TRANSPORTES DO MUNDO TODO DE TODOS OS MODELOS: Boeing X-37 , também conhecido como Veículo de Teste Orbital ( OTV ), é uma espaçonave robótica reutilizável .

31 janeiro 2022

Boeing X-37 , também conhecido como Veículo de Teste Orbital ( OTV ), é uma espaçonave robótica reutilizável .

 

 Boeing X-37 , também conhecido como Veículo de Teste Orbital ( OTV ), é uma espaçonave robótica reutilizável .


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X-37
Boeing X-37B dentro da carenagem de carga útil antes do lançamento.jpg
Um X-37B dentro de sua carenagem de carga útil
FunçãoAeronave não tripulada
origem nacionalEstados Unidos
FabricanteBoeing
Primeiro voo7 de abril de 2006 (teste de primeira queda)
Introdução22 de abril de 2010 (primeiro voo espacial)
Status
Usuário principal
Número construído
  • X-37A: 1
  • X-37B: 2
Desenvolvido a partir deBoeing X-40

O Boeing X-37 , também conhecido como Veículo de Teste Orbital ( OTV ), é uma espaçonave robótica reutilizável . Ele é impulsionado para o espaço por um veículo de lançamento , depois entra novamente na atmosfera da Terra e pousa como um avião espacial . O X-37 é operado pela Força Espacial dos Estados Unidos e foi anteriormente operado pelo Comando Espacial da Força Aérea [1] até 2019 para missões de voos espaciais orbitais destinadas a demonstrar tecnologias espaciais reutilizáveis . É um derivado em escala de 120% do anterior Boeing X-40 . O X-37 começou como uma NASAprojeto em 1999, antes de ser transferido para o Departamento de Defesa dos Estados Unidos em 2004.

O X-37 voou pela primeira vez durante um teste de queda em 2006; sua primeira missão orbital foi lançada em abril de 2010 em um foguete Atlas V e retornou à Terra em dezembro de 2010. Os voos subsequentes estenderam gradualmente a duração da missão, chegando a 780 dias em órbita para a quinta missão, a primeira a ser lançada em um foguete Falcon 9 . A última missão, a sexta, foi lançada em um Atlas V em 17 de maio de 2020.


Origens [ editar ]

Renderização de um artista da espaçonave X-37 em 1999.

Em 1999, a NASA selecionou a Boeing Integrated Defense Systems para projetar e desenvolver um veículo orbital, construído pela filial da Califórnia da Phantom Works da Boeing . Ao longo de um período de quatro anos, um total de US$ 192 milhões foi gasto no projeto, com a NASA contribuindo com US$ 109 milhões, a Força Aérea dos EUA com US$ 16 milhões e a Boeing com US$ 67 milhões. No final de 2002, um novo contrato de US$ 301 milhões foi concedido à Boeing como parte da estrutura da Iniciativa de Lançamento Espacial da NASA . [2]

O design aerodinâmico do X-37 foi derivado do maior orbitador do ônibus espacial , portanto, o X-37 tem uma relação sustentação-arrasto semelhante e um alcance cruzado menor em altitudes e números de Mach mais altos em comparação com o Veículo de Tecnologia Hipersônica da DARPA . [3] Um requisito inicial para a espaçonave exigia uma missão delta-v total de 7.000 milhas por hora (3,1 km/s) para manobras orbitais. [4] Um dos primeiros objetivos do programa era que o X-37 se encontrasse com satélites e realizasse reparos. [5] O X-37 foi originalmente projetado para ser transportado em órbita no compartimento de carga do ônibus espacial, mas foi redesenhado para lançamento em um Delta IVou foguete comparável depois que foi determinado que um vôo de ônibus espacial seria antieconômico. [6]

O X-37 foi transferido da NASA para a Agência de Projetos de Pesquisa Avançada de Defesa (DARPA) em 13 de setembro de 2004. [7] Depois disso, o programa tornou-se um projeto classificado . A DARPA promoveu o X-37 como parte da política espacial independente que o Departamento de Defesa dos Estados Unidos tem seguido desde o desastre do Challenger em 1986 .

Teste de deslizamento [ editar ]

O Scaled Composites White Knight foi usado para lançar o X-37A em testes de planeio.

