O Motivo do VLNS

Essa semana fui questionado por um colega que atualmente vive no Panamá acerca do objetivo de tal empreitada. Por um momento deixei a paixão de lado e tentei responder de forma mais objetiva e sóbria possível. Por que desenvolver um foguete capas de colocar “apenas” 10kg em orbita? Bem, a resposta fluiu de forma simples e coerente.

Inicialmente, um lançador de satélites com capacidade de satelização de 10kg em orbita baixa (em torno de 300km) apresenta um baixo custo de desenvolvimento. Se formos considerar o custo para desenvolver um foguete do porte do nosso VLS, ou até mesmo um Falcon 1, facilmente ultrapassamos a casa das dezenas de milhões de dólares, chegando, em muitos casos facilmente às centenas. Isso pois estamos não somente falando de um motor, mas sim um foguete, somado a um complexo de testes e lançamentos inteiro.

Outro ponto positivo está na carga útil. O mercado de lançadores, atualmente carece de foguetes de baixo custo e/ou baixa carga útil. Há uma explosão de satélites com menos de 10kg desenvolvidos por universidades ou até mesmo iniciativas privadas. Com a redução do tamanho dos componentes eletrônicos, eficiência de sub-sistemas (como a de geração elétrica por exemplo), é comum ver satélites com massas variando de 1 a 10kg. Esses satélites também possuem a necessidade de orbitas específicas. Dessa forma, a utilização de lançadores de grande porte (acima de 100kg em LEO) torna-se critica. Isso se deve principalmente a dois motivos convergentes.

O primeiro é a necessidade de espera. Para um foguete ser lançado, há um custo fixo que envolve o preço do lançador e sua missão de lançamento. Dessa forma, lançar um único satélite com 10kg em um Falcon 1 seria perda de dinheiro e tempo, pois o restante da carga útil deverá ser preenchida com um lastro. O segundo motivo esta na solução do primeiro. Há a necessidade de lançar satélites suficientes para atingir uma massa mínima de carga útil. Isso diminuiria os custos, mas amarra a orbita e o tempo necessário para lançamentos no sentido de completar a carga.

Por fim, o ponto positivo maior esta no quesito custo. Um lançador de pequeno porto terá, por conseqüência, motores de empuxo reduzido. Isso liga diretamente o custo final, pois para testar um motor de 2 e 3 estagio do porto do VLNS, bastaria um foguete de pequeno porte, facilmente lançado de encontro de espaço-modelismo. Assim, o custo de desenvolvimento se diluiria facilmente, garantindo precauções adicionais para eficiência e controle de risco dos motores.

Bem, como eu disse, tentei ser o mais parcial possível. Mas não há como ser completamente. Me diga, há como desenvolver um projeto deste porte sem ao menos um pouco de paixao?

Motores Foguete a Propelente Líquido L500v e L300

Depois de muito tempo, volto a publicar algo no blog. Durante todo esse tempo, a idéia do veiculo lançador de Nano-Satelites cresceu. Foi até pensado em próximas versões. Também seu sistema de controle de atitude começou a ser desenvolvido. Não é uma tarefa fácil, mas seus resultados são muito compensadores.

Para futuros testes, o motor do ultimo estagio do VLNS, correspondendo a cerca de 500N de empuxo no vácuo, ganhará uma versão para testes ao nível do mar e futuramente será lançado com o objetivo de por em pratica o sistema de controle, qualificando não somente o propulsor, mas também o sistema de guiamento embarcado.

Como o principal componente a ser desenvolvido para dar continuidade às pesquisas é a bancada de teste, a mesma encontra-se em fase de desenvolvimento. Já foram adquiridas duas válvulas de controle de pressão e atualmente estão sendo feito os tanques de combustível e de oxidante para a bancada. Apenas aproveitando a deixa, provavelmente será incluído nesta primeira leva de componentes, os tanques para vôo do foguete acima descrito.

A principal diferença entre o propulsor L500v e o L300 será na razão de expansão. Com uma expansão maior, seu impulso específico também será algo consideravelmente elevado, permitindo um grande incremento de velocidade para o ultimo estagio do veiculo satelizador. O projeto inicial prevê uma razão de expansão de área de 150 para o modelo L500V, sendo que o modelo para atmosfera baixa (L300) apresentara uma razão entre área de 6.

Este último valor para o modelo L300 apresentará uma pressão de saída ligeiramente menor que a atmosférica. Entretanto como o fim de queima será em uma região com cerca de 0,25bar, o motor em questão estará sub-expandido, permitindo assim aproveitar ao máximo do desempenho do mesmo.

Em Breve colocarei algumas fotos e desenhos do mesmo.