Olá pessoal! Hoje estarei falando mais sobre uma técnica de lançamento que ficou conhecida como rockoon. Bom os "rockoons" é uma técnica de lançamento que consiste em elevar o foguete por meio de balões acima da densa atmosfera inferior, poupando dessa forma uma etapa crucial do voo, visto que o foguete não teria que voar com seus próprios motores na parte mais baixa e densa da atmosfera.
O conceito original foi desenvolvido pelos comandantes Lee Lewis e G. Halvorson, S.F. Singer e James A. Van Allen em 1949. Em 1952, Van Allen convenceu a Guarda Costeira dos Estados Unidos a deixa-lo disparar seus "rockoons" do navio quebra-gelo Eastwind que se dirigia para a Groenlândia.
USCGC Eastwind, créditos: US Navy}
O primeiro balão subiu corretamente para 70 mil pés, mas a ignição do foguete levado por ele não ocorreu, o mesmo aconteceu com a segunda tentativa.Descobriu-se que a causa do problema era o frio extremo das altas altitudes que provavelmente teria parado o relógio responsável pela ignição.Posteriormente com o problema resolvido, a terceira tentativa foi um sucesso.
O Escritório de Pesquisa Naval (EUA ONR) usou o foguete Loki em alguns de seus lançamentos rockoon para a pesquisa da atmosfera superior. O primeiro lançamento Rockoon do Loki I ocorreu em 01 de julho de 1955 à partir de um navio na costa da Groenlândia.
Entre Julho e outubro de 1955, foguetes Loki I e Deacon foram lançados com sucesso à partir de balões (Rockoons) lançados de barcos na costa da Groenlândia para estudos de raios cósmicos do grupo de pesquisa da Universidade de Lowa.
Foguete Deacon sendo elevado por um balão.
A principal desvantagem desse sistema de lançamento é o fato de que o balão não pode ser "dirigido", então nem a direção em que o foguete será lançado e nem o local da queda em caso de problemas pode ser controlado.
Por enquanto é só, qualquer duvida, critica ou sugestões deixem nos comentários!
Até mais! Gostou da matéria? Não esqueça de curtir a nossa página para ficar por dentro e receber nossas novas postagens e muito mais informações diretamente no seu perfil! Curta: Mensageiro Estelar.
Escrito por Fabricio Oliveira de Carvalho Olá, gosto muito de pesquisar assuntos referentes à Astronomia, essa maravilhosa ciência que trata dos mistérios do universo, também gosto muito de astronáutica. Meu sonho é me formar em Engenharia Aeroespacial.Também gosto de outras coisas como fotografia, aviação, ciências exatas e etc... Gosto de estar sempre aprendendo, e gosto mais ainda de estar compartilhando o que sei e o que estou aprendendo e foi com esse objetivo que criei o blog! Facebook: https://www.facebook.com/fabriciooliveiraastr Email: fabriciooliveira@astronomia.web.st
Os
foguetes existem à cerca de 780 anos e, provavelmente, são de
origem oriental.A primeira notícia que se tem do seu uso é no ano
1232, na China, onde foi inventada a pólvora.Foram introduzidos na
Europa pelos árabes, na época do Renascimento.
No século XIII
os chineses já disparavam as primeiras "flechas de fogo" de
que se tem notícia, aterrorizando os mongóis invasores. Os
foguetes provaram a sua eficacia em batalhas navais, sendo utilizados
para incendiar e destruir as partes mais frágeis dos navios.Foram
empregados no ataque ao Fort McHenry, nas proximidades de Baltimore,
em 1814, produzindo o "clarão vermelho dos foguetes" que
foi imortalizado no hino nacional dos Estados Unidos. Os foguetes antigos e os que hoje vão para o espaço baseiam-se no mesmo principio; a unica diferença é o seu aperfeiçoamento tecnológico.