O veículo que foi usado como planador de teste de queda atmosférica não tinha sistema de propulsão. Em vez das portas do compartimento de carga de um veículo operacional, ele tinha uma estrutura de fuselagem superior fechada e reforçada para permitir que ele fosse acoplado a uma nave -mãe . Em setembro de 2004, a DARPA anunciou que, para seus testes iniciais de queda atmosférica, o X-37 seria lançado do Scaled Composites White Knight , uma aeronave de pesquisa de alta altitude. [8]

Em 21 de junho de 2005, o X-37A completou um voo cativo sob o White Knight do Mojave Spaceport em Mojave, Califórnia . [9] [10] Até o segundo semestre de 2005, o X-37A passou por melhorias estruturais, incluindo o reforço dos suportes das rodas do nariz . A estreia pública do X-37 foi agendada para seu primeiro voo livre em 10 de março de 2006, mas foi cancelada devido a uma tempestade no Ártico. [11] A próxima tentativa de voo, em 15 de março de 2006, foi cancelada devido a ventos fortes. [11]

Em 24 de março de 2006, o X-37 voou novamente, mas uma falha no link de dados impediu um voo livre, e o veículo retornou ao solo ainda preso ao seu avião porta-aviões White Knight. Em 7 de abril de 2006, o X-37 fez seu primeiro voo livre. Durante o pouso, o veículo invadiu a pista e sofreu pequenos danos. [12] Após o longo tempo de inatividade do veículo para reparos, o programa mudou de Mojave para a Fábrica 42 da Força Aérea (KPMD) em Palmdale, Califórnia , para o restante do programa de testes de voo. A White Knight continuou baseada em Mojave, embora tenha sido transportada para a Planta 42 quando os voos de teste foram programados. Cinco voos adicionais foram realizados, [N 1]dois dos quais resultaram em lançamentos do X-37 com pousos bem-sucedidos. Esses dois voos gratuitos ocorreram em 18 de agosto de 2006 e 26 de setembro de 2006. [13]

Veículo de teste orbital X-37B [ editar ]

Em 17 de novembro de 2006, a Força Aérea dos EUA anunciou que desenvolveria sua própria variante do X-37A da NASA. A versão da Força Aérea foi designada o Veículo de Teste Orbital X-37B (OTV). O programa OTV foi construído com base nos esforços anteriores da indústria e do governo pela DARPA, NASA e Força Aérea sob a liderança do Escritório de Capacidades Rápidas da Força Aérea em parceria com a NASA e o Laboratório de Pesquisa da Força Aérea . A Boeing foi a principal contratada para o programa OTV. [4] [14] [15] O X-37B foi projetado para permanecer em órbita por até 270 dias de cada vez. [16] O Secretário da Força Aéreaafirmou que o programa OTV se concentraria na "redução de riscos, experimentação e desenvolvimento de conceito operacional para tecnologias de veículos espaciais reutilizáveis, em apoio aos objetivos espaciais de desenvolvimento de longo prazo". [14]

O X-37B foi originalmente programado para ser lançado no compartimento de carga do ônibus espacial, mas após o desastre do ônibus espacial Columbia , ele foi transferido para um Delta II 7920 . O X-37B foi posteriormente transferido para uma configuração blindada no foguete Atlas V , após preocupações sobre as propriedades aerodinâmicas da espaçonave sem blindagem durante o lançamento. [17] Após suas missões, a espaçonave X-37B aterrissou principalmente em uma pista na Base Aérea de Vandenberg , Califórnia, com a Base Aérea Edwards como local secundário. [18] Em 2010, o trabalho de fabricação começou no segundo X-37B, OTV-2, [19]que realizou seu lançamento inaugural em março de 2011. [20]

Em 8 de outubro de 2014, a NASA confirmou que os veículos X-37B seriam alojados no Kennedy Space Center em Orbiter Processing Facilities (OPF) 1 e 2, hangares anteriormente ocupados pelo ônibus espacial. A Boeing havia dito que os aviões espaciais usariam o OPF-1 em janeiro de 2014, e a Força Aérea havia dito anteriormente que estava considerando consolidar as operações do X-37B, alojadas na Base Aérea de Vandenberg, na Califórnia, mais perto de seu local de lançamento em Cabo Canaveral. A NASA também afirmou que o programa havia concluído testes para determinar se o X-37B, um quarto do tamanho do ônibus espacial, poderia pousar nas antigas pistas do ônibus espacial. [21]A NASA também afirmou que as reformas dos dois hangares seriam concluídas até o final de 2014; as portas principais do OPF-1 foram marcadas com a mensagem "Home of the X-37B" por este ponto. [21]

