Sobre a nova geração de Naves Espaciais Russas

Sugestão : Armando Rozário.

Tradução e adaptação e edição

Autor: E.M.Pinto

Plano Brasil

Fonte: Russianspaceweb via Pravda

Embora os preparativos para a concorrência tenha sido sigiloso,  um número grande de funcionários russo fizeram declarações abertas declarando as fases do projeto.  Em 21 de janeiro de 2009, o chefe da agência espacial russa, Roskosmos, Anatoly Perminov disse ao Rossiyskaya Gazeta, que a Rússia iria provavelmente continuar com o desenvolvimento independente da próxima geração de naves tripuladas.

Segundo Perminov, a agência e seu centro de pesquisa e  certificação – TsNIIMash – já haviam realizado uma reunião ampliada do Conselho Científico e Técnico, NTS, e com isto efetuado a análise de fórmulas de sistemas de transporte, incluindo a próxima geração da nave tripulada e que o programa terá ainda a participação de um outro parceiro no programa de construções.

Em 29 de janeiro de 2009, Alexei Krasnov, chefe de vôo espacial tripulado da Roskosmos, confirmou que uma segunda licitação do governo para o desenvolvimento da nave espacial de última geração seria iniciada em 2009.  (Em 2006, três empresas russas competiram em uma licitação do governo, o que fora em seguida  abortado.)

A nova nave esperada para entrar em serviço a partir do  veículo Orion EUA, no entanto, um plano de desenvolvimento mais detalhado seria preparado com um projeto preliminar do veículo em meados de 2010, segundo Perminov. ( 321 ) (321).

Exigências da Agência para a nave espacial PPTS

No primeiro trimestre de 2009, a Roskosmos lançou os requisitos, que foram usados no desenvolvimento da atribuição Técnica (TZ) para a indústria dar início aos trabalhos no projecto PPTS.  O documento solicitou a indústria a desenvolver um veículo similar aos “estrangeiros”, a nave espacial deveria ser então similar em suas capacidades técnicas e de custo, usando as tecnologias existentes, tanto quanto possível.

Versões Nave

A Roskosmos previu diversos modelos diferentes da nave baseados num modelo básico:

Uma das versões é considerada para efetuar seu trabalho na órbita terrestre, a orbitar por 30 dias em missões autônomas, ou um ano em missões longas, enquanto estiver acoplada à ISS em órbita com inclinação de 51,6 graus, e para a futura estação espacial russa lançada apartir do novo cosmódromo de  Vostochny órbita de 51,8 graus.

A versão lunar poderia voar em missões de 14 dias para orbitar ao redor da Lua, ou ficar acoplada à estação orbital lunar, LOS, por até 200 dias.  (Este requisito foi uma condição imperativa exigida pela agência espacial russa para exploração lunar).  A nave poderia servir como um posto de veículo de transporte, ou como uma nave de carga não tripulada.

Órbita terrestre (estação)	Versão órbita lunar	Órbita terrestre (missão autónoma)	Cargo version Versão Cargo
Número de tripulantes	6	4	4	0
Cargo (entrega e devolução)	500 kg	100 kg	? ?	2,000 kg acima; 500 kg baixo
Duração do voo Autónoma	5 dias	14 dias	30 dias	– —
duração, quando acoplado à estação	365 dias	200 dias	– —	– —
Peso	12 toneladas	16,5 toneladas	– —	– —

A Roskosmos também solicitou à indústria uma avaliação da possibilidade de lançamento da nave apartir de uma nova base de lançamento na órbita quase polar com inclinação de 73,2 graus em direção ao Equador.

A agência especificou que a nova nave necessite apenas de um cosmonauta para poder efetuar todas as operações de voo, entretanto esta estará equipada com mais duas estações de trabalho equipadas  disponíveis para o controle do veículo.

