Componentes de 83 voos de ônibus espaciais ajudarão a lançar uma nova missão à lua.
Mais de uma década depois que a NASA pousou seu último ônibus espacial, grandes partes de todos os cinco orbitadores alados aposentados estão prontos para serem lançados novamente – desta vez em uma missão à lua.
Componentes que voaram anteriormente (abre em nova guia) em 83 das 135 missões de ônibus espaciais foram montados em novos veículos: o Sistema de Lançamento Espacial (SLS) e sua espaçonave Orion.
“Embora tenhamos testado cada um desses subsistemas, sejam eles os boosters, os motores RS-25 [ou] o motor principal Orion… Mike Sarafin, gerente da missão Artemis na sede da NASA, durante uma conferência de imprensa de pré-lançamento na segunda-feira (22 de agosto).
A missão Artemis 1 é o primeiro voo de teste do SLS. A missão de mais de um mês de duração enviará um Orion não tripulado em uma viagem muito além da lua em uma órbita retrógrada distante antes que a cápsula retorne à Terra. A jornada será a mais longe no espaço que uma espaçonave com classificação humana já viajou, levando o Orion aos seus limites antes que futuras missões voem com astronautas a bordo.
Conforme orientado pelo Congresso em 2010, a NASA desenvolveu seu foguete de carga pesada e cápsula de tripulação de próxima geração com “componentes derivados de ônibus espaciais … que usam sistemas de propulsão existentes dos Estados Unidos, incluindo motores de combustível líquido, tanque externo ou capacidade relacionada ao tanque e motores de foguetes sólidos.”
O resultado é um SLS alimentado por quatro motores principais modificados do ônibus espacial e dois propulsores de foguetes sólidos do ônibus espacial estendido. Orion também é alimentado por um motor que anteriormente manobrou o ônibus espacial em órbita. Todos os três elementos do Artemis 1 SLS e Orion têm históricos de voo que datam de décadas, desde agosto de 1984.
Renomeado, reconfigurado, refeito
entrar em seus segundos finais, o primeiro sinal do SLS ganhando vida será a ignição dos quatro motores RS-25 na base de seu estágio principal. Construído pela Aerojet Rocketdyne, o RS-25 foi originalmente chamado de Motor Principal do Ônibus Espacial (SSME).
“Estamos usando motores aqui do ônibus espacial, mas os motores têm novos controladores”, disse Chris Cianciola, vice-gerente do programa SLS no Marshall Space Flight Center da NASA durante a coletiva de imprensa de segunda-feira, em resposta a uma pergunta do collectSPACE.com.
Além do desenvolvimento de um novo controlador e software, os quatro motores que voam no Artemis 1 também possuem isolamento adicional em seus bicos para protegê-los da exaustão dos propulsores de foguetes sólidos.
Todos os quatro motores RS-25 (abre em nova guia) instalados no palco central Artemis 1 – números de série 2045, 2056, 2058 e 2060 – têm histórico com o ônibus espacial voando em órbita baixa da Terra.
O motor 2045, instalado na posição 1 (no canto superior esquerdo quando visto de baixo), voou pela primeira vez em 12 missões de ônibus espaciais durante 13 anos, de 1998 a 2011. Entre os voos que ajudou a lançar estava o retorno ao voo do astronauta da Mercury John Glenn (STS-95 ); o 100º voo do ônibus espacial (STS-92); a entrega das instalações expostas do Japão à Estação Espacial Internacional (STS-127); e a missão final do ônibus espacial (STS-135).
Na posição 2 (canto inferior esquerdo), o motor 2056 foi lançado anteriormente em quatro missões de ônibus espacial, incluindo a instalação da câmara de ar Quest para a Estação Espacial Internacional (STS-104); a quarta missão de manutenção do Telescópio Espacial Hubble (STS-109) e as duas retornam às missões de voo após a perda do ônibus espacial Columbia (STS-114 e STS-121).
O motor 2058 na posição 3 (canto inferior direito) fez parte de seis missões de ônibus espaciais, incluindo a entrega do nó Harmony dos EUA e do laboratório japonês Kibo para a Estação Espacial Internacional (STS-120 e STS-124), bem como o voo final do o orbitador Discovery (STS-133).
O quarto RS-25 voando no Artemis 1, motor 2060, foi testado em três lançamentos de ônibus espaciais, incluindo o STS-131, um voo de reabastecimento da estação; e duas das missões voadas com motor 2045 – STS-127 e STS-135.
Ao contrário de seu uso no ônibus espacial, os motores Artemis 1 RS-25 não serão recuperados para reutilização. O tamanho do palco central, bem como sua altitude e velocidade no corte do motor, tornaram a recuperação impraticável sem sacrificar significativamente a capacidade de transporte de carga. O estágio central se desintegrará na reentrada e jogará todas as partes sobreviventes no Oceano Pacífico.
Histórico do caso
No T-0 na contagem regressiva do Artemis 1, cerca de seis segundos após o disparo dos quatro motores RS-25, os dois propulsores de foguetes sólidos montados na lateral acendem. Juntos, os propulsores e motores produzem mais impulso na decolagem do que qualquer foguete anterior dos EUA lançado na história.