A maioria das atividades do projeto X-37B é secreta. A declaração oficial da Força Aérea dos EUA é que o projeto é "um programa de teste experimental para demonstrar tecnologias para uma plataforma de teste espacial confiável, reutilizável e não tripulada para a Força Aérea dos EUA". [22] Os objetivos primários do X-37B são duplos: tecnologia de espaçonaves reutilizáveis ​​e experimentos operacionais que podem ser devolvidos à Terra. [22] A Força Aérea afirma que isso inclui testes de aviônicos , sistemas de voo, orientação e navegação, proteção térmica, isolamento, propulsão e sistemas de reentrada. [23]

Especulação sobre o propósito [ editar ]

Em maio de 2010, Tom Burghardt especulou no Space Daily que o X-37B poderia ser usado como satélite espião ou para entregar armas do espaço. O Pentágono posteriormente negou as alegações de que as missões de teste do X-37B apoiaram o desenvolvimento de armas baseadas no espaço. [24]

Em janeiro de 2012, foram feitas alegações de que o X-37B estava sendo usado para espionar o módulo da estação espacial chinesa Tiangong-1 . [25] O ex-analista orbital da Força Aérea dos EUA, Brian Weeden, mais tarde refutou essa afirmação, enfatizando que as diferentes órbitas das duas espaçonaves impediam qualquer voo prático de vigilância. [26]

Em outubro de 2014, o The Guardian relatou as alegações de especialistas em segurança de que o X-37B estava sendo usado "para testar sensores de reconhecimento e espionagem, particularmente como eles resistem à radiação e outros perigos da órbita". [27]

Em novembro de 2016, o International Business Times especulou que o governo dos EUA estava testando uma versão do propulsor de microondas eletromagnético EmDrive no quarto voo do X-37B. [28] Em 2009, um contrato de transferência de tecnologia EmDrive com a Boeing foi realizado através de um TAA do Departamento de Estado e uma licença de exportação do Reino Unido, aprovada pelo Ministério da Defesa do Reino Unido . [29] [30] Desde então, a Boeing declarou que não está mais desenvolvendo essa área de pesquisa. [31] A Força Aérea dos EUA declarou que o X-37B está testando um sistema de propulsores de efeito Hall para o Aerojet Rocketdyne . [32]

Em julho de 2019, a ex -secretária da Força Aérea dos Estados Unidos, Heather Wilson , explicou que, quando um X-37B estava em órbita elíptica , ele poderia usar a fina atmosfera para fazer uma mudança de órbita, impedindo alguns observadores de descobrir a nova órbita por um tempo. , permitindo atividades secretas. [33]

O astrônomo Jonathan McDowell , editor do Jonathan's Space Report , afirmou que os satélites lançados do X-37B não foram relatados, conforme exigido pela Convenção de Registro , ao Escritório das Nações Unidas para Assuntos do Espaço Exterior, para que outras partes da convenção não soubessem eles. [34]

O Programa Espacial Chinês pousou seu primeiro avião espacial alado reutilizável em 6 de setembro de 2020. [35] [36] [37] [38] [39] [40] Foi relatado que pesava 48.000 lb (21,6 t) e tinha 29 pés (8,8 m) de comprimento, ou seja, mais próximo do tamanho do X-37 do que do ônibus espacial. [41] Comentaristas experientes especularam que os chineses construíram seu avião espacial para seguir o exemplo X-37 dos EUA. [42]

Processando [ editar ]

O processamento do X-37 é feito dentro das baías 1 e 2 do Orbiter Processing Facility (OPF) no Kennedy Space Center , na Flórida, onde o veículo é carregado com sua carga ultra-secreta. O X-37 é então colocado dentro de uma carenagem junto com seu adaptador de palco e transportado para o local de lançamento. Os locais de lançamento anteriores incluíram o SLC-41 e o Kennedy Space Center LC-39A . [43] [44]

O pouso é feito em um dos três locais nos EUA: o Shuttle Landing Facility no Kennedy Space Center, Vandenberg Space Force Base ou Edwards Air Force Base . Para retornar ao Kennedy Space Center, o X-37 é colocado em uma caixa de carga útil e carregado em um avião de carga Boeing C-17 . Uma vez em Kennedy, o X-37 é descarregado e rebocado para a OPF, onde é preparado para seu próximo voo.