Inserção em órbita nominal	4,0
Nominal de reentrada na atmosfera da Terra	3,0
Durante a descida, com a manobra lateral máximo	5,0
Durante o acionamento do sistema de evacuação de emergência após uma falha do veículo de lançamento	7,0
Durante a reentrada na atmosfera após o disparo do sistema de evacuação de emergência	12.0 12,0

A agência também especificou que a carga-G  sobre a tripulação não deve exceder os seguintes parâmetros:

A cápsula da tripulação tinha que ter a capacidade de realizar uma volta de emergência para a Terra, ou durante um vôo motorizado à órbita, com a capacidade de pousar a qualquer tempo em qualquer parte do planeta até emsmo em pistas despreparadas ou  mesmo no mar.

Fuga de Emergência e capacidades de aterragem estavam prevista para cada fase da missão e tinham que fornecer a capacidade de sobrevivência da tripulação até a chegada das equipes de salvamento e recuperação.

Tal como a Soyuz, o veículo teria de ser capaz de conduzir automaticamente ou manualmente ao encaixe nas estações espaciais e módulos, teria que ter capacidades de propulsão suficiente durante as missões de transporte para atracar e re-atracar com as estações orbitais, de baixa plataformas orbitais, naves espaciais não tripuladas e módulos e, em seguida,  retorno seguro do veículo de reentrada à Terra.

A cápsula de reentrada só poderia empregar propulsores ambientalmente seguros durante a fase atmosférica do voo. A Roskosmos exigiu que o veículo pudesse ser reutilizado  e capaz de voar até 10 missões durante seus 15 anos de vida útil.

Missões autônomas

A Roskosmos informou que durante seus 30 dias de missão espacial autônomas,  os veículos  serão capazes de efetuar as seguintes tarefas:

• Nave espacial não tripulada e plataformas de serviço;
• Remover nave falhou e “lixo espacial” fragmentos da órbita;
• Conduzir experiências e investigação, com cargas diversas;
• Testar as tecnologias de sensoriamento remoto e de alerta sobre larga escala,  situações de emergência e catástrofes naturais;
• Conduta de duplo propósito e missões de aplicação militar;

Cenário de missão lunar

No início de 2009,  o cenário da missão lunar era visto pro seus projetistas da seguinte forma:

• O Lançamento da nave espacial tripulada,  com a tripulação de quatro pessoas, juntamente com a fase de aceleração RB Vostochny na órbita baixa da Terra, com a altitude de 200 km;
• A fase de aceleração acionamento do motor para adicionar 3.220 metros por segundo à velocidade da nave, escapando da órbita da Terra e enviando a nave espacial tripulada para a Lua;
• A fase de aceleração acionando o motor, proporcionando um impulso de cerca de 1.300 metros por segundo para inserir a nave espacial tripulada à órbita lunar com a altitude de 100 km;
• A nave espacial tripulada separa da fase de aceleração na órbita lunar;
• A nave espacial tripulada efetua a aterrissagem lunar tripulada;
• As transferências da tripulação VPK, desencaixa e realiza pouso lunar;
• O VPK decola da superfície lunar;
• A nave tripulada transporta o módulo VPK
• As transferências da tripulação de VPK para PK, VPK e PK separado; sistema (nave de transporte de propulsão é esperaao para entregar cerca de 100 metros por segundo em manobras total na órbita lunar);
• O seu motor PK é acionado emitindo cerca de 1.280 metros por segundo para deixar a órbita lunar e siga em direção a Terra;
• A PK realiza correção de órbita para obter abordagem correta para a reentrada;
• A  tripulação da Cápsula separa o módulo de propulsão e prepara para reentrar na atmosfera da Terra;
• A tripulação realiza desembarque no sul da Rússia na região de fronteira com o Cazaquistão

Desenvolvimento da NP PTK (PPTS) veículo

O desenvolvimento preliminar da nave PPTS estava prevista para ocorrer entre Março de 2009 até Junho de 2010, o seu custo estimado era de cerca de 800 milhões de Rublos  cerca de US$ 24 milhões ( Apesar de aparentemente modesto, foi um progresso considerável em comparação com 50 milhões de rublos atribuído a concorrência anterior, de acordo com funcionários da agência espacial russa).  O trabalho abrangeu apenas  a proposta do modelo de órbita da Terrestre, embora os alicerces para uma nave espacial em órbita lunar, ou mesmo uma destinada a viagem a Marte a ser desenvolvido mais tarde.

