Lançamentos horizontais vs lançamentos verticais

No passado dia 13 de Abril, a Internet foi invadida por um vídeo de aparente ficção científica ao mostrar o baptismo de voo de um avião “estranho”: o Toc da Stratolaunch Systemas, o maior avião do mundo ao nível do comprimento de asa.

Surgem assim uma data de notícias sobre os lançamentos horizontais de satélites, uma vez que o avião em causa foi para esse efeito construído. Destacamos esta notícia do Público relativamente a essa questão:

Assim que esteja totalmente operacional, testado e certificado, o modelo da Stratolaunch vai transportar um foguetão carregado com um satélite. O facto de passar a ser possível colocar pequenos satélites no espaço através de aviões vai baixar o custo destas operações, uma vez que elimina a necessidade de plataformas de lançamento e de todos os equipamentos e infra-estruturas dispendiosos necessários para um lançamento tradicional de foguetões. Pode também ser uma vantagem no que toca a poupanças de combustível, já que o avião queimará menos combustível do que um foguetão tradicional quando sai da Terra.​


O mau tempo, um dos factores que leva ao cancelamento ou adiamento de um lançamento convencional, também deixa de ser um problema. Um avião pode simplesmente descolar e sobrevoar o mau tempo, ou deslocar-se para longe deste, e depois então lançar o satélite.​

in Público, O “maior” avião do mundo voou este sábado pela primeira vez, 13 de Abril de 2019

Relativamente ao negócio do lançamento de microssatélites, este tipo de lançamento afigura-se então mais competitivo e ambientalmente menos impactante que o lançamento tradicional, ou seja, o lançamento vertical.

A Virgin Orbit

A Virgin Orbit, do conhecido Richard Branson, é a empresa líder no formato de lançamento de satélites por avião, ao ter conseguido adaptar um Boeing 747-400 para esse efeito, o Launcher One, tendo recentemente anunciado acordo para se estabelecer na pequena (mas ainda assim cinco vezes maior que Santa Maria) ilha de Guam no Oceano Pacífico.

Segundo o comunicado de imprensa da Virgin Orbit:

Launching from Guam gives us easy access to every orbital inclination our customers need. With our air-launched system, we will fly out as any other airplane, move out to sea and release our rocket. Our minimal footprint coupled with Guam’s natural launch location results in a great match.

Para além desta localização remota, a Virgin conta ainda utilizar as seguintes instalações: Kennedy Space Center, na Florida, o Spaceport Cornwall no Reino Unido e o Aeroporto Taranto-Grottaglie em Itália.

Vídeo sobre o modo de funcionamento a partir do Launcher One da Virgin Orbit

Apesar desta tecnologia não ser nova, ganha agora nova relevância para o mercado dos micro-satélites, onde o preço e a disponibilidade para lançamento se tornam os factores competitivos mais decisivos. O Launcher One consegue transportar até 500kg de carga útil (payload) para o Espaço, exactamente o que é ambicionado para os lançamentos a partir de Santa Maria.

Apresenta também vantagens relativamente àquilo que promete ser uma gestão complicada do espaço aéreo face ao crescimento do número de lançamentos, como noticia o Washington Post.

Virgin Orbit não passou à 2ª fase

A Virgin Orbit foi uma das empresas que manifestou interesse no Atlantic ISLP lançado em Setembro de 2018 para lançamento de satélites a partir da Ilha de Santa Maria, mas, como se sabe, não passou à segunda fase. É por isso claro que os planos para Santa Maria, não passam por este método de lançamento, mas sim pela construção de “plataformas de lançamento e de todos os equipamentos e infra-estruturas dispendiosos necessários para um lançamento tradicional de foguetões” junto à Ponta de Malbusca. Por aqui se vê que, de facto, este concurso não só não contempla critérios ambientais, como apresenta critérios económicos muito questionáveis.

É indiscutível considerar que a solução de lançamento horizontal (chamado air launch) representaria a melhor relação custo-benefício para a Ilha. Far-se-ia uma excelente revitalização e aproveitamento das nossas infra-estruturas aeroportuárias sem os óbvios impactos ambientais e paisagísticos da solução de Malbusca, no seguimento do que deve ser uma política de desenvolvimento económico pela sustentabilidade ambiental tão apregoada pelo Governo Regional dos Açores. Para além disso, não causaria os constrangimentos ao tráfego aéreo e marítimo que prejudicam qualquer economia insular obviamente dependente dos transportes, bem como afetam a mobilidade e acessibilidade dos ilhéus, já de si impedida vários dias por ano por questões meteorológicas. Não esqueçamos também as ainda desconhecidas necessidades ao nível do abastecimento de água para os lançamentos a partir de Malbusca. Como sabemos, já vai sendo difícil conciliar as necessidades da lavoura e da população no período de Verão, não se perspectivando qualquer melhoria com o fenómeno das alterações climáticas. A avaliar pela planta da Rocket Lab em Mahia e a proposta da Deimos para Santa Maria (ver imagem abaixo), a necessidade de armazenamento de água não se justificará certamente com as necessidades de hidratação de 20 a 30 trabalhadores, mas sim com a forma de controlo de temperatura extrema e energia geradas aquando do lançamento – water delluge systems.

