Foguete Delta IV decolando. © The Boeing Company Foto de Carleton Bailie p O que os foguetes fazem? Nós vamos, quando éramos crianças, eles eram uma ótima maneira de atirar os brinquedos de um irmão no quintal de um vizinho ou enviar sua figura de ação favorita para o "espaço". Mas há grandes diferenças entre os modelos de foguetes de 60 cm que você lançou no campo de futebol da escola e os foguetes do tamanho de um arranha-céu que hoje ajudam a apoiar o programa espacial e também as comunicações. ciência e segurança nacional. Embora o objetivo geral seja o mesmo, principalmente saindo do solo e indo para o céu, foguetes modernos são incrivelmente poderosos e complexos.
p Os foguetes devem ser capazes de se elevar e de suas cargas, que combinados podem pesar até 800 toneladas, e voar centenas ou mesmo milhares de milhas acima da Terra. Os foguetes modernos são, em essência, os navios e caminhões do espaço, nosso principal meio de transporte para as estrelas. Neste artigo, veremos o mais novo membro da família de foguetes Delta da Boeing, o foguete Delta IV Heavy, e veja como ele atende aos desafios que os foguetes enfrentam hoje.
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p Então, se foguetes são um meio de transporte , apenas o que eles estão transportando? Predominantemente, carga de um foguete (ou carga útil ) é um satélite (veja Como funcionam os satélites). Como eles não têm meios de se lançar, satélites use foguetes para decolar e chegar à altitude correta acima da Terra.
p Os satélites também devem chegar à órbita correta acima da Terra. Uma órbita é um caminho circular que o satélite segue enquanto gira em torno da Terra, da mesma forma que a Terra e os outros planetas em nosso sistema solar orbitam o sol. Diferentes órbitas circundam a Terra em diferentes altitudes e em diferentes velocidades. As funções de um satélite determinam qual órbita ele deve seguir. Ambos os foguetes erguem um satélite para o altitude certa e insira-o no órbita correta .
p Mas os foguetes precisam ser mais do que apenas um meio de transporte. Os satélites são ótimas ferramentas; eles revolucionaram as comunicações e nos mostraram mais sobre nosso planeta e o universo em que vivemos do que poderíamos ter descoberto sem eles. A única coisa que os satélites não são, no entanto, é barato. Todos esses componentes especializados e seus softwares altamente complexos, para não falar das enormes quantidades de combustível necessárias para o lançamento, representam grandes investimentos em tempo e dinheiro. Isso pressiona os engenheiros de foguetes a criar foguetes que podem entregar cargas maiores e mais pesadas em um único vôo e fazer isso com menor custo e maior confiabilidade e precisão. É muito mais barato usar um foguete para colocar dois ou mais satélites em órbita. Outro desafio é entregar com precisão um satélite a um local específico no espaço onde ele possa entrar em sua órbita com mais eficiência. Os satélites são projetados para funcionar de maneira precisa em um local preciso - se for entregue muito longe do local ideal, os propulsores do satélite devem gastar combustível precioso para compensar a diferença. O foguete precisa ser confiável o suficiente para entregar sua carga exatamente onde ela precisa estar. p Agora vamos dar uma olhada mais de perto na família de foguetes Delta IV. Um pouco de fundo de foguete
Motores de foguete simples existem há séculos. Originalmente inventado na China, eles têm sido usados mais recentemente como militares dispositivos, principalmente para o lançamento de bombas. Para obter mais informações sobre sua história e funções básicas, veja Como funcionam os motores de foguete.
p Foguetes espaciais , Contudo, são um desenvolvimento moderno. Em 4 de outubro, 1957, um foguete da União Soviética lançou o primeiro satélite artificial, chamado Sputnik 1 , em órbita. Esta foi uma grande conquista tecnológica para a URSS e, ocorrendo como durante a Guerra Fria, um alerta para os Estados Unidos. Uma das coisas que os Estados Unidos fizeram em resposta foi criar o primeiro dos Foguetes descartáveis delta . Construído por Douglas Aircraft, O projeto da Delta foi baseado no míssil balístico de alcance intermediário Thor originalmente desenvolvido para a Força Aérea dos EUA. NASA conduziu o primeiro lançamento Delta com sucesso, enviando o satélite Echo 1A em órbita em 12 de agosto, 1960 p Desde então, o programa continuou a se desenvolver e evoluir, cada nova versão incorporando nova tecnologia em tecnologia conhecida e produzindo o Delta II, Famílias de foguetes Delta III e Delta IV. consulte Mais informação
Família Delta IV © The Boeing Company p Atualmente, a família Delta IV tem três configurações ou estilos principais:
p o Capacidade Medium-Plus tem os mesmos componentes de primeiro estágio que a capacidade média, mas também inclui dois ou quatro de 60 polegadas de diâmetro (1,5 m), foguete sólido, motores de epóxi de grafite de cinta (GEMs). Todas as versões Medium-Plus usam o motor RL10B-2 para alimentar o segundo estágio, mas as versões 5.2 e 5.4 têm tanques de combustível de diâmetro maior e tanques de oxidante mais longos do que as versões Médio e Médio Plus 4.2.
Versão Delta IV Heavy © The Boeing Company, Foto de Carleton Bailie p o Pesado capacidade parece um foguete com esteróides. Não só tem o núcleo principal de reforço comum, mas também contém dois reforços de fixação adicionais.
© The Boeing Company, Foto de Carleton Bailie p Cada um dos três boosters contém seu próprio motor RS-68. A capacidade Pesada também possui em sua segunda fase um tanque de combustível de 5 metros de diâmetro e 5 metros de diâmetro, hardware de acomodações de carga útil.
