CYCLONE-4
Uso do veículo lançador Cyclone-4 para lançamento
econômico de satélites de comunicação
Sergiy Guchenkov, Chief Commercial Officer, Alcantara Cyclone Space
O quê é Alcântara Cyclone Space
De acordo com o Tratado entre o Brasil e a Ucrânia
assinado em 2003, a Empresa Binacional Alcântara
Cyclone Space tem a seguinte missão:
Desenvolvimento e operação do Complexo de Lançamento
e lançamento do veículo lançador ucraniano Cyclone-4 a
partir do Centro de Lançamento de Alcântara, no Brasil:
• Prestação de serviços de lançamento para os Governos
do Brasil e da Ucrânia.
• Prestação de serviços de lançamento para clientes
comerciais.
2
Alcântara Cyclone Space: um projeto
da União
• Empresa
constituída por um Tratado binacional
ratificado pelo Congresso Nacional e promulgado pelo
Decreto presidencial nº 5.436 de 28.04.2005 – equivale a
uma Lei do Brasil
• Portaria n° 084/GSIPR/CH de 01.04.10 do Conselho de
Defesa Nacional atribuiu ao Projeto Cyclone-4 o status do
projeto estratégico de segurança nacional
• Ministério de Relações Exteriores é o órgão responsável
pela implementação de tratados internacionais no Brasil
• Ministério da Ciência e Tecnologia e a Agência Espacial
Brasileira são fundadores da ACS responsáveis pela
execução do Projeto
3
Organização do projeto na fase de
criação do sítio de lançamento
MCT
SPFU*
SSAU**
Autoridades Competentes do Tratado
YUZHNOYE
YUZHMASH
Desenvolvimento e
fabricação do
Veículo de
Lançamento e
equipamentos
tecnológicos
Pago 100% pela Ucrânia
4
ACS
Construção e
comissionamento
do sítio de
lançamento ;
prestação de
serviços de
lançamento
Pago 50% pela Ucrânia
e 50% pelo Brasil
AEB
Centro de
Lançamento de
Alcântara
Infra-estrutura
Geral
Pago 100% pelo Brasil
* Fundo para a Propriedade Estatal da Ucrânia, ** Agência Espacial Estatal da Ucrânia
Por que a Ucrânia?
Projetista de 67 tipos de sistemas de satélites e de 12
Sistemas de Lançamento Espaciais, incluindo uma série
de mísseis balísticos intercontinentais, dentre eles o SS-18
e a família de VLs: Kosmos, Dnepr, Zenit e Cyclone.
Projetou, também, 17 tipos de motores de foguete
e sistemas de propulsão de satélites.
Fabricante dos equipamentos projetados pela Yuzhnoye
Projetista e fabricante dos sistemas GNC (Guiagem,
Navegação e Controle) para a maioria dos Veículos de
Lançamento, mísseis balísticos intercontinentais
e estações espaciais da ex-União Soviética.
5
Lançadores ucranianos em operação
(em projetos internacionais)
ZENIT-3SL
6
ZENIT-3SLB
DNEPR
O último voo do Cyclone-3 ocorreu em 2009
7
ZENIT-3SLB
ZENIT-3SL
DNEPR
CYCLONE-3
CYCLONE-2
Número de
lançamentos
Número de
aparelhos espaciais
ZENIT-2
Lançamentos de veículos lançadores
produzidos na Ucrânia de 01.01.1991
até 08.10.2013
14
33
18
22
34
9
14
100
63
28
34
9
Foram feitos 130 lançamentos de foguetes, lançados mais de 250 aparelhos
espaciais em interesses dos programas nacionais espaciais e sob a encomenda
de 15 estados, inclusive incluindo EUA, Reino Unido, Alemanha, Japão, França,
Rússia, Canadá, Suécia, Egito, Israel, Emirados Árabes Unidos e outros.