Projeto [ editar ]

O X-37 (extrema direita) é o menor e mais leve avião espacial orbital já voado. Tanto o X-15 norte-americano quanto o SpaceShipOne eram suborbitais . Dos aviões espaciais mostrados, apenas o X-37 e o Buran realizaram voos espaciais não tripulados .

O Veículo de Teste Orbital X-37 é um avião espacial robótico reutilizável . É um derivado em escala de aproximadamente 120% do Boeing X-40 , [2] [18] medindo mais de 29 pés (8,8 m) de comprimento e possui duas aletas de cauda angulares. [22] [45] O X-37 é lançado no topo de um Atlas V 501 [22] [15] ou de um foguete SpaceX Falcon 9 . [46] O avião espacial foi projetado para operar em uma faixa de velocidade de até Mach 25 em sua reentrada. [47] [48]

As tecnologias demonstradas no X-37 incluem um sistema de proteção térmica aprimorado, aviônicos aprimorados , um sistema de orientação autônomo e uma estrutura avançada . [6] O sistema de proteção térmica do avião espacial é construído sobre as gerações anteriores de naves espaciais de reentrada atmosférica , [49] incorporando telhas cerâmicas de sílica . [50] O conjunto de aviônicos do X-37 foi usado pela Boeing para desenvolver sua espaçonave tripulada CST-100 . [51] O desenvolvimento do X-37 foi para "ajudar no projeto e desenvolvimento do avião espacial orbital da NASA, projetado para fornecer uma tripulação de resgate e capacidade de transporte de tripulação de e para a Estação Espacial Internacional ", de acordo com uma ficha técnica da NASA. [52]

O X-37 para a NASA deveria ser alimentado por um motor Aerojet AR2-3 usando propelentes armazenáveis, fornecendo impulso de 6.600 libras-força (29,4 kN). [53] O motor AR2-3 de classificação humana havia sido usado no veículo de treinamento de astronauta NF-104A de potência dupla e recebeu uma nova certificação de voo para uso no X-37 com propulsores de peróxido de hidrogênio / JP-8 . [54] Isso teria sido alterado para um sistema de propulsão hipergólico de tetróxido de nitrogênio/hidrazina. [17] [55]

O X-37 pousa automaticamente ao retornar de órbita e é a terceira espaçonave reutilizável a ter essa capacidade, depois do ônibus espacial soviético Buran [56] e do ônibus espacial americano, que tinha capacidade de pouso automático em meados da década de 1990, mas nunca testado isto. [57] [58] O X-37 é o menor e mais leve avião espacial orbital voado até hoje; tem uma massa de lançamento de cerca de 11.000 libras (5.000 kg) e é aproximadamente um quarto do tamanho do orbitador do ônibus espacial . [59]

Em 13 de abril de 2015, a Fundação Espacial concedeu à equipe do X-37 o prêmio Space Achievement 2015 "por avançar significativamente no estado da arte para espaçonaves reutilizáveis ​​e operações em órbita, com o projeto, desenvolvimento, teste e operação orbital do Veículo de vôo espacial X-37B em três missões, totalizando 1.367 dias no espaço".

Histórico operacional [ editar ]

Em outubro de 2019 , os dois X-37B operacionais completaram cinco missões orbitais; eles passaram um total de 2.865 dias (7,85 anos) no espaço.