© The Boeing Company p Agora que você conhece a estrutura básica da família de foguetes Delta IV, vamos ver como todos os diferentes componentes trabalham juntos para tirar a capacidade do Heavy do solo e colocá-la nos céus. Como mencionado anteriormente, o foguete tem dois estágios. A primeira etapa tem um objetivo:tirar o foguete do solo.
A extremidade dianteira do núcleo de reforço comum do Delta IV Heavy Foto cedida pela NASA p A seção inferior de cada núcleo de reforço comum (CBC) contém um Motor RS-68 . A seção do meio contém o tanques de combustível , neste caso, hidrogênio líquido e oxigênio líquido. Para os dois boosters de cinta, isso é tudo que existe. Eles existem exclusivamente para fornecer o combustível extra e os motores necessários para colocar cargas úteis mais pesadas em órbita.
p Novo na família Delta IV, o RS-68 é 30% mais eficiente do que os motores de oxigênio líquido / querosene que substitui. Tem menos peças, tornando-o mais confiável e menos caro, e é amigo do ambiente, produzindo vapor como seu único subproduto. Também produz 650, 000 libras (2, 891 kN) de empuxo na decolagem. Combinando os três núcleos de reforço, o foguete Delta IV Heavy é capaz de levantar 50, 800 libras (23, 040 kg) para a órbita baixa da Terra. Seu irmão mais próximo, o Delta IV Medium-Plus (versão 5.4), pode levantar 25, 300 libras (11, 475 kg) para a mesma órbita. (Para aprender sobre as órbitas dos satélites, veja Como funcionam os satélites.) A competição
Como o Delta IV Heavy se compara a outros super-foguetes?
© The Boeing Company p O lançamento começa com a ignição dos três motores principais RS-68 e, em seguida, a decolagem. Em alguns minutos, a CBCs de cinta são lançados (lançados do foguete principal), tendo esgotado seu combustível e servido ao propósito de tirar o foguete do solo. Depois disso, a motor central principal (o que está ligado ao CBC central) está desligado e os dois terços inferiores do CBC principal, consistindo no motor principal, os tanques de combustível inferiores e a interestadual, que conecta o primeiro estágio ao segundo estágio, também é descartado. O que resta é o segundo estágio , consistindo principalmente em tanques de combustível, Motor RL10B-2, eletrônica de orientação e carga útil, tudo envolto em um cone protetor chamado de carenagem .
p Comparado ao primeiro estágio, o segundo estágio é como uma bailarina sentada nos ombros de um linebacker. Pode não ter a enorme potência dos três motores de reforço, mas tem a força, equilíbrio e precisão para lidar com a tarefa mais delicada de colocar um satélite em uma órbita sustentável e correta. Uma vez que os componentes do primeiro estágio caíram, o segundo estágio liga seu motor e descarta o carenagem protetora . O próximo é o corte do motor de segundo estágio (SECO) -1 , onde o motor RL10B-2 é desligado e o segundo estágio manobra com seus propulsores por um período de costa. A orientação é fornecida ao longo do segundo estágio por sistemas de aviônicos e de controle de atitude. O conjunto de controle de vôo inercial redundante ajuda a garantir que o foguete insira o cargas úteis na órbita adequada.
p Para seu primeiro voo em 21 de dezembro, 2004, Delta IV Heavy continha três satélites, o DemoSat primário e dois auxiliares, satélites construídos por alunos, referidos coletivamente como NanoSat-2. Durante o período da costa do primeiro vôo, os satélites NanoSat-2 foram ativados e lançados. p Dois motores são reiniciados e desligados ( SECO-2 , SECO-3 ) após o lançamento do NanoSat-2. Isso permitiu que o segundo estágio conservasse energia.
© The Boeing Company p Porque o Delta IV Heavy é tão eficiente, ele tem o combustível necessário para ser implantado em quase todas as altitudes e órbitas. Além disso, porque os motores de segundo estágio fazem a maior parte do posicionamento e são capazes de inserir suas cargas úteis em órbita com grande precisão, os satélites gastam muito menos energia e podem usar esse combustível extra para alimentar suas próprias funções por mais tempo. Quando o segundo estágio atingiu a órbita necessária, a DemoSat carga útil, agora capaz de manter sua própria órbita, foi ativado e separado de seu portador.
21 de dezembro 2004 © The Boeing Company Foto de Carleton Bailie p Em 21 de dezembro, 2004, o mais novo membro da família Delta IV decolou da Estação da Força Aérea de Cabo Canaveral, na Flórida, para seu vôo inaugural. Quase seis horas depois, o foguete entregou sua carga útil e completou a missão. Infelizmente, o foguete não conseguiu alcançar a órbita adequada. Quando os cientistas analisaram os dados, eles determinaram que a queima do primeiro estágio não foi tão longa quanto eles esperavam. Contudo, com tanta tecnologia nova e atualizada, o fato de apenas uma coisa dar errado causava um pequeno defeito na tela do radar. O primeiro vôo de teste do foguete Delta IV Heavy atendeu a todos os seus principais objetivos de teste e foi considerado um sucesso.
p A Boeing já está fazendo planos para melhorias nos foguetes Delta IV Heavy e para a criação da próxima geração de Deltas. Algumas das mudanças em andamento são modificações no motor principal RS-68, a adição de GEMs aos três CBCs e melhorias na densidade do combustível e nas vias.
p Para obter mais informações sobre a família de foguetes Delta, o Delta IV Heavy e tópicos relacionados, confira os links na próxima página.
