Crédito da imagem: Dawn Aerospace.
Dawn Aerospace é uma empresa neozelandesa que desenvolve um avião espacial movido a foguete projetado para lançar satélites durante seus voos duas vezes ao dia. A empresa também produz propulsores para naves espaciais usados por fabricantes de satélites em todo o mundo. A Parabolic Arc conversou com o CEO Stefan Powell durante a Small Satellite Conference do mês passado em Utah para discutir o progresso da empresa e os planos futuros. A entrevista foi editada para maior extensão e clareza.
Arco Parabólico: Ambos. Você pode começar onde quiser.
Powell: Começaremos com o avião espacial. Então, fizemos esses três voos em três dias em março deste ano. Essa foi a nossa aeronave movida a foguete mínima viável para realmente mostrar que era certificável, operável e que poderíamos fazer tudo dentro de nossa certificação atual.
Arco Parabólico: Descreva o veículo.
Powell: O veículo [Mk-II Aurora] tem cerca de quatro metros e meio de comprimento, cerca de 2,4 metros de envergadura e pesa cerca de 250 kg na decolagem em sua configuração atual. Ele tem um motor de peróxido-querosene alimentado por bomba, com cerca de dois quilonewtons e meio de empuxo. Acelerável, ele também pode voar no modo mono-hélice, com cerca de 1.700 Newtons de empuxo.
Possui esses dois modos operacionais. Decolamos de uma pista convencional com cerca de 800 metros de comprimento em Glentanner, na Nova Zelândia – que é uma parte central da Ilha Sul, onde não há muito tráfego aéreo. Mas ainda é um espaço aéreo não controlado. Não é exclusivo, não estamos excluindo outros usuários do espaço aéreo. Nossa certificação nos permite voar dessa forma.
Esses primeiros voos foram apenas para mostrar que poderíamos fazer isso com segurança, que poderíamos colocar a aeronave no ar. Não se tratava de obter alto desempenho, alta altitude ou alta velocidade, apenas mostrar que conseguiríamos. Então, voaríamos até cerca de 8.000 pés, desligaríamos o motor e depois planaríamos de volta para casa.
Também demonstramos que podemos fazer uma decolagem bipropelente. Então, a parte mais desafiadora de toda a sequência é na verdade a rolagem de decolagem, onde você está com alto impulso e acelerando bem perto de um G, e então sobe e voa para longe. Então, o vôo de maior desempenho que fizemos foram 10 segundos de decolagens biélices. Isso nos levantou no ar e meio que aceleramos e nos afastamos muito rapidamente. E então desligamos o motor para limitar a altitude máxima e a velocidade máxima que atingimos.
Arco Parabólico: Este é um modelo em escala. Qual seria o tamanho do veículo [orbital] real?
Powell: No momento, estamos dizendo que, para uma carga útil em órbita de cerca de 300 quilogramas, dois estágios em órbita, o primeiro estágio com o segundo estágio terá cerca de 25 toneladas. Isso é o que pensamos. Agora, eu não diria que estamos em dívida com a marca de 300 kg. O mercado está mudando a cada ano, então quando realmente projetarmos o Mk-III, iremos reavaliar isso. Ele escala linearmente com esse tamanho de carga útil, mas provavelmente não seria inferior a 300 kg. A ideia de ir para esse tamanho de carga útil é apenas querermos ir para o tamanho mínimo de carga útil onde achamos que o veículo é viável. A ideia é manter o primeiro veículo comercialmente viável o menor possível.
Agora digo comercialmente viável para o mercado de lançamento. Na verdade, achamos que podemos tornar o Mk-II comercialmente viável também. Chegar ao espaço duas vezes por dia e poder acessá-lo por um custo muito baixo – isso não significa milhões de dólares por voo.
Arco Parabólico: Você mencionou Mk-II e Mk-III. O que você está voando agora?
Powell: Estamos pilotando o Mk-II. É por isso que o chamamos de Aurora Mk-II.
Arco Parabólico: O Mk-II seria capaz de lançar quanto?
Powell: Isso tem uma pequena carga útil de cerca de 5 kg. Apenas suborbitalmente; isso não está colocando nada em órbita. O objetivo do Mk-II é realmente ser um demonstrador de tecnologia. Ele tem a mesma quantidade de delta V que um primeiro estágio tem com uma carga útil. Portanto, ele pode voar aproximadamente no mesmo perfil do primeiro estágio do Falcon 9. Assim, o Mk-II poderá voar até 100 km de altitude, reentrar, dar meia-volta, voltar e pousar em um campo de aviação – e então poderá reabastecer e voar novamente no mesmo dia. Achamos que será o primeiro veículo capaz de voar ao espaço duas vezes por dia.