Em abril de 2008, em um pronunciamento a Gazeta.ru, Valery Ryumin, designer geral adjunta da RKK Energia, afirmou que o financiamento disponível foi de 30 por cento menos do que o necessário para o desenvolvimento.

Durante o Paris Air and Space Show, em Le Bourget, em junho de 2009, o chefe da RKK Energia Vitaly Lopota repetiu esta declaração na entrevista com o editor deste site.

“Nós temos apenas metade do que seria necessário para um projeto “, Lopota disse: “Um projeto preliminar é mais do que um estudo do papel, na verdade, é uma grande dose de experimentação deve ser feito antes a arquitetura geral do sistema , como vimos com (NASA) nave espacial Orion.

Lopota disse que o governo federal, despendoiou  pouco ou quase nenhum dinheiro para o trabalho experimental necessário.

Com a proposta do governo em 6 de Abril de 2009, a RKK Energia iniciou oficialmente o projeto preliminar do veículo.

Na época, representantes da empresa identificaram o novo veículo como Pilotiruemyi Transportny Korabl Novogo Pokoleniya, ou PTK NP, ou Nova geração de naves de transporte pilotadas .

Na mesma época, o chefe da RKK Energia, Vitaly Lopota apelidou o veículo  de Rus (nome arcaico da Rússia). Afirmando ser provisório.

Se aceita a idéia, ela vai continuar uma tradição Russa confusa de dar ao  foguete e a nave  o mesmo nome. Para piorar as cosias, no idioma russo, a palavra “Rus” é um gênero feminino, enquanto a nave espacial ” é masculino.

Lopota prometeu envolver a Khrunichev no desenvolvimento das futuras naves espaciais, assim como outras empresas da Rússia, que poderiam oferecer  tecnologias de ponta.

Ele também alertou que, até a conclusão do projeto preliminar, a RKK Energia não liberaria mais detalhes sobre o projeto.

Particularmente, os funcionários RKK Energia, disseram que a relutância das suas lideranças em divulgar a nova espaçonave cresceu por conta do fiasco no projeto Kliper, amplamente divulgada na imprensa,mas que posteriormente foi  rejeitada pelo governo russo. (leia o Projeto CARONT)

Lopota revelou, no entanto, que apesar de uma semelhança superficial com a nave espacial Orion Americana, o veículo russo teria características distintas, refletindo especificidades da Rússia.

Foi uma dica clara sobre os foguetes sem o uso de um pára-quedas,  considerado para a nova espaçonave.

Em uma entrevista anterior à Rossiskaya Gazeta, Lopota salientou que a proposta de lançamento e de aterragem da nave espacial no território russo seria decisivo para determinar a sua concepção. ( 330 )  A propulsão por foguetes para a aterragem foi vista como a solução para o desafio técnico de controle do veículo em trechos estreitos de terra no sul da Rússia, que estariam ao alcance do veículo a  51,7 graus.

Por sua vez, a inclinação orbital era ditada pela posição geográfica do local de lançamento em Vostochny.

A RKK Energia teria cerca de sete anos para construir a nave espacial e, poucos dias depois do anúncio de 6 de abril, o chefe da Roskosmos, Anatoly Perminov foi citado como tendo dito que a primeira missão da nova nave será efetuada em 2017, ou um ano antes do período  citado anteriormente.

Este avanço “coincidiu com outra citação atribuída a Perminov de que a Rússia e  os EUA  estavam numa corrida “cabeça a cabeça “nos seus esforços de pouso lunar.

Para se preparar para o novo programa espacial tripulado, a RKK Energia está realizando a construção de um novo edifício  fábrica para a fabricação de veículos de reentrada.

A empresa também comprou forno a vapor de alta pressão conhecido como autoclave na Alemanha, com 15 metros de altura, seis metros de diâmetro, oq ual será empregado no desenvolvimento dos materiais de revestimento de veículos de reentrada com camadas de proteção térmica.

Adicionados à infra-estrutura existente, novas instalações de produção que permitiria a RKK Energia a fabricação de até 10 veículos de reentrada por ano, começando já em 2010.