Estes foguetes, todos dos idos de 1700 ou anteriores, demonstram a primitiva aplicação de vários dos princípios essenciais utilizados em foguetes modernos.O modelo rojão da esquerda e o explosivo ao centro são apenas barulhentos.Os outros três utilizam-se de efeitos como múltiplas etapas, aletas estabilizadoras e agrupamento de foguetes.Efeitos estes, que que são parte de grande maioria dos veículos espaciais.
A ideia de se utilizar foguetes para alcançar o
espaço surgiu no final do século XIX e início do seculo XX.Entre os
pioneiros dessa tecnologia em desenvolvimento, se destacam o russo
Konstantin Tsiolkovsky, o alemão Hermann Oberth, o estadunidense
Robert Hutchings Goddard e o alemão Wernher Von Braun.
Uma
coisa depois de feita sempre parece fácil.Os anos de esforço, os
erros, os acertos, as discussões com especialistas que diziam
“Impossível”, tudo é esquecido e isso dá lugar a pegunta: Bem,
e por que demorou tanto?” Bom, até 1942 nenhum foguete
grande havia deixado o solo.Apenas poucos foguetes pequenos tinham
chegado à voar, a maioria não muito bem e não muito longe quanto a
V-2 (ou A-4).A V-2 foi foi talvez o maior avanço em tecnologia
conseguido até aquela época.Vale também dizer que ninguém
“inventou” a V-2: quase todas as partes que constituem um grande
foguete de combustível liquido foram idealizadas por Konstantin
Tsiolkovski, Herman Oberth e outros pioneiros.E o paciente Dr. Goddard
fez muito mais: construiu e testou a maioria das partes fundamentais
de um foguete. Inicialmente
foram desenvolvidos foguetes especificamente destinados para uso
militar, conhecidos como mísseis balísticos intercontinentais
(ICBM, um míssil balístico que possui um alcance extremamente
elevado, geralmente maior que 5500 km ou 3500 milhas, normalmente
desenvolvido para carregar armas nucleares). O
princípio de funcionamento do motor de um foguete baseia-se na lei da
ação
e reação, a terceira lei de Newton,
que diz que "toda ação corresponde uma reação, com a mesma intensidade, mesma
direção e sentido contrário".Nesse caso a ação é o escape dos gases, e a reação é a força exercida sobre a parede oposta da câmara de combustão, que impulsiona o foguete.
O mesmo efeito pode ser observado em um balão desses de festas de
aniversário. Em um balão cheio de ar e amarado, o ar exerce uma
pressão uniforme de dentro para fora. Porem se desamarrarmos o
balão, o ar sairá velozmente pela boca do balão alterando esse
equilíbrio e produzindo uma força idêntica sobre a parede oposta à
boca. Reduzindo-se o diâmetro de saída, esse empuxo será ainda
mais forte. A magnitude do empuxo depende da massa e da velocidade
dos gases expelidos. A grande
diferença de um motor de foguete para um
motor à jato de uma aeronave, é o fato do foguete transportar seu
próprio oxidante, o que lhe permite operar no vácuo.
Existem três tipos de foguete quanto ao tipo de combustível usado : -O foguete à combustível líquido, em que o propelente e o oxidante estão armazenados em tanques fora da câmara de combustão e são bombeados e misturados na câmara onde entram em combustão; -O foguete à combustível sólido em que o propelente e oxidante, já estão misturados na câmara de combustão em estado sólido. -O foguete de combustível híbrido em que propelente e oxidante estão em câmaras separadas e em estados físicos diferentes. Atualmente encontra-se em estado de testes. Os foguetes podem ser de um único estagio ou de múltiplos estágios, nesse caso vão queimando em sequência e sendo descartados quando o combustível acaba, permitindo o aumento da capacidade de carga do foguete.
Na imagem abaixo podemos ter um exemplo de um foguete de um único estagio: O Atlas Mercury (responsável pelos lançamentos do projeto Mercury que foi o primeiro projeto tripulado de exploração espacial da Nasa), Ainda na imagem abaixo temos também exemplos de foguetes de múltiplo estágios: O Atlas Agena B e Atlas Centauro.
