Qual o motivo desses cancelamentos da SpaceX?

Hoje, 20:36 hora de Brasília (eu acho) a SpaceX vai tentar lançar um Falcon 9 levando o satélite SES-9. Será a 5ª tentativa, as outras quatro foram dias 24, 25, 28 e 29 de fevereiro. A do dia 28 foi mal-sucedida por causa de um barco que invadiu a área restrita, mas no final todas as 4 tentativas fracassadas tiveram o mesmo motivo: combustível.

O último lançamento abortado aliás foi bem legal, foi a 3ª vez que um Falcon 9 é desligado depois dos motores ligados, veja:

SciNews — SpaceX Falcon 9 aborted launch, 29 February 2016

No caso o software de vôo detectou baixa pressão na mistura combustível/oxidante, e automaticamente desligou tudo. Como o Falcon 9 fica preso com travas e só é liberado quando tudo está funcionando 100% não havia risco de ele cair.

Fica a questão: que diabos há com o combustível? Elon Musk está abastecendo em posto pirata? Falta aditivo? Para entender isso temos que começar pelo foguete. O Falcon 9 hoje é um bicho bem diferente do original. Foram 3 versões:

• Falcon 9 1.0
• Falcon 9 1.1
• Falcon 9 Full Thrust

O Falcon 9 original tinha 53 metros de altura, massa total de 318 toneladas e força de propulsão de 3.807 quilonewtons. Já o Falcon 9 Full Thrust tem 70 metros de altura, 541 toneladas e propulsão de 6.804 quilonewtons.

Esse aumento de potência e espaço para combustível significa que enquanto o Falcon 9 1.0 conseguia colocar em órbita baixa 9 toneladas e em órbita geoestacionária 3,4 toneladas; o Falcon 9 Full Thrust consegue carregar 13,1 e 5,3 toneladas, respectivamente.

O Falcon 9 1.1 conseguia 4,8 toneladas em órbita baixa. Como a SpaceX aumentou isso para 5,3 t?

Primeiro, os motores. O Merlin 1D está em sua encarnação mais avançada, conseguindo funcionar a 100% de potência. Segundo, a SpaceX começou a trabalhar com combustível hiperfrio. O que Elon Musk está fazendo é o mesmo que todo motorista esperto faz quando espera um dia bem frio para abastecer, pois com o frio o combustível estará mais denso e assim caberá mais no tanque.

O RP-1, uma espécie de querosene que é o combustível básico da SpaceX era abastecido a 20 ºC, já o oxigênio líquido era, bem… frio, Uns – 180 ºC. No foguete novo o RP-1 entra a – 7 ºC e o oxigênio a – 207º C, quase no ponto de congelamento.

Isso significa mais combustível, mais propelente e que assim o Falcon 9 conseguirá colocar em órbita o SES-9, um satélite monstruoso de 5,7 toneladas (sim, aparentemente o Falcon 9 tem uma boa folga nas especificações). O lado ruim é que é um inferno lidar com material criogênico.

Coisas muito frias (menos aquela sua ex) tendem a esquentar. Quando o oxigênio começa a evaporar a pressão aumenta e ele precisa escapar do tanque, senão a pressão interna começa a aumentar e o foguete explode. A eliminação desse excesso de pressão é que forma as nuvens de “vapor” que vemos nos foguetes prestes a ser lançados:

Esse processo não pode durar muito tempo, isso é oxidante perdido, o ideal é que o abastecimento termine logo antes do lançamento, mas no caso dos combustíveis criogênicos, essa janela é muito pequena. Nos dois primeiros lançamentos a SpaceX abasteceu cedo demais e o oxigênio acabou esquentando. Na terceira tentativa o barco atrasou o lançamento, e de novo a temperatura subiu.

Na última tentativa tudo parecia bem, mas a temperatura do motor não estava ideal, ele precisa ser resfriado pelo oxigênio, para estar na mesma temperatura, do contrário são formadas bolhas na mistura. Os sensores detectaram uma queda de pressão, por causa de excesso de temperatura no motor E no oxigênio, isso fez com que um dos Merlins funcionasse abaixo do esperado. Essa condição em vôo não causaria problema, mas em terra é motivo para abortar o lançamento, e foi feito.

Outros também usam a técnica de resfriamento extremo mas ninguém está indo tão frio quanto a SpaceX. É frustrante mas natural esses adiamentos, e é melhor só lançar com absoluta certeza do que arriscar centenas de milhões de dólares e anos de trabalho.

Hoje, se tudo der certo tudo dará certo e o SES-9 irá para seu lugar no céu, provendo importantes links de comunicação para Ásia e Oceania.

Quanto ao pouso, a SpaceX já avisou para ninguém ter muita esperança. O foguete vai voar no limite, ele não terá combustível sequer para fazer a manobra normal, quando dá ré e volta para a base. A balsa ficará a 600 km de distância do local de lançamento e o Falcon 9 fará uma reentrada normal. SE houver combustível suficiente ele iniciará a manobra de frenagem alinhado com a balsa, mas é tudo uma incógnita.

Para a imprensa, claro, será mais um vergonhoso fracasso. Para a SpaceX será uma oportunidade para acumular toneladas de dados e para a SES tanto faz, importante é que o satélite estará no espaço e o lançamento foi baratinho.