Falcon 9 Block 5

Falcon 9 Block 5

Falcon 9 em suas duas configurações, com uma nave Dragon 2 à esquerda e uma coifa de carga útil à direita
Função Veículo de lançamento médio
Fabricante SpaceX
País de origem Estados Unidos
Custo por lançamento US$ 69,75 milhões em 2024
Dimensões
Altura 69,8 m com coifa de carga útil
65,7 m com Dragon 2
Diâmetro 3,7 m
Massa 549.000 kg
Estágios 2
Capacidade de carga
Órbita terrestre baixa, inclinação de 28,5°
Massa Sem recuperação do primeiro estágio, 22.800 kg
Com recuperação do primeiro estágio, 18.500 kg
Órbita de transferência geoestacionária, inclinação de 27°
Massa Sem recuperação do primeiro estágio, 8.300 kg
Com recuperação do primeiro estágio, 5.500 kg
Trajetória de transferência para Marte
Massa 4.000 kg
Foguetes relacionados
Família Falcon 9
Derivado do Falcon 9 Full Thrust
Comparáveis Ariane 5
Atlas V
Longa Marcha 3B/E
Proton-M
Lançamentos e pousos até 6 de setembro de 2026
Situação Em operação
Locais de lançamento Cabo Canaveral, SLC-40
Kennedy, LC-39A
Vandenberg, SLC-4 e SLC-6, este último previsto
Total de lançamentos 629
Sucessos 628
Falhas 1, na missão do grupo 9-3 da Starlink
Pousos 631 em 637 tentativas
Primeiro lançamento 11 de maio de 2018, Bangabandhu-1
Lançamento mais recente 6 de setembro de 2026
Cargas transportadas SpaceX Dragon
Starlink
OneWeb
Iridium NEXT
Transporter e Bandwagon
DART
Euclid
Galileo
GPS Block IIIA
IXPE
KPLO
Nova-C
PACE
Hera
WorldView Legion
O3b mPOWER
SPHEREx
PUNCH
IMAP
CGO
Primeiro estágio
Comprimento 41,2 m
Motores 9 × Merlin 1D
Empuxo 7.600 kN
Propelentes Oxigênio líquido e RP-1
Segundo estágio, versão padrão
Comprimento 13,8 m
Motor 1 × Merlin 1D Vacuum
Empuxo 934 kN
Propelentes Oxigênio líquido e RP-1
Segundo estágio, versão com tubeira curta
Comprimento 13,6 m
Motor 1 × Merlin 1D Vacuum
Empuxo 840 kN
Propelentes Oxigênio líquido e RP-1

O Falcon 9 Block 5 é um veículo de lançamento médio parcialmente reutilizável, que usa dois estágios para atingir a órbita. Projetado e fabricado nos Estados Unidos pela SpaceX, tem certificação para voos espaciais tripulados. É a quinta versão da família Falcon 9 e a terceira do Falcon 9 Full Thrust. Seus motores Merlin 1D usam querosene para foguetes, o RP-1, e oxigênio líquido, ou LOX.

As principais mudanças do Block 3, a versão original do Falcon 9 Full Thrust, para o Block 5 são os motores de maior empuxo e as melhorias nas pernas de pouso. Outras pequenas alterações simplificaram a recuperação e a reutilização dos primeiros estágios e das metades da coifa, além de aumentar o ritmo de produção. Cada primeiro estágio do Block 5 foi projetado para realizar dez voos com apenas pequenos serviços de manutenção entre os lançamentos, com a possibilidade de chegar a 100 voos mediante reformas periódicas. As metades da coifa já foram recuperadas e reutilizadas muitas vezes.

Em 2018, o Block 5 substituiu o Block 4, uma versão de transição. O voo inaugural do Block 5 lançou o satélite Bangabandhu-1 em 11 de maio de 2018. A missão CRS-15, em 29 de junho de 2018, foi a última lançada por um foguete Block 4, completando a transição para uma frota composta apenas por foguetes Block 5.

Visão geral

As alterações no projeto do Block 5 atenderam principalmente às exigências do Programa de Tripulações Comerciais da NASA e do National Security Space Launch. Elas melhoraram o desempenho e a fabricação do foguete e ampliaram as margens para atender a clientes mais exigentes.

Em abril de 2017, Elon Musk, diretor executivo da SpaceX, afirmou que os motores do Block 5 teriam de 7% a 8% mais empuxo, passando de aproximadamente 783 kN para 845 kN por motor. O Block 5 tem um sistema de controle de voo aperfeiçoado, que ajusta o ângulo de ataque durante a descida para reduzir o consumo de combustível no pouso.

Para suportar a reutilização repetida, o projeto prevê os seguintes recursos e metas.

Outras mudanças reduzem o tempo de preparação entre os voos.

Aperfeiçoamentos

Desde a estreia do Block 5, a SpaceX aperfeiçoou seu projeto, os processos de fabricação e os procedimentos operacionais. Os primeiros estágios fabricados mais recentemente também são mais fáceis de preparar para o voo. Por isso, a empresa prefere aposentar os mais antigos, destinando-os, quando possível, a missões sem recuperação.