Outros projetos internacionais da
Ucrânia em andamento
Primeiro estágio
do foguete ANTARES
(Orbital Sciences, EUA)
8
Último estágio
do foguete VEGA
(União Europeia)
Cyclone-4: uma história de sucesso
CYCLONE-2
CYCLONE-3
CYCLONE-4
2015
116/122
9
O total de 222 lançamentos bem-sucedidos da família Cyclone
Veículo Lançador Cyclone-4
Vista geral
• A coifa espaçosa (1) permite acomodação confortável de carga útil (2) sobre qualquer adaptador (3)
• Primeiro (8) e segundo (7) estágios permanecem desde os Cyclone 2 e 3 (227 voos de sucesso
de 228)
• Novo último estágio (5) carrega 9 toneladas de propelente e possui o novíssimo motor principal
instalado no novo compartimento entre-estágios (6).
10
Cyclone-4: o lançador que atenderá
plenamente o Programa Espacial Brasileiro
Satélite
Ano de
lançamento
Amazônia-1
500
2016
Amazônia-1B
500
2017
Sabiá-Mar
500
2017
Amazônia-2
500
2018
SGB
(meteorológico)
>1550
2018
SGB
(comunicações)
>1550
2019
2500
2019
SAR
11
Massa de
lançamento, kg
O Cyclone-4 pode lançar todos estes satélites
Cyclone-4 não compete com o VLS
Capacidade de injeção da carga útil
VLS
<
CYCLONE-4
31,55 vezes
100 kg
12
3.155 kg
Na órbita circular equatorial (LEO) de 1200 km de altitude
Fabricação e testes do veículo lançador
Primeiros dois estágios
13
Baia de propelente do terceiro estágio
Motor principal do terceiro estágio
Fabricação e testes do veículo lançador
14
Sistema inercial de navegação
Teste da baia de propelente do tercero estágio
Teste do sistema de separação da coifa
Teste de destruição dos tanques de propelente
Fabricação e testes do veículo lançador
Teste integrado dos insturumentos do sistema de controle Teste de vibração da baia de propelente do 3 estágio
15
Tanque de propelente do primeiro estágio
Baia traseira do lançador
Situação do Sítio de Lançamento
16
Rastros de solo e áreas de impacto dos
elementos separáveis do veículo lançador
17
1
2
3
4
5
–
–
–
–
–
Área de impacto do primeiro estágio
Área de impacto da coifa
Área de impacto do segundo estágio
Rastro de solo para órbitas com inclinação de 2,3
Rastro de solo para órbitas com inclinação de 98,1
Centro de Lançamento de
Alcântara – o que já existe
18
Sítio de Lançamento CYCLONE - 4
19
Obras do Sítio de Lançamento
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
20
Número total de prédios e instalações
106
Área total do terreno da ACS
462,6 hа
Área total das principais zonas
50 hа
СL -14,5 hа, CT - 15,0 hа, ZAT - 9,8 hа, PC - 2,2 hа,
Ferrovia especial - 8,5 hа
Área total da pavimentação em concreto asfáltico
12,6 hа
Área total construída de prédios e instalações
380 000 m2
Volume total construído de prédios e instalações
328 000 m3
Comprimento total da rede de cabos e de comunicação 360 km
Comprimento total das tubulações de água, rede de esgotos e gases
comprimidos
110 km
Extensão total das vias de acesso externas
10,5 km
Escopo total das escavações
535 000 m3
Volume de concreto estrutural
48 000 m3
Sítio de Lançamento: vista de satélite
21
Obras do Sítio de Lançamento
Complexo de Lançamento
22
Obras do Sítio de Lançamento
Complexo Técnico
23
Cosmódromo seco na Ucrânia
O chamado Cosmódromo Seco foi construído em Dnipropetrovsk,
Ucrânia para garantir ensaios integrados dos meios de apoio de solo
antes de enviá-los para o Brasil
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O porquê do Cosmódromo Seco
• Redução de tempo e custo de desenvolvimento do Sítio de
Lançamento;
• Equipamentos enviados em lotes prontos para instalação;
• Todos os sistemas e sua interoperação são verificados antes de envio
para evitar surpresas de incompatibilidade na sua chegada ao Brasil;
• Aumento de confiabilidade e vida útil do sistema de lançamento
espacial;
• Treinamento de pessoal.
