Como funciona o foguete espacial mais poderoso do mundo [ilustração]

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A empresa estadunidense de tecnologia espacial SpaceX está trabalhando para o primeiro lançamento do Falcon Heavy, o foguete mais poderoso já criado pelo homem. Este verdadeiro monstro de metal apresenta soluções bem interessantes para alcançar o espaço.

Ele ainda não foi lançado, mas sua capacidade impressiona. Até hoje, o Falcon Heavy é o foguete espacial com maior quantidade operacional já criado, capaz de carregar 53 toneladas para a órbita terrestre baixa (LEO) e 12 toneladas para órbita geoestacionária (GTO).

Sua capacidade total de impulsão no nível do mar é ainda mais impressionante: 1,7 milhão de quilogramas, e tudo isso em uma máquina de respeito com 69,2 metros de altura. Os valores de um lançamento variam entre US$ 83 milhões (cerca de R$ 170 milhões) e US$ 128 milhões (aproximadamente R$ 260 milhões). Mas tem desconto para quem comprar um pacote com múltiplos lançamentos.

Motores potentes

Um dos destaques do Falcon Heavy está no conjunto de motores que dá a ele a capacidade de alcançar alturas espaciais sem grandes problemas. Cada um dos três núcleos do foguete é composto por nove motores Merlin D1, também fabricados pela SpaceX. Apesar de pequenos (comparado ao tamanho do restante da espaçonave, é claro), esses equipamentos são superpotentes.

Cada um deles é capaz de gerar uma força absurda de cerca de 65 toneladas. Como ao todo o foguete conta com 27 Merlin D1 instalados em sua base, isso tudo resulta na força de impulsão incrível de 1,7 milhão de quilogramas quando o veículo espacial dispara da altura do nível do mar.

Para se ter uma ideia: no lançamento, a força alcançada é equivalente a de 15 aviões Boeing 747 em força máxima.

(Fonte da imagem: Divulgação/SpaceX)

Combustível líquido: maior eficiência

Os Merlin D1 que levam o Falcon Heavy para o espaço são alimentados por dois combustíveis líquidos, querosene e oxigênio líquido. Ambos são levados até os motores por uma bomba turbinada, entrando em contato com a chama de combustão e fazendo todo o serviço.

O fato de usar combustível líquido é uma das vantagens deste foguete, pois, ao contrário do que ocorre com combustíveis sólidos, os motores movidos a líquido podem ser desligados e religados durante o voo.

Por razões óbvias, a Space X revela poucas informações sobre os métodos usados no desenvolvimento dos equipamentos que compõem o Falcon Heavy. O que se sabe, de fato, é que estes motores apresentam a melhor eficiência energética entre os seus pares.

Três núcleos

O Falcon Heavy é composto por três núcleos em seu primeiro estágio, um central e dois laterais. Esses núcleos são ligados entre si e a alimentação do veículo é feita de forma cruzada, pois o combustível presente nos tanques laterais é enviado para o centro. Assim, o tanque presente no núcleo central permanece praticamente cheio para alcançar novas alturas após as laterais se desacoplarem e caírem sobre o oceano.

Carenagem e carga

O segundo estágio do foguete, acoplado ao núcleo central, conta com um único motor Merlin 1D modificado para funcionar no vácuo do espaço, que pode ser desligado e religado várias vezes para entregar mais de uma carga no espaço. É ele quem realiza o estouro para despejar uma carga em órbita e ele tem capacidade para até 53 toneladas.

Além desse compartimento, uma cápsula Dragon também está presente no Falcon Heavy. Este equipamento é um veículo espacial reutilizável de voo livre desenvolvido originalmente pela SpaceX para um programa da Nasa. Ela também é usada para transporte de carga e suporta até 6 toneladas para órbitas LTO e 3 toneladas para órbitas GTO.

Elon Musk, fundado da SpaceX, ao lado de um núcleo do Falcon Heavy. (Fonte da imagem: Divulgação/SpaceX)

Programação de lançamento

O Falcon Heavy ainda não foi lançado nenhuma vez, o que deve acontecer pela primeira vez apenas em 2015. Quando isso acontecer, deve ocorrer seguindo mais ou menos o seguinte cronograma:

Antes do lançamento

3h
O foguete está pronto na base de lançamento no Cabo Canaveral e os engenheiros programam a decolagem.

10min30s
A contagem regressiva é iniciada e todas próximas ações foram decididas previamente. Apesar disso, o Controlador de Missão pode abortar o processo a qualquer momento.

2min30s
O diretor de lançamento emite o comando final para o lançamento.

40s
Os tanques de propelente são pressurizados.

3s
É dada a ignição nos motores do primeiro estágio, na base do foguete.

0s
O computador de bordo dá o comando para a liberação da plataforma e a decolagem acontece.

Depois do lançamento

1min25s
Pico de tensão mecânica: o foguete atinge a máxima pressão aerodinâmica.

2min45s
Com a queima de combustível, o foguete se torna mais leve e o motor central pode desacelerar.

3min
Os núcleos laterais são desacoplados e caem no oceano; no núcleo central, o conjunto dos motores permanece queimando por cerca de 30 segundos.

3min30s
O núcleo do segundo estágio, a parte superior do foguete, separa-se do que sobrou do primeiro estágio. É dada a ignição no motor único presente nessa parte e ela segue rumo à órbita.

10-20min
Quando alcança a órbita desejada, as duas metades da cápsula se abrem e caem. Ao alcançarem a posição desejada, a carga se separa completamente do segundo estágio. Eventualmente, todas as partes que não são carga podem voltar à Terra.