Explicado: por que o foguete GSLV Mk-III do Chandrayaan-2 desenvolveu uma falha

Lançamento do Chandrayaan-2 hoje: a ISRO pretende usar o foguete, um produto de mais de três décadas de pesquisa e desenvolvimento, para todas as futuras missões de exploração do espaço profundo, incluindo Gaganyaan, a primeira missão humana da Índia, programada para ser lançada antes de 2022.

O Veículo de Lançamento de Satélites Geossíncronos (GSLV) MkIII da Organização de Pesquisa Espacial Indiana (ISRO) transportando Chandrayaan-2 está no Centro Espacial Satish Dhawan depois que a missão foi abortada no último minuto em Sriharikota.

O lançamento do Chandrayaan -2, a primeira tentativa da Índia de pousar uma espaçonave na Lua, foi abortado a menos de uma hora da decolagem na segunda-feira de manhã, depois que cientistas detectaram uma falha técnica no sistema do veículo de lançamento. O veículo da missão era um foguete GSLV Mk-III, uma aquisição relativamente nova que é crítica para as missões futuras da ISRO.

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O que torna o novo foguete crucial?

A ISRO pretende usar o foguete, um produto de mais de três décadas de pesquisa e desenvolvimento, para todas as futuras missões de exploração do espaço profundo, incluindo Gaganyaan, a primeira missão humana da Índia, programada para ser lançada antes de 2022. O veículo, que pode lançar satélites comerciais mais pesados , também é projetado para ser um grande gerador de receita para ISRO.

No entanto, o esteio dos lançamentos da ISRO nas últimas três décadas foi o Polar Satellite Launch Vehicle (PSLV), um foguete que falhou em apenas dois de seus 48 lançamentos desde o início de 1990. Chandrayaan-1 e Mangalyaan também foram lançados pelo PSLV.

Por que o PSLV não foi usado para Chandrayaan- dois?

O PSLV tem suas limitações. Não tem energia suficiente para transportar satélites mais pesados ​​ou para ir mais fundo no espaço. O PSLV pode entregar uma carga útil de cerca de 1750 kg para baixar as órbitas da Terra, até uma altitude de 600 km da superfície da Terra. Ele pode ir algumas centenas de quilômetros mais alto na Órbita de Transferência Geoestacionária (GTO), mas apenas com uma carga útil reduzida. Chandrayaan-1 pesava 1.380 kg, enquanto Mangalyaan tinha uma massa de decolagem de 1.337 kg.

Muitos dos satélites comerciais comuns usados ​​para sensoriamento remoto, transmissão ou navegação estão bem abaixo de 1.500 kg e precisam ser colocados em órbitas baixas da Terra. O PSLV provou ser um veículo ideal para fazer isso - para satélites comerciais indianos e estrangeiros.

No entanto, existem satélites que são muito mais pesados ​​- na faixa de 4.000 a 6.000 kg ou mais - e precisam ser colocados em órbitas geoestacionárias a mais de 30.000 km da Terra. Os foguetes que carregam esses satélites massivos precisam ter muito mais potência.

Construído como o foguete para o futuro, como ISRO visa colocar cargas úteis cada vez maiores e sondar mais fundo no espaço, GSLV Mk-III tem uma história interessante e uma história de três décadas de trabalho árduo em domar a tecnologia criogênica. (Fonte: ISRO)

E os foguetes GSLV têm esse poder?

Os foguetes GSLV (Geosynchronous Satellite Launch Vehicle) usam um combustível diferente e têm um empuxo muito maior do que o PSLV. Eles podem, portanto, carregar cargas úteis mais pesadas e viajar mais fundo no espaço. Chandrayaan-2, por exemplo, tinha uma massa total próxima a 4.000 kg.

Entre os foguetes GSLV da ISRO, o GSLV Mk-III é o mais recente e poderoso. Ele teve dois voos bem-sucedidos até agora - transportou e implantou o satélite de comunicação GSAT-19 em 5 de junho de 2017 e, em seguida, o satélite de comunicação GSAT-29 em 14 de novembro do ano passado. Teve um voo experimental em 2014.

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O GSLV Mk-III é movido por um motor de núcleo líquido, tem dois amplificadores sólidos que são usados ​​para fornecer o impulso massivo necessário durante a decolagem e um motor criogênico no estágio superior.

O que é um motor criogênico?

