Vocação aeroespacial

Lançamento de foguetes portadores de satélites atinge nível de excelência.

veículo de lançamento orbital chinês Longa Marcha 3A (Chang Zheng 3A ou CZ-3A) aguarda a contagem regressiva, no Centro Xichang de Lançamento de Satélites, situado nas profundezas das Grandes Montanhas Liangshan, na província de Sichuan, sudoeste da China. Ao chegar ao zero, Jiang Jie, projetista-chefe da missão, dá a ordem para que  a ignição seja acionada e o CZ-3A decola.

Jiang Jie é pesquisadora da Academia Chinesa de Ciências e projetista-chefe da Academia Chinesa de Tecnologia de Veículos de Lançamento da série CZ-3A há trinta anos, época em que, ela relembra, “meu sonho era descobrir o aeroespaço, mas hoje é a minha paixão!”.

Baixo custo, flexibilidade e alta confiabilidade deram aos foguetes lançadores da série CZ-3A a reputação de Foguete Portador  Medalha
de Ouro.

Jiang Jie começou a carreira na Academia Chinesa de Tecnologia de Veículos de Lançamento em 1983, ao se formar na Universidade Nacional de Tecnologia de Defesa. Desde então, vem subindo na hierarquia, de designer para líder de pesquisa acadêmica, até chegar a projetista-chefe do lançamento de foguetes. Ao longo dessas três décadas, tem se dedicado de coração à pesquisa dos lançadores da série CZ-3A, foguetes que têm por finalidade transportar uma carga útil da superfície da Terra ao espaço exterior.

A série CZ-3A de lançadores de foguetes compreende o CZ-3A, o CZ-3B e o CZ-3C/YZ-1, os dois últimos versões mais pesadas do CZ-3A. O veículo de lançamento consiste em um foguete de três estágios que usualmente transporta Satélites de Navegação BeiDou (Ursa Maior em chinês, o sistema corrrespondente ao GPS norte-americano), satélites de comunicações e satélites comerciais internacionais para o espaço exterior. Depois de empreender todo tipo de missões espaciais em altas órbitas, os lançamentos da série CZ-3A respondem por um terço de todas as missões de lançamento de foguetes na China.

Foguete portador Longa Marcha 3A é transferido para o Centro de Lançamento de Xichang.

A capacidade do veículo de lançamento é um fator determinante para o potencial sucesso dos voos espaciais chineses. “O lançador de foguetes é como o primeiro bastão numa corrida de revezamento. Devemos garantir que terá uma boa performance a fim de dar boas condições ao satélite que ele transporta”, diz Jiang Jie.

Um bom exemplo foi a Sonda Lunar Chang’e-3, lançada como parte do Programa Chinês de Exploração Lunar, que entrou diretamente na órbita de transferência Terra-Lua, antes de se separar do foguete portador. A viagem poderia ser comparada a levar algo diretamente ao seu alvo, o que demanda uma precisão exata.“Se compararmos o lançamento de foguetes ao arco e flecha, as primeiras missões precisavam atingir apenas o terceiro anel a partir do alvo; mas agora é necessário acertar na mosca”, diz Jiang Jie.

Novos desafios pedem inovação e superação. Nesse sentido, Jiang Jie e a equipe dela agiram por iniciativa própria e adotaram a tecnologia de orientação combinada chamada “plataforma inercial de laser duplo, aliada à navegação por satélite”.

“Essa tecnologia é como dar ao foguete portador dois olhos: um assegura que o foguete irá seguir a órbita projetada enquanto o outro calcula com exatidão a melhor rota e faz correções automáticas em seu caminho”, explica Jiang Jie. Em 2 de dezembro de 2013, o CZ-3C/YZ-1 fez o transporte bem-sucedido da Sonda Lunar Chang’e-3 até a Lua.

Desde o início de sua carreira, Jiang Jie tem participado da pesquisa de quase todos os lançadores de foguetes da série 30 CZ-3A. Com isso, acumulou vasta experiência por meio de grandes avanços tecnológicos, como projetar o controle estável de um foguete assimétrico por meio de dois boosters, conseguindo sucesso na missão de controle do voo do foguete, e colocando com precisão o primeiro satélite de exploração lunar na órbita programada. Jiang Jie tornou-se especialista em questões aeroespaciais.

Nove triunfos em 143 dias

O baixo custo, forte adaptabilidade e alta confiabilidade deram aos lançadores de foguetes da série CZ-3A a reputação de “Foguete Portador Medalha de Ouro”. Nos últimos anos, a série de veículos de lançamento entrou em um novo ritmo de lançamentos, tendo assinalado nove triunfos sucessivos em 143 dias.

Em 2016, os lançadores de foguetes da série CZ-3A concluíram com sucesso sete missões, tornando-se assim os mais frequentes cumpridores de tarefas. Em 2017, estima-se que irão realizar 10 lançamentos, e durante o período mais intensivo concluirão um lançamento a cada 15 dias.