Estas novas instalações de produção ajudariam a satisfazer uma demanda aumentada pela nave Soyuz no programa da ISS, mas também forneceria capacidades de produção para o futuro e os  maiores veículos de reentrada, cujo emprego de materiais composto será estendido.

Entretanto, os NITs centro de testes RKP (NIIKhIMash anterior) anunciou que a sua câmara VK600/300 na cidade de Peresvet seria a única instalação adequada para desenvolver os defletores térmicos e os testes de vácuo  em escala completa.

MAKS-2009

Em meados do verão de 2009, os funcionários da egência espacial russa decidiram romper seu silêncio sobre o projeto PPTS e resolveram apresentar a nave espacial  na ocasião da  MAKS, em agosto de 2009, junto com detalhes de um plano de exploração espacial desenvolvido pelo instituto de pesquisa  TsNIIMash.

Uma exposição conjunta de empresas subordinadas ao Roskosmos na MAKS-2009  forram revelados os modelos em escala da nave NP PTK e seus veículos de lançadores. A apresentação coincidiu com as  publicações de negócios entre as autoridades russas e a RKK Energia.

O modelo apresentado era o PTK reutilizável, e possuia corbeturas de  protecção térmica do módulo da tripulação, em vez do sistema tradicional ablativo.

Ironicamente, a decisão russa de empregar a proteção térmica estava ocorrendo ao mesmo tempo em que a NASA estava direcionando seus esforços para o sistema ablativo usado na  Apollo, e qeu equipará a sua próxima geração de naves, Orion, abandonando o sitema empregad o ao longo dos anos nos ônibus espaciais que se aposetarão em 2010.

O modelo também ostentou aletas aerodinâmicas móveis  na parte superior do módulo da tripulação, que poderiam ser usados para orientar a cápsula, logo que  esta alcançasse a  atmosfera.

A cápsula da tripulação teria ainda propulsores de combustão de oxigênio gasoso e do álcool etílico de manobra para além da atmosfera. ( 357 ) (357)

O chefe da RKK Energia, Vitaly Lopota também confirmou na MAKS-2009 que o  pouso assitido por foguetes com motores de propelente sólido é ainda considerado como uma forma de retornar à Terra  (351).

A nave terá sistemas de painéis solares fixos e rotativos combinado o uso de energia de forma mais   eficiente, equipado com uma nova geração de baterias de lítio  e sistema de controle de fornecimento de energia a nave possuirá um capacidade energética superior a da  Soyuz. ( 357 ) (357)

As Tradicionais antenas posicionadas na escotilha orbital aderam lugar à sensores compactos, provavelmente dando lugar a sensores a laser destinados a  guiar o veículo até a ancoragem. ( 356 )

A nave também poderia usar novos computadores de alta performance de controle de vôo capaz de receber e processar dados de navegação de uma rede de satélites GLONASS, juntamente com a informação de giroscópios de alta precisão e sensores ópticos.

Uma antena especial móvel na parte de trás do módulo de serviço permitirá que a espaçonave manter contato ininterrupto com o controle de terra através de retransmissão de dados via satélites.

A comunicação  entre a nave e a Terra seria consolidado pela transferencia de dados digitais seguros.

A cabine da tripulação seria equipado com telas de cristal líquido e de software personalizáveis. ( 357 ) (357)

Sumário

Atualmente o módulo Soyus é o principal meio de transporte de astronautas e cargas entre a terra e a estação orbital ISS, a nova geração de naves tripuláveis Russa está sendo desenvolvida para superar tecnologicamente estes seguros módulos que pretaram um inestimável e incontestável serviço ahumanidade em sua busca pela exploração espacial.

Tal como a indústria espacial Russa o programa espacial Russo renasceu e dá mostras reais de evolução, chama a atenção a velocidade como os programas tem sido redesenhados e reconsiderados mas que ainda sim os prazos são defendidos por suas autoridades.

Algo que pode ter passado desapercebido é o fato do uso militar da nova geraçãod e naves Russas o que chama a atenção pela emprego dúplo civil e militar dos veículos.

