Nave (Foguetão) Espacial Ariane 5 (ESA) - Base de Kourou (05/06/2013) - 21 h 52 TMG
Que terá impulsionado o Homem na pesquisa e desenvolvimento espacial para além das suas fronteiras terrestres - até aí tão inacessíveis quanto ínfimos - nessa procura estelar? Ter-se o conhecimento cósmico do que nos rodeia, será uma necessidade básica do ser humano em origem e proveniência ou somente um alargar de horizontes de solos planetários na perpetuação da Humanidade? Estaremos perante uma Era Espacial completamente nova que nos irá consolidar nos tais «Buracos de Verme» (ou minhoca) - ou no termo internacional de Wormhole - abrindo caminhos e novos mundos a este nosso pequeno mundo chamado Terra? Ou tudo não passará de um longo processo ambicioso demais para o Homem? E não sendo, seremos «auxiliados» pelas tais entidades estelares em protectorado ou tutela sobre nós? Haverá ainda dúvidas para essa suposição...?
A Era Espacial - A Descolagem
Pousado na rampa de lançamento - um pouco a norte do equador, na Guiana Francesa - um Foguetão Ariane 4, de 57 metros, está preparado para ser lançado. Os seus motores principais de combustível líquido, bem como os foguetes auxiliares acoplados, produzem propulsão suficiente para lançar uma carga de 4 toneladas para uma órbita a 400 quilómetros. Mas este lançador europeu parece um anão ao pé do gigantesco Foguetão Russo «Energiya», que pode transportar satélites de 90 toneladas até uma órbita terrestre baixa. Apesar de um custo elevado que chega mesmo a ser superior a 100 milhões de dólares americanos por lançamento, grande parte de um foguetão é apenas utilizada uma vez, sendo queimada quando volta a cair através da atmosfera.
Um Foguetão é uma demonstração simples da terceira lei do movimento de Newton: para cada acção (ou força) existe uma reacção igual e oposta. No interior do Foguetão, o combustível reage violentamente com um oxidante - produzindo gases de escape muito quentes. Estes são impelidos para trás a alta velocidade através da tubeira, produzindo uma força de reacção que impele o lançador para cima.
A saída da atmosfera terrestre requer uma enorme quantidade de energia. Consequentemente, grande parte do peso de um veículo lançador de foguetões na altura do lançamento é o peso do combustível - o Foguetão Russo Energiya pesa mais de 2000 toneladas no lançamento, mas transporta uma carga máxima de 90 toneladas.
Motores
O combustível queimado existe em duas formas. Os propulsores que utilizam combustível líquido necessitam de tubagens complicadas, assim como de turbobombas para fazerem com que enormes quantidades de combustível líquido (muitas vezes hidrogénio) e de oxidante (oxigénio puro) se misturem numa câmara de combustão - onde ardem explosivamente e com tal calor que, a tubeira de jacto, tem de ser arrefecida pelo combustível líquido.
O Hidrogénio e o Oxigénio são conhecidos por combustíveis Criogénicos, porque têm de ser mantidos a temperaturas muito baixas (- 253ºC no caso do hidrogénio). Podem utilizar-se combustíveis mais fáceis de armazenar - como a Hidrazina - mas estes não fornecem tanta propulsão por quilograma.
Os propulsores que utilizam combustível sólido são mais simples.Tal como um foguete de fogo-de-artifício, neles o combustível e o oxidante são misturados com um aglutinante semelhante à borracha, formando então uma carga cilíndrica ou grão.
Uma faísca inflama uma extremidade e, a reacção explosiva, empurra por conseguinte os produtos gasosos para fora da tubeira. A quantidade de propulsão produzida depende assim da superfície do grão que é exposta num determinado momento. Quase todos os grãos têm um furo que vai de uma extremidade à outra. Se este for circular, a zona que arde é progressivamente maior, de tal modo que a propulsão aumenta durante o voo. Se o furo tiver a forma de estrela, a propulsão permanece constante. Podem conceber-se combinações complicadas de secções que fazem variar a propulsão auxiliar de um motor de Foguetão...ao longo de toda uma missão!
Estes Propulsores são muito potentes para o peso que têm, mas têm uma desvantagem importante que é o facto de, uma vez ligados, não se poderem desligar até o combustível se ter esgotado.
Os queimadores de líquido, pelo contrário, podem ser cativados e desactivados para responder a necessidades diferentes, durante as várias fases de uma missão. É também muito mais fácil manobrar estas complexas máquinas fazendo rodar um motor relativamente pequeno - à volta de uma chumaceira central.
Estágios para «Entrada em Órbita»
Um veículo de lançamento típico utiliza vários propulsores diferentes. Estes são normalmente constituídos por um estágio principal a combustível líquido - em simultâneo com vários foguetes auxiliares a combustível sólido - que se separam do veículo principal quando o seu combustível se esgota, regressando por conseguinte à Terra anexados com pára-quedas.