O Cosmódromo Seco visando aos ensaios integrados dos meios
de apoio de solo na fábrica é único mundialmente.
25
Melos de Apoio de Solo (MAS)
Maioria dos MAS contratada
26
Melos de Apoio de Solo (MAS)
Alguns já fabricados e estão a caminho ou prontos
para serem enviados
27
Melos de Apoio de Solo (MAS)
Alguns já foram entregues para a ACS
28
Capacitação de recursos humanos para a
indústria espacial do Brasil
Pós-Graduação em Ciência e Tecnologia Espacial para brasileiros
• Convênio entre a UnB e a Universidade Nacional de
Dnipropetrovsk (Ucrânia)
• Pós-Graduação em Ciência e Tecnologia Espacial
• Perfil: Tecnologia de Sistemas Eletrônicos e de Controle
• Nível: Mestrado Acadêmico
• Estágio nas empresas principais espaciais da Ucrânia
• Número de vagas: 10
Bolsas foram custeadas pelo CNPq e a ACS.
O programa foi realizado com sucesso.
29
Capacitação de recursos humanos para a
indústria espacial do Brasil (+)
A ACS pretende também capacitar os engenheiros do CLA e contratálos para execução de missões de lançamento, com os seguintes perfis:
- segurança de voo
- sistemas ópticas e de vídeo
- equipamentos tecnológicos de montagem e meios de
transporte
- gases comprimidos
- abastecimento de oxidante
- equipamentos de lançamento
- telecomunicações
- fornecimento de energia elétrica
- condicionamento térmico
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Retorno de investimentos no Projeto Cyclone-4
Tratado entre o Brasil e a Ucrânia:
• De acordo com a alínea “n”, Artigo 3º, do Tratado
entre a República Federativa do Brasil e Ucrânia, a
ACS ao definir o preço dos serviços de lançamento
considerará os recursos financeiros necessários ao
retorno dos investimentos feitos para a criação do Sítio
de Lançamento.
• O Artigo 8º, item 2, do Tratado estabelece que as
Autoridades Competentes delinearão o mecanismo de
retorno sobre os investimentos feitos para a
construção do Sítio de Lançamento num acordo em
separado.
31
Retorno de investimentos no Projeto Cyclone-4 (+)
Além disso, a ACS regularmente:
32
• Pagará impostos e tributos para os quais não possui
isenção,
• Pagará anualmente por conta da cessão de uso do terreno
no qual estão localizados o Sítio de Lançamento a Zona de
Armazenagem Temporária e o Posto de Comando;
• Pagará pelos serviços do CLA relativos à concessão dos
elementos da infra-estrutura geral para assegurar a
preparação para lançamento, a missão de lançamento e as
operações pós-lançamento, a saber, pagamento pelo posto
marítimo, aeroporto, Zona de Armazenamento Temporário,
Posto
de
Comando,
serviços
de
telecomunicação,
meteorologia, Centro de Controle de Lançamentos, telemetria,
esgoto, posto médico e de bombeiros, pelo saneamento de
resíduos, e outros.
Vantagens do Projeto Cyclone-4 para o Brasil
• Desenvolvimento das empresas do setor espacial, as quais são
de maior valor científico agregado, além de outros setores de
altas tecnologias do Brasil, o que determina o nível do potencial
tecnológico e industrial do país.
• Adesão do Brasil ao clube de países detentores de modernas
tecnologias de construção de foguetes para a colocação de cargas
úteis a partir de centro de lançamento próprio, permitindo-lhe
realizar política independente no campo das atividades espaciais.
• Exploração de moderno complexo espacial em prol da
implantação do Programa Espacial do Brasil e da utilização de
tecnologias espaciais para a solução de questões econômicas
imediatas: garantia das comunicações, tarefas de defesa do meioambiente, meteorologia, suporte aos sistemas de navegação, etc.
33
Vantagens do Projeto Cyclone-4 para o Brasil (+)
• Obtenção de lucros com a atividade da ACS e compensação
dos recursos investidos para o desenvolvimento da infraestrutura geral do CLA.
