Estágio (astronáutica)

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Separação de um dos estágios de um foguete.

Um Estágio — em astronáutica, se refere a cada uma das partes de um lançador espacial (normalmente chamado foguete espacial) que se separa do conjunto durante o transcorrer do voo.

Cada um desses estágios, carrega o seu próprio combustível (sólido ou líquido) e motor (um ou mais), além de instrumentos (e eventualmente pequenos motores) de controle de atitude em voo.

Motivação[editar | editar código-fonte]

Existem razões pelas quais os projetistas preferem lidar com diferentes tamanhos de motores, vários tanques de combustível separados e sistemas de separação complexos, ao invéz de simplesmente projetar um único foguete enorme, com todo o combustível e equipamento necessário para executar a terefa de uma única vez.[1]

Isto acontece porque um foguete precisa elevar não só a carga útil (satélite, sonda, etc.) mas também o combustível, a estrutura de suporte para os tanques, motores ou bocais de exaustão.

Portanto, as principais razões para o uso de estágios em foguetes são:[1]

  • Para melhorar a performance geral, eliminando o "peso morto" durante o voo na fase de combustão.
  • Para manter a aceleração dentro dos limites necessários mesmo com a redução do empuxo ao longo do voo.

Durante a fase final de combustão, os tanques de combustível vazios e os motores de um estágio, são meramente, "peso morto", podendo assim ser descartados para reduzir o peso total sendo carregado pelos demais estágios. A medida que o voo transcorre e os primeiros estágios são eliminados, o enorme empuxo inicial, usado para tirar o foguete do chão, se torna desnecessário. Sendo assim, os estágios superiores podem ser equipados com menos combustível e motores menos potentes, tornando os estágios superiores mais leves que o primeiro.[1]

O segundo estágio de um foguete Minuteman III.

História e Desenvolvimento[editar | editar código-fonte]

Uma ilustração e descrição chinesa no tratado Huolongjing escrito por Jiao Yu no século 14, são o primeiro registro conhecido de um foguete composto por mais de um estágio. Era o "dragão de fogo vindo da água" (火龙出水, huo long chu shui), usado pela marinha Chinesa.[2] [3]

Ele era um foguete de dois estágios, que fazia uso de foguetes auxiliares, que quando encerravam a sua combustão, automaticamente iniciavam a ignição de um grupo menor de foguetes que eram disparados de uma espécie de tubo, em cuja parte frontal havia uma escultura de cabeça de dragão com a boca aberta, daí o seu nome. Este foguete pode ser considerado o ancestral do Míssil antinavio (ASCM): YingJi-62.[3]

O historiador Joseph Needham, afirma que a ilustração e descrição desse foguete aparece na primeira versão do tratado Huolongjing aproximadamente datado entre 1300 e 1350 AD (parte 1, capítulo 3, página 23).[3]

Na Europa, os experimentos mais antigos envolvendo foguetes com mais de um estágio, foram feitos em 1551, pelo austríaco Conrad Haas (1509–1576), o mestre de arsenal da cidade de Hermannstadt, Transilvânia (hoje em dia Sibiu/Hermannstadt, Romênia). Esses conceitos, foram mais tarde desenvolvidos de forma independente por, no mínimo, quatro cientista:

Em 1947, Mikhail Tikhonravov desenvolveu a teoria de estágios paralelos, ou em "penca". Nesse esquema, três estágio em paralelo são disparados na decolagem, mas os três motores consomem o combustível armazenado nos estágios laterais, até que eles estejam vazios e possam ser descartados, passando o motor do estágio central a consumir o seu próprio combustível. Esse sistema é mais eficiente que os estágios sequenciais, porque o motor do estágio central nunca é apenas "peso morto".

Em 1951, Dmitry Okhotsimsky, conduziu um estudo de engenharia pioneiro, envolvendo a combinação de estágios de foguetes paralelos e sequenciais, com e sem o bombeamento de combustível entre os estágios. O desenho do foguete R-7 Semyorka, surgiu desse estudo.

Os três motores do primeiro estágio dos foguetes Atlas I e Atlas II, distribuídos em linha, usam a fórmula de estágios paralelos de uma forma semelhante: os dois motores mais externos, eram usados para aumentar o empuxo total na decolagem, e assim que o foguete atingia uma determinada velocidade, eles eram descartados juntamente com parte da sua estrutura de sustentação, diminuido o peso total e assim, permitindo que o único motor restante conduzisse sua carga até a órbita desejada.

Alternativas para foguetes[editar | editar código-fonte]

Ver também[editar | editar código-fonte]

Referências[editar | editar código-fonte]