VooVeículoData de lançamentoData de pousoIniciadorMissão [61]DuraçãoNotas
OTV-1122 de abril de 2010
23:52 UTC		3 de dezembro de 2010
09:16 UTC		Atlas V 501EUA-212224 dias, 9 horas, 24 minutos
  • Primeiro lançamento da configuração do Atlas V 501
  • Primeiro pouso orbital autônomo americano
  • Primeiro vôo X-37B
OTV-225 de março de 2011
22:46 UTC		16 de junho de 2012
12:48 UTC		Atlas V 501EUA-226468 dias, 14 horas, 2 minutos
  • Primeiro voo do segundo X-37B
OTV-3111 de dezembro de 2012
18:03 UTC		17 de outubro de 2014
16:24 UTC		Atlas V 501EUA-240674 dias, 22 horas, 21 minutos
  • Segundo voo do primeiro X-37B
OTV-4220 de maio de 2015
15:05 UTC		7 de maio de 2017
11:47 UTC		Atlas V 501EUA-261717 dias, 20 horas, 42 minutos
OTV-527 de setembro de 2017
14:00 UTC		27 de outubro de 2019
07:51 UTC		Falcão 9EUA-277779 dias, 17 horas, 51 minutos
  • Primeiro lançamento de um X-37B no veículo Falcon 9 da SpaceX
  • A missão mais longa do X-37B
OTV-6117 de maio de 2020
13:14 UTC		A definir
Atlas V 501EUA-299
  • Realizou a maioria dos experimentos até hoje
  • Primeiro lançamento do X-37B pela USSF

OTV-1 [ editar ]

Ver artigo principal: EUA-212
OTV-1 fica na pista após o pouso na Base Aérea de Vandenberg no final de sua missão USA-212 em 3 de dezembro de 2010.

O primeiro X-37B foi lançado em sua primeira missão – OTV-1/ USA-212 – em um foguete Atlas V do Cabo Canaveral SLC-41 em 22 de abril de 2010 às 23:52 UTC. A espaçonave foi colocada em órbita baixa da Terra para testes. [15] Enquanto a Força Aérea dos EUA revelou poucos detalhes orbitais da missão, uma rede mundial de astrônomos amadores afirmou ter identificado a espaçonave em órbita. Em 22 de maio de 2010, a espaçonave estava em uma inclinação de 39,99°, circulando a Terra uma vez a cada 90 minutos em uma órbita de 249 por 262 milhas (401 por 422 km). [62] [63]O OTV-1 supostamente passava pelo mesmo local da Terra a cada quatro dias e operava a uma altitude típica de satélites de vigilância militar. [64] Essa órbita também é comum entre os satélites LEO civis, e a altitude do avião espacial era a mesma da ISS e da maioria das outras naves tripuladas.

A Força Aérea dos EUA anunciou um pouso de 3 a 6 de dezembro em 30 de novembro de 2010. [65] [66] Conforme programado, o X-37B foi de-orbitado, reentrou na atmosfera da Terra e pousou com sucesso na Base Aérea de Vandenberg em 3 de dezembro de 2010, em 09:16 UTC, [67] [68] [69] conduzindo o primeiro pouso orbital autônomo dos EUA em uma pista. Este foi o primeiro pouso desse tipo desde o ônibus espacial soviético Buran em 1988. Ao todo, o OTV-1 passou 224 dias e 9 horas no espaço. [15] [67] O OTV-1 sofreu um estouro de pneu durante o pouso e sofreu pequenos danos em sua parte inferior. [19]

OTV-2 [ editar ]

Ver artigo principal: EUA-226

O segundo X-37B foi lançado em sua missão inaugural, designada OTV-2/ USA-226 , [70] a bordo de um foguete Atlas V do Cabo Canaveral SLC-41 em 5 de março de 2011 às 22:46 UTC. [20] A missão foi classificada e descrita pelos militares dos EUA como um esforço para testar novas tecnologias espaciais. [71] Em 29 de novembro de 2011, a Força Aérea dos EUA anunciou que estenderia o USA-226 além da duração da linha de base de 270 dias. [72] Em abril de 2012, o general William L. Shelton do Comando Espacial da Força Aérea declarou a missão em andamento um "sucesso espetacular". [73]

Em 30 de maio de 2012, a Força Aérea declarou que o X-37B pousaria na Base Aérea de Vandenberg em junho de 2012. [74] [75] A espaçonave pousou autonomamente em 16 de junho de 2012, tendo passado 468 dias e 14 horas no espaço. [20] [76] [77]

OTV-3 [ editar ]

