Concentre-se na história, desafios atuais e perspectivas do Cavaleiro Espacial
– Notícias de 25 de abril de 2019 –
O desenvolvimento de ônibus espaciais para o transporte de carga é na moda
Embora muito secreto, o ônibus espacial autônomo americano X-37B parece ser usado regularmente pelo exército americano para longas estadias no espaço. Ser capaz de enviar uma carga em órbita e recuperar é uma capacidade muito interessante, e não apenas para os militares. É por enquanto uma competência que a Europa não controla, mas esta situação poderá mudar nos próximos anos.
Desde a década de 1970, o CNES, em seguida, a ESA tem estado muito interessado no conceito de ônibus espacial, um veículo orbital com certas propriedades de um foguete e certas propriedades de um avião. O principal interesse de um ônibus espacial é que ele é reutilizável, o que, em teoria, deve diminuir o custo das missões associadas. Com retrospectiva e a experiência dos ônibus americanos, sabemos agora que a realidade é mais complicada. A Europa, como os Estados Unidos, abandonou a idéia de usar ônibus espaciais para voos espaciais tripulados.
O transporte de carga é, no entanto, uma atividade muito menos exigente. Deste lado, o conceito de ônibus espacial está passando por um verdadeiro renascimento. O Boeing X-37B voa desde 2010. Nos Estados Unidos, o Sierra Nevada Dream Chaser deve se juntar a ele dentro de alguns anos. Na Europa, estamos ansiosos para a chegada do Space Rider, um ônibus espacial reutilizável que finalmente permitiria à Europa ter uma maneira independente de trazer cargas de órbita.
O ônibus espacial europeu Space Rider é o herdeiro do manifestante do IXV
Espera-se que o ônibus espacial Space Rider faça seu primeiro vôo em 2021. No entanto, sua origem pode ser rastreada muito mais. A Europa há tempos quer criar um ônibus espacial inabitado, um projeto conhecido como Hermes que ocupou a ESA até o início dos anos 90. Hermes teria sido um veículo mais leve que o ônibus espacial dos EUA. Foi lançado por um Ariane 5 para substituir o seu palco superior. É com este tipo de missão em mente que o Ariane 5 foi concebido. O sonho europeu de voo tripulado nunca se materializou desde então.
A ESA, no entanto, não abandonou a sua ambição de criar um veículo orbital reutilizável. Em 1998, o terceiro voo de um Ariane 5 foi usado para lançar o Demonstrador de Reentrada Atmosférica. Esta cápsula espacial do tipo Apollo deveria validar várias tecnologias relacionadas à reentrada atmosférica. A missão foi um sucesso total. O escudo de calor da cápsula espacial resistiu muito bem a temperaturas próximas de 900 graus Celsius. Seus sistemas de vôo fizeram com que ela ficasse a apenas cinco quilômetros do ponto planejado. Esse sucesso levou ao desenvolvimento de um novo projeto em 2005. Foi na Itália que nasceu o impulso responsável pelo demonstrador IXV (Veículo Intermediário eXperimental).
A idéia é retomar o vôo de demonstração feito em 1998, mas com um veículo completamente diferente. O IXV não é muito semelhante a um lançador X-37B. Faz parte de uma categoria de veículos espaciais denominados corpos elevadores, sem asas. Sua fuselagem, no entanto, é estudada para gerar um efeito de elevação a uma velocidade muito alta na atmosfera. Isso reduz as restrições durante uma reentrada na velocidade orbital. As asas são, de fato, um dos pontos de aquecimento mais importantes para um veículo do tipo lançadeira. Por outro lado, quando a sua velocidade é suficientemente reduzida, um corpo de elevação torna-se muito instável. Não pode, portanto, pousar deslizando como um Dream Chaser ou X-37B.
O piloto espacial ainda enfrenta muitos desafios
O design desse veículo exigiu muitos novos desenvolvimentos para a Itália e seus parceiros europeus. Mais uma vez, o coração do problema é a proteção térmica. A forma do IXV é completamente diferente da forma do demonstrador anterior. As lições que podem ser aprendidas são, portanto, limitadas. À maneira do ônibus espacial americano, o novo manifestante europeu deve retornar com o nariz voltado para cima.