Os Propulsores principais continuam em combustão durante vários minutos, até se ter atingido uma órbita baixa e, estável. Um segundo estágio é activado então para inserir a carga na sua órbita correcta, ainda mais longe da superfície terrestre.
A localização da base de lançamento pode, ela própria, ter um efeito crucial na quantidade de combustível que um Foguetão tem de transportar.
A Agência Espacial Europeia lançou assim - a partir de Kourou, na Guiana Francesa - o seu projecto espacial Ariane, numa zona muito perto do equador. Isto significa que, os veículos, têm o máximo de ajuda da rotação da Terra, necessitando de menos combustível para atingirem órbitas altas em comparação com veículos lançados de Centros mais para norte ou...para sul.
Ariane 5 - Lançamento por Foguetão
O mais recente veículo de lançamento da Agência Espacial Europeia (ESA) que, no dia 5 de Junho do ano de 2013, se veria projectar em lançamento com êxito na Guiana Francesa, é exemplo disso.
A sua potência de descolagem provém principalmente de 2 foguetes auxiliares a combustível sólido que produzem cada um 540 toneladas de...propulsão. Cada um deles, é um «foguete» de 30 metros de comprimento, cheio de um cilindro de combustível sólido.
Um dispositivo de ignição inflama o combustível na altura do lançamento e, os foguetes auxiliares, ardem até o combustível se esgotar. No topo de cada um deles encontra-se então um pára-quedas que permite assim a recuperação do foguete auxiliar após esta missão. No meio, encontra-se o propulsor principal, que queima oxigénio e hidrogénio, controlando a propulsão nas fases críticas do voo.
Uma vez queimados estes estágios, o estágio superior assume o comando, transportando cargas úteis da quase 7 toneladas para órbitas geostacionárias altas ou 20 toneladas para uma órbita terrestre próxima. A carenagem separável pode ser de tamanhos diferentes para acomodar cargas úteis diferentes - um ou dois satélites diferentes ou até missões tripuladas.
Perfil de Missão
Na altura da Descolagem, o motor de combustível líquido principal do Ariane 5 é o primeiro a entrar em ignição, seguido dos foguetes auxiliares a combustível sólido. Após 2 minutos de voo - a 60 km de altitude - os foguetes auxiliares já esgotaram o seu combustível. As cavilhas explosivas são activadas, separando os foguetes gastos, que caem suavemente para a Terra com pára-quedas.
A 110 km, a carenagem divide-se então e cai. O motor principal arde durante 615 segundos, levando o foguetão até 145 km. Aqui, separa-se do estágio superior, ardendo na atmosfera. O estágio superior continua a deslocar-se pelo Espaço, impulsionado pelo seu próprio propulsor - indo colocar a carga em órbita.
O Ariane 5 e o H-H japonês (descolagem da Ilha de Tanega, no Japão) conseguem ambos assim lançar satélites por uma fracção do custo do Vaivém Espacial Americano tripulado.
A Era Espacial sendo particularmente dispendiosa mas em simultâneo de uma quase obrigatoriedade humana nos avanços tecnológicos de que se compõe, teve de reduzir custos, não sem antes ter tomado medidas de prevenção para esse efeito. Contudo, foi imparável este processo ao longo destas últimas décadas que, embora não se negligenciando a contenção de gastos ou mesmo a recessão mundial, se tenham envidado esforços para tal se continuar.
O Homem avança; a tecnologia também. A Humanidade não pode parar e, se para isso se tiver de correlacionar custos-benefícios mesmo além vidas (que na perspectiva militar se designa por «baixas») - nos voos tripulados em que nem todos são (ou possam ser) de sucessivos êxitos - então há que resumir objectiva e generalizadamente a finalidade a que se propõem. Aventar novos mundos em miríade planetária e estelar, no que o Homem tem o dever mas também o direito e a incentiva feroz - determinada e audaz - de se perpetuar, expandir ou fazer continuar nessa mesma linhagem idiossincrática que o confere como ser humano: conhecer, descobrir, colonizar ou simplesmente sonhar com essa possibilidade. Se estamos a ser ajudados ou não nessa afronta espacial ou ambição desmedida de também neste imenso Cosmos pertencermos e, laborarmos numa outra verdade, é algo que ainda está no «Segredo dos Deuses». No entanto, o sonho comanda a vida e sempre que o Homem sonha, o projecto avança! Com Deus ou deuses (múltiplos) do seu lado. Mesmo que haja heroicidade e vidas suplantadas que se não esquecem mas se nos eternizam pelas missões que cumpriram; falhadas ou não. A Humanidade não esquece; oxalá os «Deuses» também não...
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