O lançamento do foguete Proton em 2010 não deu certo, não porque não tinha combustível suficiente, mas porque tinha muito.
O autor do artigo é Wayne Eliazer, trabalhou 25 anos na Força Aérea dos Estados Unidos, foi gerente do programa Tor, diretor de testes Atlas, chefe da Divisão de Lançamentos Espaciais da Diretoria de Abastecimento da Força Aérea da Secretaria do Pentágono.
Um dos problemas mais comuns que levam a acidentes de aeronaves era o piloto sentado em silêncio na cabine até o carro ficar sem combustível. Com os lançamentos espaciais, essas falhas ocorrem com menos frequência, mas em alguns casos particularmente indicativos durante os primeiros lançamentos, desligamentos de sistemas de propulsão foram registrados devido à falta de combustível.
A maioria dos veículos de lançamento movidos a combustível líquido não tinha um sistema de rastreamento do nível de combustível - nem mesmo tão simples quanto um piloto confuso olhando para as leituras do medidor de combustível em queda. Os motores foram testados, seu consumo foi registrado e a quantidade de combustível e oxidante necessária foi calculada usando fórmulas simples. O aparelho com oxigênio líquido como oxidante era simplesmente enchido com o tanque cheio - isso foi necessário, pois o oxigênio evaporou até os últimos segundos antes da partida, quando a válvula foi fechada. A quantidade estimada de combustível foi carregada, e um pouco mais, apenas para garantir. Era assim que os mísseis Thor, Titan e Delta funcionavam, assim como a maioria dos mísseis fora dos Estados Unidos.
O Atlas funcionava de maneira diferente - ele usava um sistema de recuperação de combustível que media a quantidade de combustível e oxidante nos tanques e ajustava o impulso do motor para maximizar a eficiência. No entanto, ele foi lançado apenas enquanto os motores principais estavam funcionando - logo após os grandes motores auxiliares atingirem seus níveis de empuxo projetados nos primeiros minutos de vôo. O sistema foi ligado quando o dispositivo foi acionado pelo motor de propulsão central. Foi esse sistema que permitiu ao foguete Atlas 19F se recuperar de uma grave perda de velocidade durante a missão NOAA-B em 29 de maio de 1980.
A complexidade da tarefa de calcular a quantidade correta de combustível foi bem ilustrada pelo fracasso da missão Thor LV-2F F34 para lançar satélites meteorológicos militares, que foi lançada na Base Aérea de Vandenberg em 19 de fevereiro de 1976. Naquela época, muito foi usado para lançar satélites meteorológicos em foguetes Thor. processo simplificado de cálculo da quantidade de combustível. A equipe de lançamento usou dados de testes operacionais do primeiro estágio do acelerador para calcular a carga de combustível necessária e um contador foi usado para medir a quantidade de combustível carregada no foguete. E isso é tudo. A quantidade necessária de combustível foi carregada no tanque do motor em aceleração, a contagem regressiva começou, a decolagem ocorreu. No entanto, a carga útil não atingiu uma órbita estável e voltou à atmosfera após a primeira órbita.
A investigação subsequente descobriu que os dados do teste de desempenho do motor estavam incorretos. O motor exigia mais combustível para atingir o desempenho desejado do que os dados indicavam. A situação era semelhante a se você fosse a uma concessionária e escolhesse um carro novo que consome 6 litros de gasolina por 100 km, embora todos os outros carros da mesma marca, modelo e com as mesmas opções tivessem esse valor igual a 7 litros cem; e você nem pensaria sobre por que este carro é muito mais econômico do que outros. Os lançamentos restantes do Thor passaram por extensas pesquisas e análises mais detalhadas.
Outro acidente ocorreu na Base Aérea de Vandenberg em 3 de agosto de 1981 com um míssil Delta 3914 da missão Dynamics Explorer. A ordem normal de lançamento presumia que o segundo estágio do foguete fosse abastecido durante a contagem regressiva. Nessa missão, uma novidade foi adicionada ao equipamento de reabastecimento: um "moinho" girando na mangueira de reabastecimento como indicador do abastecimento de combustível, semelhante à roda que gira em alguns postos de gasolina. Infelizmente, a nova roda emperrou e ocorreu um vazamento de combustível, fazendo com que a equipe de reabastecimento assumisse que o segundo estágio estava totalmente abastecido. Ela ficou sem combustível 16 segundos antes do previsto, razão pela qual a carga útil não atingiu a órbita desejada de 160 km. Então descobriu-se que havia controvérsias sobre a altitude de órbita necessária, então os adeptos de uma órbita mais baixa ficaram satisfeitos,ao contrário de todo mundo.