Uma válvula de alívio de pressão foi acrescentada ao sistema hidráulico das aletas de manobra após um travamento que causou uma falha de pouso em 2018. Depois que um primeiro estágio sofreu danos no mar em 2022, boa parte da frota recebeu pernas de pouso autonivelantes. Elas permitem prender o estágio corretamente ao Octograbber mesmo quando as condições do mar não são ideais.

Para melhorar o desempenho do foguete, a SpaceX ajustou a regulagem do empuxo e os instantes de separação dos estágios.

COPV 2.0

Os primeiros voos do Block 5 usaram o projeto original dos COPVs e as medidas operacionais já adotadas para reduzir os riscos. Os tanques COPV 2.0 foram usados inicialmente apenas no estágio superior. Seu primeiro voo foi na missão Es'hail 2, em 15 de novembro de 2018, e o segundo na missão CRS-16, em 5 de dezembro de 2018.

O B1054 foi o primeiro estágio a receber os COPV 2.0. Ele lançou o GPS III SV01 em 23 de dezembro de 2018. Essa foi a primeira missão a usar os COPV 2.0 nos dois estágios.

Kits para prolongar a missão

Na missão SpaceX CRS-18, o segundo estágio padrão recebeu um kit para prolongar a duração do voo. O kit acrescentou uma faixa de pintura escura para controle térmico, COPVs extras para controle da pressurização e uma quantidade adicional do fluido de ignição TEA-TEB. Essas alterações permitem que o segundo estágio opere por horas após o lançamento, tempo necessário para inserir cargas úteis diretamente em órbitas geossíncronas ou de alta energia. Os kits Medium Coast e Long Coast são escolhidos em função dos requisitos da missão. Eles diferem na quantidade de recipientes de hélio para pressurização, nas baterias adicionais e em outros equipamentos que mantêm o propelente e os sistemas do estágio em condições de operação pelo tempo necessário.

Segundo estágio com tubeira curta

A missão Transporter-7 foi a primeira a usar um segundo estágio com uma extensão de tubeira mais curta no motor Merlin 1D Vacuum, projetada para acelerar a produção e reduzir custos. O segundo estágio do Falcon 9 é descartado após o uso. Essa variante reduz o empuxo em 10% e o consumo de material em 75%, sobretudo de nióbio, um metal raro. Com isso, a SpaceX pode triplicar a frequência de lançamentos usando a mesma quantidade desse material. A tubeira curta é usada apenas em missões com menores exigências de desempenho.

Certificação para voos tripulados

Na década de 2010, os processos de certificação da NASA exigiam sete voos de um veículo de lançamento sem alterações substanciais no projeto antes que ele pudesse ser certificado para voos espaciais tripulados e autorizado a transportar astronautas da agência.

O Block 5 transportou astronautas pela primeira vez em 30 de maio de 2020, na missão Crew Dragon Demo-2, contratada pela NASA. Foi o primeiro voo orbital tripulado lançado dos Estados Unidos desde a última missão do ônibus espacial, em 2011, e o primeiro operado por uma empresa comercial.

Especificações

A tabela apresenta as especificações e características dos dois estágios.

Característica Primeiro estágio Segundo estágio
Altura 42,6 m 12,6 m
Diâmetro 3,7 m 3,7 m
Massa vazia 22.200 kg 4.000 kg
Massa total 433.100 kg 111.500 kg
Tipo de estrutura Tanque de LOX em monocoque
Tanque de combustível com revestimento e reforços longitudinais		 Tanque de LOX em monocoque
Tanque de combustível com revestimento e reforços longitudinais
Material da estrutura Revestimento de liga de alumínio-lítio e cúpulas de alumínio
Motores 9 × Merlin 1D 1 × Merlin 1D Vacuum
Tipo de motor Propelentes líquidos, ciclo gerador de gás
Combustível Querosene RP-1
Oxidante Oxigênio líquido sub-resfriado, LOX Oxigênio líquido, LOX
Capacidade do tanque de LOX 287.400 kg 75.200 kg
Capacidade do tanque de RP-1 123.500 kg 32.300 kg
Tubeira do motor Articulada, com razão de expansão de 16:1 Articulada, com razão de expansão de 165:1
Empuxo total 7.607 kN 934 kN
Sistema de alimentação de propelentes Turbobomba
Faixa de regulagem do empuxo De 845 a 482 kN De 930 a 360 kN
Capacidade de reignição Sim, com apenas três motores nas queimas de retorno, reentrada e pouso Sim, com dois sistemas redundantes de ignição pirofórica por trietilalumínio, TEA, e trietilborano, TEB
Pressurização dos tanques Hélio aquecido
Controle de atitude na subida, arfagem e guinada Motores articulados Motor articulado e propulsores a gás nitrogênio
Controle de atitude na subida, rolagem Motor articulado Propulsores a gás nitrogênio
Controle de atitude no voo sem propulsão e na descida Propulsores a gás nitrogênio e aletas de manobra em grade Propulsores a gás nitrogênio
Desligamento Por comando

Galeria

Ver também

Notas e referências

Notas

  1. ↑ 63,7 m com a Dragon 1.
  2. ↑ Desintegração do motor do segundo estágio.
  3. ↑ Inclui o uso como foguete auxiliar lateral.
  4. ↑ Na configuração descartável, o Falcon 9 tem capacidade teórica de carga equivalente à de um veículo de lançamento pesado.
  5. ↑ Sem propelentes.
  6. ↑ Com propelentes.

Referências

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Ligações externas