O Atlas Mercury, o primeiro à esquerda, tem 23 metros e um único estagio; o Atlas Agena B é o mesmo foguete com a adição de um segundo estagio; já o Atlas Centauro tem um segundo estagio mais potente, impulsionado pelo primeiro motor a hidrogênio liquido dos Estados Unidos.
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Escrito por Fabricio Oliveira de Carvalho Olá, gosto muito de pesquisar assuntos referentes à Astronomia, essa maravilhosa ciência que trata dos mistérios do universo, também gosto muito de astronáutica. Meu sonho é me formar em Engenharia Aeroespacial.Também gosto de outras coisas como fotografia, aviação, ciências exatas e etc... Gosto de estar sempre aprendendo, e gosto mais ainda de estar compartilhando o que sei e o que estou aprendendo.Foi com esse objetivo que criei o blog!
No
dia 1 de Fevereiro de 2003 durante o regresso da missão STS-107, faltando
apenas dezesseis minutos para tocar o solo, ocorreu um grave acidente com o Ônibus Espacial Columbia o que causou a
destruição total da espaçonave e a morte de seus sete tripulantes.Nessa matéria
reuni algumas informações à respeito da espaçonave, missão tripulação, acidente
e mais.
A Espaçonave:
O ônibus espacial Columbia (designação OV: OV-102) começou à
ser construído em 1975 na Rockwell International.Foi a primeira espaçonave do
gênero (desconsiderando o Enterprise que foi um protótipo).O seu primeiro vôo
ocorreu do dia 12 de abril de 1981 ao dia 14 de abril de 1981 (Missão STS-1) .
No total o Columbia:
- Realizou 28 missões.
-Seu tempo total em órbita foi de 300 dias 17 horas 40 minutos e 22 segundos.
-Lançou 8 satélites
-Percorreu uma distância total de 201.497.772 Km
-Teve um total de 160 tripulantes
-Teve o total de 4.808 órbitas .
A missão:
A missão STS-107 foi
uma missão sobre microgravidade e pesquisas científicas.O lançamento ocorreu no
dia 16 de Janeiro de 2003, às 15:39 UTC na plataforma 39-A.
Uma das experiências realizadas pode ter descoberto um novo fenômeno
atmosférico chamado TIGRE.
Parâmetros da missão:
Perigeu: 270 Km
Apogeu: 285 Km
Inclinação: 39.0 graus
Período: 90.1 minutos.
Órbitas: 255
Altitude orbital: 307 Km
Tripulação:
Comandante:
Rick Husband
Husband nasceu no dia 12 de Julho de 1957 em Amarillo nos Estados Unidos,
formado em engenharia mecânica graduou-se como segundo tenente na Força Aérea
norte-americana e fez curso de treinamento em diversas aeronaves acumulando um
total de 3800 horas de vôo em 40 tipos de aeronaves.
Entrou para NASA em 1994 e em 1999
passou nove dias no espaço como piloto do Discovery na missão STS-96.
Piloto: William “Willie” Mc Cool
McCool nasceu em San
Diego em 23 de setembro de 1961.
Formado em ciência de computadores, engenharia aeronáutica e ciência aplicada,
William completou o treinamento de piloto e serviu no porta-aviões USS Coral
Sea no fim dos anos 80 e no USS Enterprise nos anos 90. Foi selecionado pela
NASA em 1996.Esse (STS-107) foi o seu primeiro vôo espacial.
Especialista
de missão: David McDowell Brow
David nasceu em Arlington em 16 de Abril de 1956.Formado em biologia e
medicina.Selecionado pela NASA em 1996, o capitão naval Brown treinou durante
dois anos no centro espacial Johnson, qualificando-se como especialista de
missão.Este (STS-107) foi seu primeiro voo espacial.
.
Especialista de missão: Kalpana Chawla
Kalpana Chawla nasceu em 1
de julho de 1961 em Karnal Punjabe na Índia.Estudou engenharia aeronáutica e
formou-se como bacharel em ciências no Colégio de Engenharia do Punjab, em
1982.Mudou-se para os Estados Unidos, onde aprimorou seus estudos, conseguiu
doutorados em ciências nas Universidades do Texas e do Colorado, quando começou
a trabalhar na NASA, naturalizando-se norte-americana em 1990.