18 de abril de 2001 foi um grande dia para o programa espacial indiano - então, o primeiro foguete foi lançado para lançar o satélite GSAT 1 em um veículo de lançamento para o lançamento de satélites geossíncronos GSLV. A celebração das conquistas não durou muito. O terceiro estágio usou um motor de fabricação russa que nunca tinha voado e não tinha empuxo. O satélite entrou no espaço com um déficit de velocidade de 0,5%, razão pela qual não conseguiu chegar ao local desejado em órbita. O satélite funcionou bem, mas desceu rapidamente, cruzando as órbitas de outros satélites e interferindo em seu trabalho. Isso era inaceitável e foi desligado após alguns dias.
Em 6 de dezembro de 2010, uma nova versão do glorioso motor de aceleração Proton levantou um foguete do cosmódromo de Baikonur carregando os satélites GLONASS. Um novo estágio superior foi usado no estágio superiorDM-03 . A carga nunca entrou em órbita e caiu no Oceano Pacífico. A situação acabou sendo o oposto do caso com Dynamics Explorer. O volume dos tanques do novo estágio superior era significativamente maior do que nos modelos anteriores, e este momento não foi levado em consideração no reabastecimento. Embora a missão não exigisse combustível adicional, ele ainda foi derramado - 2.000 kg a mais do que o necessário. E em vez de falta de combustível, como as missões "Thor F34" e "Delta" Dynamics Explorer, "Proton" tinha muito dele.
Por que o excesso de combustível se tornou um problema? No caso da queda do Tor F34, o problema não era simplesmente que não havia combustível suficiente a bordo. Durante os lançamentos de satélites meteorológicos militares no foguete Thor e nos estágios superiores, os tanques eram muito pequenos e a massa de todo o navio aumentava a cada missão. Uma das soluções para esse problema foi a substituição do combustível RP-1 pelo RJ-1. O combustível RJ-1, projetado para motores ramjet, era mais denso do que o RP-1, permitindo que mais combustível por unidade de volume fosse colocado no espaço limitado do tanque de combustível do Thor - e, portanto, mais energia.
O impulso supostamente alto do motor usado na missão Thor F34 havia sido notado vários anos antes, por isso foi escolhido especificamente para a missão mais pesada desta série de mísseis. No entanto, na verdade, não apenas este motor não tinha tal impulso - em princípio, nenhum motor de tal dispositivo poderia dar tal impulso. Era impossível colocar combustível suficiente no tanque de Thor para esta missão decolar com sucesso - já que o aumento no peso do combustível apenas reduziu o empuxo do motor.
O DM-03 teve o mesmo problema. Havia bastante combustível no estágio superior, mas no final acabou sendo pesado demais para o foguete alcançar a trajetória pretendida. Ao projetar os mísseis Delta-4 e Atlas-5, os principais parâmetros foram o custo de desenvolvimento e produção, e os motores custam claramente mais do que o combustível armazenado nos tanques. Os foguetes anteriores, que usavam motores RL-10 nos estágios superiores, tinham pelo menos dois desses motores, mas era possível calcular a trajetória de forma que apenas um motor fosse usado. A trajetória deve ir quase verticalmente para cima durante a operação do primeiro estágio, evitando assim tanto o arrasto aerodinâmico quanto as perdas gravitacionais associadas a trajetórias mais baixas e mais eficientes. Tendo subido alto o suficiente, o estágio superior do RL-10 pode funcionar por um longo tempo,ganhando velocidade muito mais devagar, mas economizando muito dinheiro em equipamentos caros. Essa abordagem levantou algumas preocupações de alcance, mas como os mísseis de locais de teste americanos voam sobre o oceano, esse obstáculo não era intransponível.
Talvez o Proton com o estágio superior DM-03, lançado em 6 de dezembro de 2010, pudesse ter ido ao espaço ao longo de uma trajetória semelhante e levado o estágio superior a uma altura em que poderia usar combustível adicional, mas ninguém pensou nisso oportunidades, já que essa fase não deveria bombear tanto combustível.
Portanto, o problema não é apenas ter certeza de que você encheu o tanque antes da viagem, mas sim ter certeza de que tem combustível suficiente para a missão. E antes de escolher um carro, leia primeiro as características de vários exemplares.