O lançamento de foguetes é uma tarefa de alto risco, e todas as tecnologias empregadas são inovações autodependentes da China. Como qualquer problema menor pode colocar em sério risco a missão de lançamento, dá-se sempre prioridade à qualidade da pesquisa e da produção. Por isso, os pesquisadores aeroespaciais chineses adotaram um processo de produção por lotes e um sistema de controle de qualidade. Também realizaram progressos em seu trabalho de prover a tecnologia avançada necessária para um projeto e uma administração confiáveis, a fim de alcançar um nível “zero de falhas pré-lançamento”.

“O período de alta intensidade de lançamentos decorre das grandes demandas geradas pelo rápido desenvolvimento na China das comunicações, navegação, sensoriamento remoto, sistemas de satélites meteorológicos, e das múltiplas missões de lançamentos comerciais internacionais”, disse Jiang Jie.

Tomando como exemplo o Sistema BeiDou de Navegação por Satélite, a rede de sistema global de mais de 30 satélites que estão para ser lançados até 2020 será uma das maiores constelações da história tanto da China como do aeroespaço terrestre. A nova rede global tem três órbitas otimizadas distintas, capazes de dar ampla liberdade para as funções de navegação do BeiDou.

Jiang Jie explicou ainda que, diferentemente do Sistema de Navegação por Satélite BeiDou, que cobre apenas a região da Ásia-Pacífico, a rede de sistema global exige mais satélites para cobrir mais áreas. Portanto, é necessária alta intensidade de lançamento para garantir toda a vida útil da constelação. Ao mesmo tempo, os foguetes portadores colocam os satélites diretamente na órbita de operação e não na órbita de transferência. Isso poupa os vários dias necessários para que cada satélite mude de órbita, e também elimina qualquer necessidade de motores para manobras de órbita.

Os lançadores da série CZ-3A já experimentaram períodos de alta intensidade de lançamento como, por exemplo, as 26 missões entre 2010 e 2012 ajudaram a manter um bom índice de sucesso segundo os principais padrões mundiais.

Nos últimos anos, a Rede do Sistema de Navegação de Satélites BeiDou cumpriu sua missão de lançar uma constelação multiorbital de 14 satélites. O Chang’e-2 e o Chang’e-3 foram transportados com sucesso para o espaço exterior, onde foguetes portadores colocaram diretamente sondas lunares na órbita de transferência Terra-Lua. Isso construiu uma base para as redes de constelação em grande escala da China e para futuras explorações do espaço profundo.

A China agora está avançando de grande potência para potência de alto nível no setor aeroespacial.

O poder aeroespacial

Jiang Jie relembra que “a história da pesquisa e desenvolvimento dos lançadores da série CZ-3A passou por três estágios: formação da capacitação, atualização e expansão”.

Na primeira fase, chamada de Era 1.0, o CZ-3A podia lançar satélites de alta órbita na órbita de transferência geoestacionária (Geostationary Transfer Orbit – GTO), mas os satélites precisavam ser transferidos várias vezes para a órbita final.

O Longa Marcha 5, no Centro de Lançamento de Satélites de Wenchang, primeira base litorânea de lançamento da China.

Na Era 2.0, foguetes portadores eram capazes de lançar satélites de órbita sincrônica, e também transportá-los para diferentes órbitas, médias e alta. O programa de sonda lunar tornou o lançamento direto para a órbita de transferência Terra-Lua uma realidade. Ao mesmo tempo, a construção do Sistema BeiDou de Navegação de Satélites possibilitou o lançamento de satélites de Órbita Terrestre Média e de Órbita Geossincrônica Inclinada.

Na atual Era 3.0, os lançadores de foguetes da série CZ-3A expandiram-se de um dispositivo de três estágios para uma máquina de quatro estágios – a CZ-3D –, cujo estágio superior pode lançar os satélites de órbita média e alta diretamente na trajetória, e também atualizar foguetes para que possam se adaptar a várias missões. O ano de 2016 marcou o 60o aniversário dos empreendimentos aeroespaciais chineses. Ao longo daquele ano, foram cumpridas 22 missões pelos veículos de lançamento da série Long March, e 40 naves espaciais foram colocadas com sucesso no espaço exterior.

A China também construiu nesse ano a sua primeira base litorânea, o Centro de Lançamento de Satélites Wenchang, na Província de Hainan, que cumpriu com sua missão inaugural de lançamento espacial. O primeiro voo da Long March 5 foi um marco na história dos lançadores de foguetes da China. Tornou a capacidade de transporte da China equiparada à dos Estados Unidos e da Rússia. A China agora está avançando de grande potência para potência de alto nível no setor espacial.

Durante o período do 13o Plano Quinquenal, espera-se que a série Long March de lançadores complete mais de 100 missões. Até 2020, a série CZ-3A irá realizar de oito a dez lançamentos por ano.

“O lançamento de foguetes é um projeto que requer cooperação em vários aspectos. Consequentemente, coloca tremendos desafios para a minha capacidade de resolução de problemas. Requer que me concentre no sistema como um todo”, conclui Jiang Jie. “No entanto, sempre que aparecem missões de lançamento de alta densidade, nós as recebemos com confiança.”

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