• Atração de investimentos ucranianos, os quais constituem a
contribuição da Ucrânia para a criação do complexo de
lançamento em Alcântara, além do valor investido no veículo
lançador Cyclone-4.
• Criação de postos de trabalho com a construção e operação do
complexo de lançamento e com a futura exploração do
Complexo Espacial do Cyclone-4, além do desenvolvimento da
infra-estrutura geral e de transportes do Estado do Maranhão.
34
Vantagens do Projeto Cyclone-4 para o Brasil (+)
• Especialistas e empresas brasileiras obterão capacitação
tecnológica e experiência de criação de moderna base terrestre
e de sistema de preparação e exploração de serviços de
lançamento.
• Como resultado desse Projeto, serão incorporadas melhorias
na infra-estrutura geral que poderão ser utilizadas para outros
complexos de lançamento.
• A ACS tornar-se-á uma referência de centro de lançamento de
primeira ordem para os países da América Latina, os quais
buscam realizar seus programas espaciais e já demonstram
interesse em lançar cargas úteis.
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Desempenho do Cyclone-4
Desempenho
Valor
Capacidade de injeção de carga útil
• LEO – Órbita baixa terrestre (circular equatorial de 200 km)
5685 kg
• SSO – Órbita sincrônica ao Sol (circular polar de 400 km)
3910 kg
• GTO – Órbita de transferência geoestacionária
1600 kg*
Precisão de inserção na órbita SSO, melhor de
• altitude
± 6...7 km
• inclinação
± 0,05º...0,08º
Sobrecarga longitudinal máxima
*Previsto aumento de até aprox. 2100 kg
Zona de Carga Útil
• Diâmetro interno
• Comprimento da parte cilíndrica/geral
36
6.8g
Valor
3,650 mm
4,370/8,400 mm
• Volume máximo
63 m3
• Classe de pureza
100,000
Tendência de distribuição de massa de
satélites geoestacionários comerciais
• Entre 2015 e 2020, será lançada uma média anual de quase 23 satélites
geoestacionários (Fonte: relatório da FAA “2013 Commercial Satellite Forecast”,
p. 5.
• 40% de quantidade total de satélites geoestacionários serão os com massa de
menos de 4200 kg, o que significa que será lançada uma média anual de 9
satélites com essa massa (Fonte: relatório da FAA “2013 Commercial Satellite
Forecast”, p. 11).
37
© FAA COMSTAC
Propulsão elétrica para
satélites geoestacionários
Uma tendência atual prometendo redução de até 50% de massa do satélite
mantendo a mesma potência. A tabea abaixo ostra o estado de
desenvolvimento de plataformas geoestacionária com propulsão elétrica (PGPE)
Empresas já
produzindo
satélites em PGPE
Empresas que já
podem oferecer
PGPE
Empresas que já
estão
desenvolvendo
PGPE
Empresas que
anunciaram
planos de
desenvolver PGPE
no futuro
Boeing
OHB System
Lockheed Martin
ISRO
SSTL
Astrium
Orbital
SS Loral
Thales Alenia Space
MELCO
CAST
38
Operadoras de satélites podem optar por um satélite de propulsão
elétrica de 2 toneladas em vez de um satélite convencional de até 4
toneladas, assim podendo lançar tal satélite pelo Cyclone-4.
Benefícios de lançamento de satélites
geoestacionáris pelo Cyclone-4
• Redução significativa de custo de lançamento comparando
com foguetes pesados tradicionais, resultando em redução
de custo total do projeto;
• Lançamento dedicado de um satélite por vez: não há
necessidade da sua empresa depender de um terceiro para
lançar seu satélite .
39
Lançamento de satélites de comunicação por lançadores
pequenos e médios em vez de pesados pode virar uma
mudança de paradigma para a indústria satélital e oferecer
grandes economias tanto para operadoras governamentais
como comerciais.
Obrigado pela sua atenção!
Contato:
Av. L3 Norte, Ed. Finatec, Bloco H
Brasilia-DF, CEP: 70910-900
BRASIL
Fone: +55-61-3410-7777
Fax: +55-61-3410-7719
Email: [email protected]
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