

A solução envolve adicionar um anel adicional de aço inoxidável para fortalecer essa área específica. No entanto, isso acrescentará 136 quilogramas (300 libras) adicionais de massa ao estágio.

Como resultado, o Centaur originalmente agendado para voar no terceiro voo do Vulcan – atualmente na fábrica no Alabama – será modificado com esse novo anel e agora será lançado no voo inaugural do foguete. O estágio que foi enviado de volta do Cabo Canaveral será então adaptado com essa correção e voará no futuro. Por fim, o Centaur destinado a voar no segundo voo agora será utilizado na plataforma de teste para concluir a certificação necessária para que o Vulcan possa voar até o quarto trimestre deste ano, afirmou Bruno.

O Centaur V (à direita), que voará em Vulcan, em comparação com o Centaur III (à esquerda).

O procedimento de soldagem utilizado para construir o Centaur V também será alterado. Até agora, esses novos estágios superiores foram construídos usando soldagem automatizada a laser por arco. A espaçonave Starship da SpaceX também emprega essa técnica de soldagem.

No entanto, após o vazamento, Bruno diz que as soldas não estavam tão fortes quanto esperavam – na verdade, o esforço para economizar tempo com essa nova técnica de construção na verdade leva mais tempo.

“Essas costuras têm 3,6 metros de comprimento, e o tempo que estávamos economizando com a velocidade mais rápida nesse soldador estava sendo mais do que compensado pelo tempo necessário para preparar os painéis na estrutura antes que o robô entrasse em ação”, explicou Bruno.

Em vez disso, a empresa voltará ao método usado no Centaur III chamado de soldagem por arco de tungstênio a gás. Bruno diz que é uma solda mais larga, que pode ser mais tolerante, embora seja feita manualmente.

Anomalia do Motor BE-4

O CEO também abordou uma explosão recente envolvendo os motores BE-4 do primeiro estágio. Durante um teste de disparo em 30 de junho, Bruno confirmou que um dos motores explodiu em um local de teste da Blue Origin no oeste do Texas.

Durante o 15º procedimento de teste de aceitação (ATP), o motor que estava sendo testado – que já havia falhado em um ATP anterior – sofreu uma perfuração. Enquanto conduzem testes, aguardam o lançamento na plataforma e durante o voo, os computadores monitoram todos os instrumentos para verificar se eles excedem um “limite de linha vermelha”. Esse limite é uma marca estabelecida, e se qualquer uma das restrições do veículo ultrapassar esse número de linha vermelha, é chamado um aborto no solo ou um comando para desligar um motor durante o voo.

Dois motores BE-4 são vistos na base do veículo Vulcan que fará o primeiro voo de certificação.

Bruno admitiu que o limite de linha vermelha foi definido um pouco alto demais, resultando em uma explosão enquanto o motor estava tentando desligar-se. O limite será reduzido em todas as missões e testes futuros.

Bruno enfatizou que falhas como essas fazem parte do processo, afirmando ter visto falhas de teste semelhantes em motores atualmente em serviço, como o RL-10 e o RD-180.

“Os dois motores do voo um passaram por este teste, assim como uma dúzia de motores de foguete BE-4, todos os quais foram testados e, no total, acumularam mais de 26.000 segundos de operação”, disse Bruno. “Estamos muito confiantes no design e na qualidade dos ativos que passaram pela aceitação. Isso não é inesperado. Não será o último. E haverá outros componentes no foguete que também falharão nos testes de aceitação.”

Um teste do veículo conhecido como “Flight Readiness Firing” foi concluído com sucesso em 7 de junho, no qual o primeiro estágio foi acionado e os dois motores BE-4 foram ligados com potência de voo por aproximadamente sete segundos. Bruno afirma que esses estão entre os motores que passaram no ATP.

O Caminho a Seguir

De acordo com Bruno, o primeiro voo de certificação do Vulcan ocorrerá no final do terceiro ou início do quarto trimestre deste ano, mas nenhuma data específica foi fornecida. A certificação completa do veículo deverá ser concluída no primeiro trimestre de 2024. A empresa espera ser capaz de lançar cargas militares mais tarde no mesmo ano como parte do programa National Security Space Launch da Força Espacial dos Estados Unidos.

Fonte: NasaSpaceFlight

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