Também deve ser capaz de manobrar aerodinamicamente. Para isso, está equipado com duas abas dispostas na parte de trás. Como não pode pousar enquanto desliza, ele embarca em paraquedas que devem abrir quando sua velocidade é baixa o suficiente. O IXV deve terminar seu curso no oceano antes de ser recuperado.
O demonstrador também está sujeito a restrições de tamanho. Deve, de facto, poder ser colocado sob o pequeno nariz de um lançador Vega, o foguete menos potente disponível para a ESA. O IXV deve, portanto, ser particularmente leve e compacto.
Um primeiro voo de demonstração do Space Rider ocorreu em 2015
Estes numerosos desafios técnicos explicam porque é necessário esperar até 2015 para ver o voo de demonstração deste mini-ônibus espacial. Em 11 de fevereiro de 2015, um lançador Vega coloca o IXV em uma trajetória balística. Não atinge a órbita, mas sobe a uma altitude de 412 km. Sua velocidade também está muito próxima da velocidade de uma reentrada orbital. Desta vez, novamente, é um sucesso. O ônibus espacial se comporta exatamente como planejado. Com seus sensores, pode coletar informações valiosas sobre seu comportamento durante todas as fases do vôo. Esta informação permite continuar o programa.
No ano após este voo de demonstração, a ESA lança os primeiros fundos para o desenvolvimento de um veículo operacional. Deve ser capaz de colocar uma carga em órbita, permanecer lá por até dois meses e retornar à Terra em uma só peça, o Cavaleiro Espacial. Desta vez, é principalmente a agência espacial italiana e seus parceiros industriais que impulsionam o projeto. O design do Space Rider é muito semelhante ao design do IXV com algumas diferenças notáveis.
O Space Rider deve acontecer sob o nariz de um lançador Vega C, significativamente mais poderoso que o lançador Vega que impulsionou o IXV, e seu nariz também é maior. Não seria de surpreender que o Space Rider exceda os 4,40 metros do demonstrador. Isso permitirá que a nova espaçonave europeia embarque uma carga útil de até 800 kg em nome de um ou mais clientes. Isto deve torná-lo uma verdadeira ferramenta multi-missão que pode embarcar em microgravidade ou experiências de observação da Terra, e talvez implantar pequenos satélites.
As características do Space Rider permitem grande adaptabilidade
Na órbita da Terra, o Cavaleiro Espacial será capaz de manobrar durante toda a sua permanência no espaço. O andar superior será usado como um módulo de serviço que fornecerá capacidade de propulsão para a espaçonave, bem como painéis solares para fornecimento de energia. No entanto, será descartado antes da reentrada.
O Space Rider vai optar por uma estratégia de reentrada atmosférica um pouco diferente da estratégia de reentrada de seu demonstrador. Uma vez que sua velocidade seja reduzida o suficiente, ela terminará sua corrida com um parapente em vez de um paraquedas. Isso deve permitir um grande controle do fim de sua trajetória. Seu pouso também se parecerá mais com um avião com alta velocidade horizontal. Este método de pouso facilitará a recuperação porque, ao contrário do IXV, o Space Rider será reutilizável.
Como seu lançador, o Space Rider decolará de Kourou, na Guiana Francesa. Dependendo do perfil da sua missão, são possíveis vários locais de desembarque: a Guiana, os Açores ou a ilha de Curaçao, localizada no Caribe. Além de seu primeiro vôo, que deve ocorrer por volta de 2021, não está claro quão importante o Cavaleiro Espacial será na estratégia espacial européia. De acordo com sua sigla, ainda é um demonstrador. A ESA poderia, portanto, continuar a desenvolver o conceito com outros veículos espaciais nos próximos anos.
As possibilidades oferecidas pelos ônibus espaciais, como o Space Rider, são de interesse para muitas pessoas
O papel do Cavaleiro Espacial excederá a simples demonstração tecnológica. A ESA já lançou uma chamada para preencher o porão da nave espacial durante os seus vários voos. Ao contrário do X-37B, os militares não terão a exclusividade do Space Rider. Não haverá restrições sobre as nacionalidades dos clientes também. O ônibus espacial será capaz de embarcar cargas de todo o mundo, institucionais ou comerciais. Os clientes terão que compartilhar um porão de carga de 1,2 metros cúbicos. Não é muito grande, mas também deve ser possível realizar manipulações em órbita com um braço robótico.