Kalpana entrou para o grupo de astronautas da NASA em 1995 e dois anos depois
fez seu primeiro voo espacial a bordo do Columbia (STS-87).Após esse voo, ela
participou de atividades técnicas
ligadas à microgravidade na NASA, até ser
escalada para a
tripulação da STS-107.
Especialista de carga: Michael
Anderson
Michael nasceu em Plattsburgh no dia 25 de Dezembro de 1959.Chegou ao posto de
tenente coronel da Força Aérea dos Estados Unidos e em dezembro de 1994 foi
selecionado para o cargo de astronauta da NASA.Seu primeiro voo espacial foi
1998 a bordo do Ônibus Espacial Endeavour (STS-89).
Especialista
de missão: Laurel Clark
Laurel nasceu em
Ames no dia 10 de Março de 1961.Formada em medicina, foi selecionada pela NASA
em 1996, passou os dois anos seguintes em treinamento no centro espacial
Johnson.Este foi o seu primeiro voo (STS-107).
Especialista
de carga: Ilan Ramon
Ilan nasceu em 20 de Junho de 1954 em Ramat Gan, Israel, foi o primeiro
astronauta de Israel.Bacharel em eletrônica e engenharia de computadores Ramon
foi um dos melhores pilotos militares de Israel.Em 1997 o então coronel da
Força Aérea Israelense Ilan Ramon integrou-se à NASA.Este era seu primeiro voo
(STS-107).
Acidente
No dia 1 de Fevereiro de 2003, à tripulação a bordo do Columbia
iniciam os preparativos para regressarem a casa.Terminaram a última verificação
dos sistemas da nave e comunicam ao controle da missão que se encontravam
alinhados para o inicio da reentrada.Os foguetes de manobra orbital então são
acionados às oito horas e quinze minutos UTC a fase de reentrada é iniciada.
Após a fase de ionização,(fase na na qual as comunicações externas
não são possíveis e o vôo é controlado pelos computadores de bordo), o piloto
William C. McCool e o comandante da missão Rick Husband assumem o comando do
Columbia.A astronauta Laurel Clark inicia a captura de imagens (que serão
recuperadas dos destroços) durante aproximadamente treze minutos, mostrando uma
tripulação bem disposta e descontraída. Às 13 horas e 48 minutos UTC a tomada
de imagens é interrompida, o Columbia encontra-se então sobre o oceano Pacífico
a sudoeste da baía de São Francisco. Entretanto alguns minutos antes às 13 horas
e 45 minutos UTC o controle da missão considerava a reentrada como quase
perfeita. Oito minutos após tudo mudava: A telemetria começava a revelar as
primeiras leituras do aquecimento não habitual de várias seções da nave. O
Columvia estava com uma velocidade de 21.200 km/h e a uma altitude de 63,1
quilômetros sobre a parte norte do estado do Texas. Faltavam 2.250 km,
equivalentes a 16 minutos, para tocarem o solo de regresso a casa.