A aposta espacial Russa parece novamente desencadear a saudosa corrida espacial dos frenéticos anos 60 e à julgar pelo que a mídia tem apresentado Russos e Americanos se verão novamente na corrida pela conquista tecnológica e espacial tal como nos tempos de outrora…

Apêndice

Evolução das características técnicas e requisitos de missão para a AT / PTK nave NP (Julho 2008 – Agosto 2009):

	Baixa órbita da Terra, LEO (Julho 2008)	Baixa órbita lunar, LLO (Julho 2008)	Baixa órbita lunar, LLO (Junho 2008)	LEO (agosto 2009)
CARACTERÍSTICAS DE MASSA
Massa total da seção de carga com a nave espacial	12.700 kg	– —	– —
Massa total de lançamento espacial	12.000 kg	13.000 kg	16.400 kg	12.000 kg
Massa da cápsula de reentrada	7.000 kg	7.500 kg	8.600 kg	7.770 kg
Service module massServiço de massa do módulo	5.000 kg	5.500 kg	7.800 kg	4.230 kg
Torre de lançamento de fuga em massa	4.100 kg	– —	– —	– —
Carenagem de carga e massa anel adaptador	800 kg	– —	– —	– —
CAPACIDADES DE PROPULSÃO
Delta V da capacidade dos motores do módulo de serviço *	325 metros por segundo	– —	– —
Impulso do motor principal	até 6 kN	– —	– —
CAPACIDADES DE HABITAÇÃO
Número de tripulantes	até 6 pessoas	3 pessoas	4 pessoas	6 pessoas
volume livre habitável	– —	– —	9 metros cúbicos	Total de 18 metros cúbicos
Volume de equipamentos internos	– —	– —	~ 8 metros cúbicos
Volume por tripulante	– —	– —	1,8-2 metros cúbicos
REQUISITOS DE MISSÃO
Autónoma de vôo para chegar à ISS	até 5 dias	– —	– —
Duração da missão Autónoma	até 14 dias, provavelmente com uma tripulação reduzida	– —	– —
Duração da missão quando acoplado à estação	até 200 dias	– —	– —	365 dias
Veículo de Lançamento	Zenit, Ariane-5	– —	– —	Rus-M
Potenciais locais de lançamento	Vostochny, Kourou	– —	– —	Vostochny
Nominal de locais de desembarque	Casaquistão, Woomera (Austrália), Rússia	– —	– —
Locais de aterragem de emergência para a reentrada balística	possivelmente Woomera (Austrália)	– —	– —
Precisão de aterragem	– —	– —	– —	2 km

* Para as missões em órbita baixa da Terra, LEO

PPTS/PTK NP project chronology:

2009 Feb. 14-16: The Federal space agency, Roskosmos, accepts proposals from the industry for the development of the PPTS launch vehicle.

2009 March 16: Roskosmos representatives unseal proposals for the development of the PPTS launch vehicle.

2009 March 19: Roskosmos formally names TsSKB Progress a winner of the tender for the development of the launch vehicle for the next-generation spacecraft.

2009 March 30: Roskosmos officials unseal envelopes with proposals for the development of the PPTS system by RKK Energia and Khrunichev enterprise.

2009 April 6: RKK Energia is awarded a contract to develop the preliminary design of the PPTS system by June 2010.

2009 April 10: Roskosmos signs a contract with TsSKB Progress for the preliminary design phase, EP, of the development of the launch vehicle complex, RKK, for the Vostochny cosmodrome.

2009 August 18: RKK Energia demonstrates the first scale model of the PTK NP (PPTS) spacecraft at Moscow Air and Space Show, MAKS.

2009 Oct. 2: RKK Energia and Boeing company sign a memorandum of intent in Moscow for joint development of the common docking mechanism based on the APAS system for the next-generation spacecraft.

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Upcoming milestones in the PPTS project (as of 2009):

2010 June: A preliminary design of the PPTS spacecraft to be completed.

2010 September: A preliminary design of the Rus-M launch vehicle for the PPTS spacecraft to be completed.

2015: The Rus-M launch vehicle to fly its first unmanned test mission from Vostochny, carrying a cargo version of the PPTS spacecraft.

2018: The first manned launch of the PPTS spacecraft from Vostochny. (In 2009, the 2017 launch date was also quoted.).

Agradecimentos: Armando Rozário e Anatoly Zak

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