Arco Parabólico: A carga útil está com o segundo estágio dentro e é liberada? É assim que funciona?
Powell: Então, para o Mk-II, são apenas cargas cativas. Mas para o Mk-III, existem alguns conceitos diferentes de como você pode realmente fazer isso. Existem conceitos de colocá-lo na parte traseira da aeronave, na fuselagem ou embaixo da fuselagem, ou como uma carenagem aberta. Não confirmamos exatamente qual conceito estamos buscando, mas temos alguns.
Arco Parabólico: Qual é o próximo passo? Você vai voar mais vezes em um Mk-II?
Powell: Sim. Então, como eu disse, esses primeiros voos foram como os voos mínimos viáveis com energia de foguete, depois de fazer 48 voos com energia de jato. Agora estamos atualizando toda a fuselagem para poder lidar com velocidades supersônicas e também fazendo algumas atualizações no motor. Então, com esta versão do Mk-II, estamos chamando de M-IIA, e ele será capaz de voar até cerca de 70.000 pés e apenas através do Mach um.
Mas, esta versão da aeronave foi realmente construída como uma merda de tijolos. Há muito carbono extra ali apenas para lidar com casos de carga extras, as incógnitas que tínhamos no estágio inicial do projeto e provisões para motores a jato também.
Então, o Mk-IIB é o veículo que estamos projetando agora, é aerodinamicamente idêntico. Por fora será idêntico ao Mk-IIA, mas por dentro é uma estrutura muito mais otimizada. Os tanques de combustível agora são tanques de caixa lateral nas asas. Muito mais espaço para mais peróxido. Assim, obtemos tempos de queima muito, muito mais longos e uma fuselagem muito mais leve. Assim, o Mk-IIB será o primeiro veículo capaz de voar acima de 100 km. Além disso, possui um sistema RCS completo para poder lidar com a reentrada.
Arco Parabólico: Qual é o cronograma para isso?
Powell: Sim, então o Mk-IIA fará voos de desempenho máximo [por volta] do primeiro trimestre de 2024. Teremos o Mk-IIB voando logo depois, e esperamos poder fazer voos espaciais duas vezes por dia, mais ou menos até o final de 2024.
Arco Parabólico: E o próximo passo depois disso?
Powell: Assim que chegarmos a isso e tivermos completado esta explosão mundial de ir ao espaço duas vezes por dia, achamos que teremos a convicção de realmente projetar o Mk-III corretamente e então arrecadar dinheiro em torno disso. Isso já está começando a acontecer. Já aprendemos muito sobre reutilização rápida e o que isso significa para as operações e como isso flui para o design. Além disso, como certificá-los é uma parte importante. Já conversamos muito sobre a tecnologia da própria aeronave. Mas este não é um foguete com asas. Esta é basicamente uma aeronave com desempenho de um foguete. Então, ele precisa voar de um aeroporto. Precisa ser certificável como aeronave.
Há uma enorme quantidade de aprendizagem que fazemos na subescala que se aplica diretamente a essa escala maior. E então já aprendemos muito sobre como realmente projetar uma aeronave movida a foguete para ser certificável. Então, sim, estamos começando lentamente o projeto do Mk-III agora, e esperamos que até o final de 24, estejamos começando a travar isso ao concluirmos o programa Mk-II.
Arco Parabólico: Khaki [Rodeway] me disse outro dia que parte disso vem do Lynx [avião espacial suborbital] da [XCOR]. Eu não sabia se isso era uma ostentação da parte dela ou se era verdade.
[Nota do editor: Rodeway é ex-XCOR e agora trabalha para Dawn Aerospace.]
Powell: Bem, em 2013, muitos de nós visitamos o workshop do XCOR na época e conversamos com Doug Jones e a equipe de lá, e eles nos mostraram seus motores alimentados por bomba e coisas muito legais. Muito, muito inspirador. Eu diria que pelo menos um pouco dessa filosofia chegou até nós.
Arco Parabólico: Alguma tecnologia específica ou apenas mais uma filosofia de design?