Planta do spaceport de Mahia na Nova Zelândia construído pela Rocket Lab
Proposta para lançamento em Malbusca da Elecnor Deimos + Orbex onde são visíveis 3 tanques de água no junto ao launch pad

O que diz o Eng. Luís Santos

Luís Santos no debate Sem Meias Palavras sobre os lançamentos horizontais

É preciso esclarecer também que, ao contrário do que diz Luís Santos, Engenheiro Electrotécnico sem qualquer estudo ou experiência nesta área, o veículo Electron não é movido a gás pressurizado, mas sim a querosene refinado, também conhecido por RP-1:

Tabela de especificação técnica para o Electron da Rocket Lab

RP-1 (a.k.a. Rocket Propellant-1 or Refined Petroleum-1) is a highly refined form of kerosene, used as rocket fuel. Although having a lower specific impulse than liquid hydrogen (LH2), it is cheaper, stable at room temperature, far less of an explosion hazard and far denser.
RP-1 is significantly more powerful than LH2 by volume, and has a fraction of the toxicity and carcinogenic hazards of hydrazine. Because of the low alkenes and aromatics, RP-1 is less toxic than various jet and diesel fuels, and far less toxic than gasoline.
RP-1 is most commonly burned with LOX (liquid oxygen) as the oxidizer, though other oxidizers have also been used.

Informação sobre Rocket Propellants – Island Pyrochemical Industries

Embora seja menos tóxico que o chamado jet fuel, temos que ter em conta que contem uma fração da toxicidade da hidrazina e das suas substâncias cancerígenas.

Ainda segundo Luís Santos, a descolagem de um avião polui mais que o lançamento vertical de um veículo com 13 toneladas. Ora segundo a especificação do veículo Electron da Rocket Lab, para a 1ª etapa do lançamento, o consumo de querosene é de 9,25 toneladas, sendo a grande maioria deste valor gasto na fase de lift-off pelo momento de impulso necessário, sendo que, consequentemente, as emissões do resultado da combustão recaem maioritariamente sobre o local de lançamento.

Comparativamente, o Boeing 747-400 gasta entre 1 a 2 toneladas de combustível na fase de rolagem e descolagem, dependendo da carga transportada.

Perfil de voo para o Electron da Rocket Lab

Foguetões a propeno (LPG)

Luís Santos é também muito explícito ao dizer que só foguetões a propeno (Liquefied Petroleum Gas) são compatíveis com o lançamento a partir de Malbusca. Óptimo, temos uma base de referência e podemos assumir que só esses veículos serão contemplados nas soluções apresentados no concurso público porque os restantes a RP-1 serão demasiado poluentes.

Dos lançadores conhecidos das empresas que passaram à 2ª fase, apenas o Prime da Orbex cumpre estes requisitos, aliás, foi nesse veículo que a Deimos Engenharia baseou a viabilidade do spaceport de Malbusca que impulsionou a criação do Atlantic ISLP.

Ainda está a ser desenvolvido, mas o Prime terá cerca de 17 metros de altura, com dois andares, transportará cargas de até 200 quilos e, como dizem a Deimos Engenharia e a Orbex, poderia descolar tanto da Escócia como dos Açores. Está a considerar-se, segundo Nuno Ávila, fazer o primeiro voo deste foguetão daqui a três ou quatro anos – ou seja, lá para 2021 ou 2022. “Usa combustível líquido, fácil de transportar e compatível com o ambiente pristino dos Açores”, assinala ainda o sumário, acrescentando que neste estudo considerou-se uma variedade de aspectos ambientais, como as espécies protegidas, a contaminação, a água ou áreas geológicas protegidas, “e todas as conclusões foram positivas”.

in Público, Ilha de Santa Maria confirmada como bom local para lançar foguetões na Europa, 21 de Julho de 2018

Actualmente, do veículo em causa, o Prime, ainda se conhece apenas a etapa 2 do lançador, anunciada com pompa e circunstância a 8 de Fevereiro em Forres, Escócia, onde também inauguraram as instalações para o fabrico do mesmo, centro de operações e escritórios, criando cerca de 130 postos de trabalho na área. Não se conhecem ainda os detalhes da etapa 1 – como se viu acima, a que consome a grande maioria do combustível – que impacta a zona de lançamento e intriga a comunidade científica quanto à sua exequibilidade a gás pressurizado (ou propeno).

Ficamos então a aguardar os detalhes técnicos dos lançadores, como é requerido nos documentos de especificação da 2ª fase do concurso público anunciado este mês, para saber se o crivo de impacto ambiental se mantém restrito aos lançadores “verdes” que, diz o engenheiro, funcionam como o bico do fogão lá de casa. Enquanto isso, acompanharemos os últimos desenvolvimentos da indústria aeroespacial para, como é nosso objectivo, continuar a produzir informação fundamentada sobre este assunto que, certamente desprovida de qualquer interesse pessoal, tanta paixão pelo futuro da Ilha e iniciativa política fez brotar em alguns dos seus residentes.

2 pensamentos sobre “Lançamentos horizontais vs lançamentos verticais

    1. Portugal has a lot of examples of building unnecessary infrastructures to apply for EU funds and benefit big construction companies – stadiums for Euro2004, Beja’s airport and a lot of roads. Maybe that’s the case… It may not matter if it’s profitable or not, as long as the right pockets are filled.

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