Embora a ESA tenha o controle das operações inicialmente, já está previsto privatizar o Space Rider. Seria então provavelmente cair na dobra da Arianespace por volta de 2025. A empresa poderia, assim, oferecer um serviço de retorno de órbita, a oportunidade de se destacar com uma oferta única. De acordo com suas especificações, o Space Rider deve ser reutilizável pelo menos seis vezes com seis meses de restauração entre cada voo. Ainda não sabemos se a primeira cópia será acompanhada por outras cópias para constituir uma frota real.
Isso provavelmente dependerá do sucesso comercial do primeiro piloto espacial. Até agora, o programa tem a vantagem de ser relativamente econômico com recursos muito limitados. Isso pode resultar em preços de lançamento e retorno ligeiramente superiores aos de um lançamento simples.
Os próximos anos serão cruciais para o Space Rider e para o desenvolvimento de espaçonaves europeias
Será necessário esperar alguns anos antes de fazer a pergunta sobre a viabilidade econômica do pequeno ônibus espacial. A futura espaçonave européia ainda precisa passar por uma revisão crítica e alguns testes em preparação para seu primeiro vôo, como o IXV. Podemos esperar alguns testes de queda já neste ano. O sistema de descida de parapente deve, de fato, ser validado em condições reais.
Apesar de seu pequeno tamanho e seu pequeno lançador, o Space Rider será uma revolução nas capacidades espaciais européias. O mundo inteiro está agora tentando desenvolver veículos espaciais altamente manobráveis em órbita para fins militares. É reconfortante ver que a Europa está no mesmo caminho, mas com uma abordagem civil e comercial. Esperamos que o Space Rider tenha todo o sucesso que merece. Podemos então sonhar que a Europa poderia fazer essa nova habilidade, especialmente se acrescentarmos à equação um lançador também reutilizável como o Ariane Next. Por que não imaginar um Space Rider mais massivo com uma habilidade de ancoragem? Tal veículo poderia trazer e transportar carga da ISS, ou até mesmo da LOP-G.
O primeiro voo de teste do ônibus espacial Space Rider está programado para acontecer em 2020
– Notícias de 5 de dezembro de 2017 –
O ônibus espacial Space Rider deve ser lançado em 2021 graças ao foguete espacial Vega C. Oferecerá à Europa uma maneira completamente independente de realizar experimentos em órbita, lembrando o ônibus espacial X-37B Boeing. O ônibus espacial Space Rider será amplamente automatizado e reutilizável várias vezes. O seu design é inspirado no vaivém experimental “IXV” (Intermediate eXperimental Vehicle) que realizou um voo suborbital em fevereiro de 2015. Para a Europa, é um grande avanço porque a Europa sabe enviar cargas úteis em órbita desde há muito tempo, mas tem dificuldades em recuperá-los. O ônibus espacial experimental “IXV” validou o controle do retorno atmosférico de um ônibus espacial.
O Space Rider poderá transportar até 800 kg de carga útil em órbita baixa, por períodos de vários meses. Será lançado no Centro Espacial da Guiana, em Kourou, e regressará a Santa María, Açores. Pode ser comercializado pela Arianespace se o mercado for promissor. A fase de projeto preliminar do Space Rider deverá ser concluída em 2018. O ônibus espacial continuará seu projeto até o primeiro vôo de teste em 2020.
A ESA desenvolve o seu shuttle reutilizável, o Space Rider
– Notícias de 4 de julho de 2017 —
A ESA apresentou no Paris Air Show seu projeto de ônibus espacial chamado Space Rider. A Europa quer uma maneira de realizar experimentos em órbita e depois trazê-los de volta à Terra. Com isto em mente, um orçamento de 32 milhões de euros foi alocado para o desenvolvimento de tal conceito. Esse financiamento vai para o Thales Alenia Space e para o Centro de Pesquisas Espaciais da Itália.
O Space Rider deve ser um ônibus espacial reutilizável totalmente automático. Muito perto do Boeing X-37B, ele seria capaz de transportar uma carga útil de 800 quilos a 1000 quilos a uma órbita baixa a 400 km de altitude, e depois retornar automaticamente após alguns meses no espaço. Mas o ônibus europeu seria muito menor que o da Boeing, com um comprimento estimado de 4 ou 5 metros. Ele também seria lançado por uma nova versão do Vega, o foguete de luz da Agência Espacial Européia.
Imagem pelo site da ESA.
Fontes