Powell: Certamente, eles gostavam muito de motores com jaqueta de sela de cobre. Eu diria que provavelmente foi algo que percebemos apenas dizendo: “Olha, não queremos lidar com problemas de fadiga de metal em motores de alto ciclo”, e esta foi uma maneira de contornar isso. Então, também usamos selas de cobre e, conseqüentemente, nunca tivemos problemas com rachaduras ou algo assim em nossos canais de regeneração. Nossos motores parecem bastante sólidos. Estamos muito felizes com eles.
Arco Parabólico: Quão reutilizável seria? Quantos voos? O que você pretende entre as grandes revisões?
Powell: Bem, acreditamos que a reutilização decorre da confiabilidade, certo? Se você não tiver um veículo mais do que 99% confiável, então ele também não será melhor do que 99% reutilizável porque, estatisticamente, você já o teria batido de qualquer maneira. A confiabilidade é certamente o principal, então toda a arquitetura foi construída para ser altamente confiável. Existem apenas partes muito pequenas do envelope de voo onde, se você tivesse um motor desligado, você realmente perderia a aeronave, porque você sempre pode dar meia-volta, planar e recuperar o veículo.
Portanto, as aeronaves são normalmente cerca de 10.000 vezes mais confiáveis do que o melhor foguete. Não estou dizendo que seremos capazes de alcançar a confiabilidade típica de uma aeronave porque ainda temos alguns aspectos um pouco mais desafiadores, mas se conseguirmos torná-la 100 ou 1.000 vezes mais confiável do que um foguete, então isso sugere que podemos provavelmente entrará no reino de milhares de ciclos, como uma estimativa. Então é assim que pensamos. Achamos que pelo menos 1.000 reutilizações são bastante realistas.
Arco Parabólico: Você prevê operar uma frota dessas ao redor do mundo?
Powell: Exatamente. Quero dizer, esse é o modelo completo, certo? Você evita a necessidade de reproduzir seu hardware a cada voo ou mesmo a cada 10 voos e passa a operar uma frota em alta frequência.
Arco Parabólico: Quanto você arrecadou até agora?
Powell: Arrecadamos cerca de US$ 20 milhões até agora apenas com o programa de aviões espaciais. Gastamos cerca de US$ 7 milhões. Então, é bem modesto.
Arco Parabólico: Você pretende fazer outro aumento em breve?
Powell: Não, quero dizer que é aqui que o lado da propulsão espacial do negócio se torna interessante, porque esse lado do negócio já é lucrativo. Então isso certamente está alimentando nossos esforços de P&D até certo ponto. Agora, esse é um fenômeno razoavelmente recente que é realmente lucrativo, mas nos últimos quatro anos temos normalmente cerca de 50% de capital de risco, 50% de outras fontes de receita, como doações, vendas e outros enfeites.
Arco Parabólico: Você pode descrever isso melhor?
Powell: A propulsão no espaço envolve a reposição de hidrazina. Então, na verdade, dê um passo atrás nisso. Por que fazemos propulsão no espaço? Como isso se relaciona com o avião espacial? Queremos considerar o problema do transporte espacial desde o início da vida, que começa no solo, até o fim da vida, que é o descarte da espaçonave.
Se você considerar o aspecto da mobilidade no espaço em conjunto da Terra para o espaço e do espaço para qualquer outra coisa que eles estejam fazendo, considere esses problemas como algo que você pode encontrar com soluções muito, muito mais eficientes. Então, estamos realmente tentando buscar cada vez mais reutilização no lado dos aviões espaciais. Isso é reutilizar o máximo que pudermos do primeiro estágio. Eventualmente, isso será uma reutilização de segundo estágio, mas provavelmente será o último aspecto a ser reutilizado.
Depois que o primeiro estágio é reutilizado, acho que a próxima coisa a ser reutilizada é, na verdade, o segmento espacial. Portanto, precisamos de começar a pensar em tecnologias espaciais, tecnologias de propulsão espacial que se prestam bem à reutilização, à colocação de enormes quantidades de propulsores em propulsores durante longos períodos de tempo. Qualquer coisa com um catalisador é bastante limitada em termos de vida útil. Eventualmente, esse catalisador fica envenenado e não funciona muito bem.
Arco Parabólico: Então, você está vendendo sistemas de propulsão. Para quem você os tem vendido?