Abaixo veremos uma compilação
dos principais eventos ocorridos durante à reentrada.Só lembrando que o horário
está em UTC (Tempo universal coordenado):
Fonte: Wikipedia
13:12:34 - Aquisição de sinal do Columbia pelo satélite de
comunicações da NASA TDRS-West;
13:15:30 - Inicio dos procedimentos e da ignição dos motores
para a saída de órbita. A nave encontra-se a 283,1 km de altitude e viaja na
velocidade hipersônica de mach 24,40 (27.870 Km/h);
13:18:08 - Queima dos motores para a saída de órbita
completada. Executada a rotação, o plano inferior da nave está agora virado
para a superfície terrestre;
13:32:01 - As três unidades auxiliares de energia (APU 1, 2
e 3) completam o ciclo de entrada em atividade e encontram-se a funcionar com
temperatura e pressão normalizada;
13:41:54 - James Hartsfield, relações públicas da NASA e
locutor de serviço no controle da missão, comenta para o público que assistia à
chegada: "A altitude do Columbia é agora de 90 km acima do oceano
pacífico, ao norte das ilhas do Hawai, a aproximadamente dois minutos da
reentrada na atmosfera terrestre. Todas as atividades decorrem sem problemas,
em direção a uma aterragem segura no Centro Espacial John F. Kennedy às 14
horas e 16 minutos";
13:44:09 - Início da reentrada na atmosfera terrestre a
120,4 quilômetros de altitude e mach 24,57 de velocidade, sobre o oceano
Pacífico;
13:48:39 - Um sensor alojado na asa esquerda, começa a
mostrar maiores tensões, do que as apresentadas em missões anteriores;
13:49:32 - Início de uma viragem planeada para a direita. Esta manobra e três
outras que se seguirão destinam-se a limitar a velocidade e o nível de
aquecimento a que está sujeita a estrutura térmica da nave. A velocidade
situa-se em mach 24.51;
13:50:53 - Início da fase, que se prolongará por dez
minutos, na qual são atingidos picos de temperatura na ordem dos 1,450 °C
(graus celsius). A nave encontra-se sensivelmente a 480 Km da costa oeste da
Califórnia, 76 Km de altitude e viaja à velocidade de mach 24.10;
13:52:19 - O sensor de temperatura 9910, localizado na ponta
da asa esquerda é isolado e colocado fora de serviço, após apresentar desvios
de temperatura superiores a 10 °C em relação ao normal;
13:53:00 - Os controladores em terra deixam de receber
dados, a partir de quatro sensores de temperatura dos sistema hidráulico,
interno e externo, no lado esquerdo da espaçonave. O Columbia continua a
funcionar normalmente, a tripulação não é alertada;
13:53:15 - Início da cobertura por imagens de vídeo da
aproximação do Columbia;
13:53:26 - O Columbia entra na zona continental dos Estados
Unidos a oeste de Sacramento a 70.600 metros de altitude e mach 23 de
velocidade;
13:53:44 / 48 - Primeira observação de destroços deixados pelo
Columbia;
13:53:46 / 50 - Segunda observação de destroços com origem
no Columbia;
13:53:54 / 58 - Terceira observação de destroços, seguido de
um rasto por breves momentos de um brilho intenso provocado pela ionização;
13:54:00 / 04 - Quarta observação de destroços deixando a
nave;
13:54:07 / 11 - Quinta observação de destroços deixando a
nave;
13:54:25 - Atravessando a linha divisória entre a Califórnia
e o Nevada, à altitude de 69.350 metros e velocidade mach 22,5;
13:54:35 / 37 - Sexta observação de destroços muito
brilhantes escapando-se pelo rasto de plasma. Presumivelmente estes destroços
foram os maiores e sempre crescendo até à 14ª observação (13:55:58 / 56 UTC),
na parte Ocidental dos Estados Unidos
13:55:32 - Atravessando a linha divisória entre o Nevada e o
Utah, à altitude de 68.137 metros e velocidade mach 21,8;
13:55:55 - Atravessando a linha divisória entre o Utah e o
Arizona, à altitude de 67.740 metros e velocidade mach 21,5;
13:56:45 - Atravessando a linha divisória entre o Arizona e
o Novo México, à altitude de 66.800 metros e velocidade mach 20,9;
13:57:19 / 29 - Décima sexta observação de detritos deixando
a nave. Evento visualizado pelo laboratório de pesquisa da USAF.
13:58:20 - Atravessando a linha divisória entre o Novo
México e o Texas, à altitude de 64.000 metros e velocidade mach 19,5;
13:59:32 - "And
Columbia, Houston, we see your tire pressure messages, and we did not copy your
last." "Roger." ????? (Tradução: -Columbia, aqui Houston, nós
recebemos sua mensagem sobre a pressão dos sistemas hidráulicos, mas não
copiamos a última. - Entendido)
Foi esta a última mensagem de Rick Husband comandante da
missão STS-107 ou de qualquer outro membro da tripulação, recebida pelo
controle de missão. Também os dados de telemetria vindos da nave deixaram de
ser recebidos.