Criogenia é a ciência relacionada ao comportamento dos materiais em temperaturas muito baixas. A tecnologia criogênica é um desafio para dominar, mas essencial para um foguete como o GSLV Mk-III. Entre todos os combustíveis para foguetes, o hidrogênio é conhecido por fornecer o maior impulso. Mas o hidrogênio em sua forma gasosa natural é difícil de manusear e, portanto, não é usado em motores normais de foguetes como o PSLV. O hidrogênio pode ser usado na forma líquida, mas se torna líquido a uma temperatura muito baixa - quase 250 ° C abaixo de zero. Para queimar esse combustível, o oxigênio também precisa estar na forma líquida, e isso acontece a cerca de 90 ° C abaixo de zero. Criar uma atmosfera de baixas temperaturas no foguete é difícil - cria problemas para outros materiais.

Espectadores partem depois que a missão Chandrayaan-2 foi abortada em Sriharikota (AP)

Quando e como a Índia avançou nessa tecnologia?

O desenvolvimento do GSLV Mk-III é a história de três décadas de trabalho árduo em tecnologia criogênica. A tecnologia foi negada à Índia pelos Estados Unidos no início dos anos 1990, forçando-a a ir para a indigenização.

A ISRO planejou o desenvolvimento de um motor criogênico em meados da década de 1980, quando apenas um punhado de países - os EUA, a antiga URSS, a França e o Japão - possuíam essa tecnologia. Para acelerar o desenvolvimento de veículos de lançamento de próxima geração - o programa GSLV já havia sido imaginado - a ISRO decidiu importar alguns desses motores. Ele manteve discussões com o Japão, os Estados Unidos e a França antes de se decidir pelos motores russos. Em 1991, a ISRO e a agência espacial russa Glavkosmos assinaram um acordo para o fornecimento de dois desses motores junto com a transferência de tecnologia, para que cientistas indianos pudessem construí-los no futuro.

No entanto, os EUA, que haviam perdido o contrato do motor, se opuseram à venda da Rússia, citando disposições do Regime de Controle de Tecnologia de Mísseis (MTCR), do qual nem a Índia nem a Rússia eram membros. O MTCR visa controlar a proliferação da tecnologia de mísseis. A Rússia, ainda se recuperando do colapso da URSS, sucumbiu à pressão dos EUA e cancelou o negócio em 1993. Em um arranjo alternativo, a Rússia foi autorizada a vender sete, em vez dos dois originais, motores criogênicos, mas não conseguiu transferir a tecnologia Para a Índia. Esses motores russos foram usados ​​nos voos iniciais dos GSLVs de primeira e segunda geração (Mk-I e Mk-II). O último deles foi usado no lançamento do INSAT-4CR em setembro de 2007.

Depois que o acordo original com a Rússia foi cancelado, a ISRO começou a desenvolver sua própria tecnologia criogênica no Liquid Propulsion Systems Center em Thiruvananthapuram. Demorou mais de uma década para construir os motores. Em 2010, dois lançamentos de foguetes GSLV de segunda geração, um com motor russo e outro desenvolvido no país, terminaram em falhas.

O grande sucesso veio em dezembro de 2014, com o voo experimental da terceira geração (Mk-III) GSLV, contendo um motor criogênico nativo. Esta missão também carregou uma carga útil de reentrada experimental que ejetou após atingir uma altura de 126 km e pousou em segurança na Baía de Bengala.

Seguiram-se mais dois lançamentos bem-sucedidos do GSLV Mk-III. Chandrayaan-2 foi seu maior e mais aguardado lançamento.

Então, o que deu errado?

A ISRO ainda não forneceu a natureza ou os detalhes da falha técnica no foguete. A falha foi observada após a conclusão de cada operação importante. Uma das últimas tarefas antes do lançamento é o carregamento do combustível criogênico, hidrogênio e oxigênio. Isso foi concluído cerca de meia hora antes da contagem regressiva ser interrompida na manhã de segunda-feira. Uma avaliação da gravidade do problema pode levar vários dias.

Quão grande é esse revés?

O impacto imediato está na programação do Chandrayaan-2. A ISRO disse que a janela de oportunidade atual para lançar o Chandrayaan-2 estava disponível apenas entre 9 e 16 de julho. Essa oportunidade agora parece ter sido perdida. Isso poderia atrasar a missão por vários meses. O ISRO não disse quando a próxima janela de oportunidade será aberta.

Até que a ISRO torne pública sua avaliação do problema, não é possível prever o impacto em missões futuras, notadamente em Gaganyaan, que tem um prazo apertado.

No entanto, as falhas de lançamento espacial não são incomuns. As missões lunares, em particular, tiveram alta taxa de falha. Até 52 por cento de todas as missões lunares não tiveram sucesso, sendo a mais recente o caso do Beresheet Lander israelense, que desenvolveu problemas depois de entrar na órbita lunar e pousar na superfície lunar.

Tecnicamente, Chandrayaan-2 não falhou. A missão foi abortada antes de ser lançada depois que um problema foi detectado.

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