Powell: Sim, absolutamente. Toneladas de clientes. Realmente começamos a projetar esses propulsores por volta de 2016, 2017. O primeiro em órbita foi em janeiro de 2020, acredito. Sim, parece que foi há muito tempo. Então, novamente, aquele primeiro B20 no espaço estava no ION Mark II OTV [veículo de transferência orbital] da D-Orbit. Acho que eles estão no número onze [OTVs] agora. Então, há dez conjuntos de seis propulsores ali, ou seja, 60 propulsores nossos no veículo deles. Eles têm sido nossos usuários mais prolíficos que os levaram ao espaço até agora, mas entregamos muito mais.
Atualmente, estamos produzindo cerca de sete propulsores por semana. Temos cerca de 200 encomendados. E quero dizer, você pode procurar no site, mas são todos os tipos de usuários. Lynk foi um bom exemplo, estamos fornecendo propulsão para eles agora. Lynk está construindo uma constelação de comunicação. Pixel é outro. Eles estão construindo uma constelação hiperespectral. A agência espacial indonésia é uma delas. A Blue Canyon também os está comprando.
Arco Parabólico: Você pode me dizer o que eles alimentam?
Powell: Óxido nitroso e propileno. Sim. Então, propulsores muito simples, mas ainda com desempenho muito alto. Você entra no reino de 280 segundos de ISP.
Arco Parbólico: Eles não são tóxicos, são?
Powell: Exatamente, não é tóxico. O óxido nitroso está em todos os hospitais do país, e o propileno é praticamente um gás de churrasco, por isso não é exótico. Pudemos aceitar e testar todos os nossos propulsores internamente, literalmente em oficinas próximas às oficinas CNC porque o escapamento não é difícil de manusear.
Arco Parabólico: Voltando ao avião espacial, você tem um cronograma aproximado de quando espera poder lançar um pequeno satélite?
Powell: Na verdade não. Ainda não iniciamos o projeto para valer. E… o cronograma depende muito de como vamos arrecadar fundos e também de como acabamos comercializando o Mk-II. Há muito interesse nisso. Agora, esta será uma capacidade totalmente única que podemos oferecer a um preço muito baixo. Então, já estamos vendo que muitos clientes estão bastante interessados em usar isso.
Arco Parabólico: Este é suborbital, certo?
Powell: Correto, suborbital.
Arco Parabólico: Que tipo de utilizações?
Powell: Quero dizer, todos os tipos de coisas como pesquisa de microgravidade, inteligência de sinal é certamente outra. Todos os tipos de demonstrações de tecnologia, voando perfis G personalizados. Então, testando o hardware de Marte, podemos voar perfis G bastante longos, como 0,3 g ou o que você quiser. Tantas aplicações. Isto é muito mais capaz do que uma oferta suborbital padrão.
Mas este é realmente um mercado totalmente inexplorado porque ninguém conseguiu oferecer um serviço a um preço tão baixo e também com uma resolução temporal tão alta. Podemos voar várias vezes ao dia. Digamos que você queira fazer uma medição atmosférica em altitude ao pôr do sol todos os dias porque deseja observar um fenômeno que acontece exatamente nesse horário. Você pode literalmente fazer isso todos os dias. Isso não é um desafio para nós. Isso é bom.
Arco Parabólico: Você não seria capaz de fazer isso com Blue [Origin] ou Virgin [Galactic].
Powell: Exatamente. Você praticamente não pode fazer isso com foguetes sonoros. Não a um custo razoável. Você não poderia fazer isso com Blue [Origin]. Seria um desafio até mesmo fazer isso com balões só por ser tão descontrolado e pela altitude limitada que eles podem alcançar. Então, coisas como clima espacial também são um tópico. Muitos domínios que são pouco explorados porque simplesmente não existe um serviço como este. Portanto, é um tanto desafiador para nós avaliarmos até que ponto isso vai correr bem.
Arco Parabólico: Há algo que eu não perguntei?
Powell: Estamos muito perto de ser uma empresa lucrativa agora. Certamente é difícil arrecadar dinheiro no momento, mas não estamos muito preocupados com isso.
Na verdade, estamos apenas nos esforçando muito para aumentar a produção de nosso sistema de propulsão. Produziremos cerca de 20 sistemas nos próximos seis meses que entregaremos aos clientes e que continuarão a crescer a partir daí.
Somos cerca de 130 pessoas no momento. Há cerca de 45 pessoas trabalhando no avião espacial. O restante trabalhando em propulsão espacial, fabricação e marketing e outros enfeites.
Publicado em 24/09/2023 22h13
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