Fabricados pela Northrop Grumman, os propulsores SLS são os maiores e mais potentes motores de propelente sólido já construídos para o voo. Com base nos reforços do ônibus espacial, a principal diferença entre o hardware do ônibus espacial e do SLS é a adição de um quinto segmento de propelente sólido ao reforço do ônibus espacial de quatro segmentos, permitindo que o SLS envie mais peso para a injeção translunar do que o ônibus lançado para baixo. Órbita terrestre.
Para o Artemis 1, os propulsores de foguete sólido SLS (abre em nova guia) foram construídos a partir de saias traseiras, elementos de controle de vetor de empuxo, caixas de metal e estruturas dianteiras que foram previamente voadas com o ônibus espacial.
Os boosters laterais esquerdo (I-A) e direito (I-B) incluem hardware usado anteriormente no lançamento de 73 missões de ônibus espaciais, incluindo todos, exceto três, os voos realizados pelos quatro motores Artemis 1 RS-25.
O componente mais antigo, a saia traseira do booster I-A, voou pela primeira vez com o voo inaugural do ônibus espacial Discovery, STS-41D, em 1984. O mesmo componente também voou no malfadado último lançamento do orbitador Columbia (STS-107 ) e mais recentemente com o Discovery em STS-128.
Esse último voo pode ter significado se o Artemis 1 decolar em sua primeira tentativa de lançamento, atualmente programada para segunda-feira (29 de agosto). O STS-128 foi lançado para a Estação Espacial Internacional no mesmo dia de 2009, há 13 anos.
A história do ônibus espacial dos dois propulsores também inclui o STS-31, a missão que implantou o Telescópio Espacial Hubble (abre em uma nova guia) (um cilindro em I-B) e o STS-88, o primeiro vôo a atracar na Estação Espacial Internacional (a frente saia em I-A).
Como os motores RS-25, os propulsores SLS não serão recuperados depois de se separarem do estágio central aos 2 minutos e 12 segundos de voo. Caindo de cerca de 142.000 pés (43,3 km), os propulsores cairão e poderão afundar no Oceano Atlântico cerca de cinco minutos e meio após o lançamento.
Ir para a órbita (lunar)
“Nossa reutilização do OMS-E, o motor do sistema de manobra orbital do ônibus espacial, é nosso motor principal”, disse Howard Hu, gerente do Programa Orion no Johnson Space Center em Houston.
Parte do módulo de serviço construído na Europa, a casa de força da cápsula, o motor principal Orion foi construído pela Aerojet Rocketdyne para servir como um motor de sistema de manobra orbital para o ônibus espacial. Como um dos dois motores em cada uma das espaçonaves aladas, o OMS-E forneceu o impulso para entrar, circular e transferir entre órbitas, bem como para encontrar, deorbitar e executar abortos.
No Orion, o motor principal fornece quase 6.000 libras de força e é capaz de girar de um lado para o outro, bem como para cima e para baixo.
“Nós não apenas substituímos todos os produtos macios que vieram com o motor OMS-E que recebemos do programa de ônibus, também fizemos testes extensivos e o recertificamos [para SLS]”, disse Hu.
O motor principal Artemis 1 Orion (nº de série 111) voou pela primeira vez em 19 missões de ônibus espaciais entre 1984 e 2002. Ele foi lançado com o Challenger carregando a primeira tripulação de sete pessoas (STS-41G), colocou Atlantis em órbita pela primeira vez (STS -51J) e como um dos cilindros de reforço I-B, auxiliou a implantação do Telescópio Espacial Hubble.
O motor principal Orion será descartado com o módulo de serviço europeu quando se separar da cápsula antes de Orion reentrar na atmosfera da Terra no final da missão.
Com Artemis vai o ônibus
O Artemis 1 não é a única missão que voará com peças usadas no ônibus espacial (abre em nova guia).
As próximas três missões SLS, Artemis 2 a Artemis 4, serão alimentadas por 14 motores RS-25 comprovados em voo e dois novos motores montados a partir de componentes da era do ônibus espacial. A NASA concedeu à Aerojet Rocketdyne um contrato para construir novos motores RS-25 descartáveis para uso a partir do Artemis 5.
Da mesma forma, a Northrop Grumman apoiará as missões Artemis 2 e Artemis 3 com hardware da era dos ônibus espaciais, antes de produzir novos ativos para Artemis 4 até Artemis 8. Começando com Artemis 9, a empresa planeja introduzir boosters Booster Obsolescence e Life Extension (BOLE) que substituirá as caixas de aço usadas para o ônibus espacial por caixas compostas e estruturas atualizadas.
Os motores OMS legados do ônibus espacial serão usados com a Orion nas primeiras seis missões, após as quais a Aerojet Rocketdyne começará a fornecer novos motores principais Orion para voos até 2032.
Embora a maior parte do hardware qualificado para vôo restante sobre o programa do ônibus espacial tenha sido reservada para uso com o SLS, exemplos voados do motor principal do ônibus espacial, propulsores de foguetes sólidos (abre em nova guia) e motores de manobra orbital são preservados por museus, incluindo o National Air and Space Museum em Washington, D.C. e o California Science Center em Los Angeles.
Publicado em 26/08/2022 02h25
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