Ver artigo principal: EUA-240

A terceira missão e o segundo voo do primeiro X-37B, OTV-3, estava originalmente programado para ser lançado em 25 de outubro de 2012, [78] mas foi adiado devido a um problema no motor do veículo lançador Atlas V. [79] Foi lançado com sucesso do Cabo Canaveral SLC-41 em 11 de dezembro de 2012 às 18:03 UTC. [59] [80] [81] Uma vez em órbita, a espaçonave foi designada USA-240 . [82] [83] O pouso ocorreu na Base Aérea de Vandenberg em 17 de outubro de 2014 às 16:24 UTC, após um tempo total em órbita de 674 dias e 22 horas. [80] [84] [85] [86]

OTV-4 [ editar ]

Ver artigo principal: EUA-261
OTV-4 estacionário no Shuttle Landing Facility

A quarta missão X-37B, OTV-4, foi codinome AFSPC-5 e designada como USA-261 em órbita. Foi o segundo voo do segundo veículo X-37B. [17] O X-37B foi lançado em um foguete Atlas V do Cabo Canaveral SLC-41 em 20 de maio de 2015 às 15:05 UTC. [87] Os objetivos incluíam um teste do propulsor de efeito Hall XR-5A da Aerojet Rocketdyne em apoio ao programa de satélite de comunicações de frequência extremamente alta avançada , [32] [88] e uma investigação da NASA sobre o desempenho de vários materiais no espaço [17] [60] [89] por pelo menos 200 dias. [17]O veículo passou o que foi então um recorde de 717 dias e 20 horas em órbita antes de pousar no Centro Espacial Kennedy em 7 de maio de 2017 às 11:47 UTC. [90] [91]

OTV-5 [ editar ]

Ver artigo principal: EUA-277

A quinta missão X-37B, designada USA-277 em órbita, [61] foi lançada do Kennedy Space Center Launch Complex 39A em 7 de setembro de 2017 às 14:00 UTC, pouco antes da chegada do furacão Irma . [92] [93] O veículo de lançamento era um foguete Falcon 9 , [93] e vários pequenos satélites também compartilharam o passeio. [94] A espaçonave foi inserida em uma órbita de inclinação mais alta do que as missões anteriores, expandindo ainda mais o envelope do X-37B. [94] Durante o voo, a espaçonave modificou sua órbita usando um sistema de propulsão a bordo. [95]Embora a carga útil completa do OTV-5 seja classificada, a Força Aérea anunciou que um experimento voando é o Advanced Structuralally Embedded Thermal Spreader II (ASETS-II), que mede o desempenho de um tubo de calor oscilante. [96] A missão foi concluída com o pouso do veículo no Shuttle Landing Facility em 27 de outubro de 2019 às 07:51 UTC. [97] [98]

OTV-6 (USSF 7) [ editar ]

Ver artigo principal: EUA-299

A sexta missão X-37B (OTV-6), US Space Force 7 (anteriormente conhecida como AFSPC 7), lançada em um foguete Atlas V 501 do Cabo Canaveral SLC-41 em 17 de maio de 2020 às 13:14:00 UTC. [99] A missão hospeda mais experimentos do que os voos anteriores do X-37B, incluindo dois experimentos da NASA . Uma delas é uma placa de amostra que avalia a reação de materiais selecionados às condições do espaço. O segundo estuda o efeito da radiação do espaço ambiente sobre as sementes. Um terceiro experimento projetado pelo Laboratório de Pesquisa Naval (NRL) transforma a energia solar em energia de micro-ondas de radiofrequência e, em seguida, estuda a transmissão dessa energia para a Terra. O X-37B continua sendo um ativo do Departamento da Força Aérea, mas a recém-criada Força Espacial dos EUA é responsável pelo lançamento, operações em órbita e pouso. [100] [101]

O X-37B lançou um pequeno satélite de 136 kg (300 lb) chamado FalconSat-8 (USA-300) por volta de 28 de maio de 2020. [102] Desenvolvido por cadetes da Academia da Força Aérea dos Estados Unidos em parceria com o Laboratório de Pesquisa da Força Aérea (AFRL) ), o pequeno satélite carrega cinco cargas experimentais. A espaçonave testará um novo sistema de propulsão eletromagnética, tecnologia de antena de baixo peso e uma roda de reação comercial para fornecer controle de atitude em órbita. De acordo com a Academia da Força Aérea dos Estados Unidos, os experimentos do FalconSat-8 incluem: [103]

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