13:59:37. - Perda da pressão hidráulica necessária para o movimento
das superfícies de controle da espaçonave. O alarme principal é acionado.
Provavelmente terá sido a partir deste momento que a tripulação tomou
conhecimento da gravidade dos problemas que afecavam o Columbia;
14:00:18 - Imagens tele-visionadas e testemunhos visuais
revelavam o colapso da nave e os vários rastros de destroços em que se
transformara o Columbia. No controlo da missão a perda da telemetria foi um
sinal de preocupação, mas o assunto foi tratado como normal e o processo da
aterragem decorria segundo os parâmetros previstos;
14:12:39 - Aproximadamente treze minutos após a
desintegração, o diretor de vôo da NASA declara uma situação de emergência
grave a bordo do veículo orbital OV-102. Alerta as equipes de busca e salvamento
e isola a sala de controle da missão - os dados têm que ser preservados para
posterior investigação;
Causa física do
acidente:
A causa física do acidente foi uma brecha no sistema de
proteção térmica no bordo de ataque da asa esquerda, causado por um pedaço de
espuma isolante que se separou da seção esquerda do suporte do tanque de
combustível externo, exatamente 81,7
segundos após o lançamento, e atingiu a parte inferior da asa nas proximidades
do painel térmico de carbono reforçado de número oito. Durante a reentrada esta
violação no sistema de proteção térmica permitiu que ar superaquecido
penetrasse através do isolamento e progressivamente derretesse a estrutura de
alumínio da asa esquerda, resultando num severo enfraquecimento estrutural, até
que o aumento das forças aerodinâmicas, causadas pelo atrito da cada vez maior,
destruísse a asa provocando a perda de controle e o imediato colapso da nave.
Teria sido possível um resgate ou reparo
de danos?
Teria sido possível uma missão de resgate ou o reparo dos
danos com a espaçonave ainda no espaço?
Reparo dos danos em órbita.
Esta opção foi classificada como logisticamente possível mas de muito risco e
dificuldade técnica. Seria necessário um fazer uma caminhada espacial até à
ponta da asa esquerda para reparar um buraco com supostamente 15 centímetros,
num painel de carbono reforçado, transportando ferramentas e utilizando pedaços
de titânio ou outro material similar que fosse possível subtrair do compartimento
da tripulação, teria ainda que ser utilizado um saco de água, que com o frio
extremo do espaço sideral solidificaria moldando o perfil original da asa, de
modo a evitar turbulência aerodinâmica durante a reentrada.
Resgate utilizando o Atlantis
Essa opção teria mais chances de sucesso do que a anterior.A
tripulação à bordo do Columbia seria instruída à reduzir o consumo de mantimentos,
água e principalmente oxigênio.Com este procedimento poderia ser possível prolongar
o vôo até o trigésimo dia .No quarto dia de voo da STS-107 o Atlantis se
encontrava nas instalações de manutenção de processamento no centro espacial John
F. Kennedy , a quarenta e um dias para o próximo lançamento.Com os motores
principais já montados e os propulsores de combustível solido já acoplados no
tanque externo..Ignorando os testes habituais e utilizando várias equipes em
turnos consecutivos ao longo das 24 horas diárias seria possível o lançamento
entre 10 e 15 de Fevereiro (De acordo com registros atmosféricos o lançamento
teria sido possível).
O Atlantis decolaria apenas com quatro tripulantes (comandante, piloto e dois
astronautas com treino em atividade extra veicular).Após manobras para obterem
uma posição simétrica entre as duas naves em órbita, a tripulação do Columbia
seria transferida através de curtas caminhadas espaciais para o Atlantis.
Fabricio Oliveira
Fonte de consulta e imagens: Wikipedia e NASA.
Videos:
Vídeo gravado no cockpit do Columbia, momentos antes de sua desintegração:
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