Quando a Starship da SpaceX foi lançada na costa do Texas no verão de 2023, foi um marco importante que os engenheiros aeroespaciais vinham discutindo há décadas, mas poucos esperavam ver isso acontecer tão cedo. O imponente foguete de aço inoxidável, mais alto que um prédio de 30 andares, acionou todos os 33 motores e subiu ao céu. A missão não se desenrolou perfeitamente, mas provou que o conceito poderia voar.
O significado ficou ainda mais claro durante o quinto teste de voo integrado da Starship, quando o veículo de lançamento Super Heavy que retornou foi apanhado com sucesso no ar pelos gigantescos braços mecânicos da torre de lançamento. Esta demonstração marca o início de uma nova era de voos espaciais reutilizáveis.
A Starship foi projetada para transportar mais de 100 toneladas para a órbita baixa da Terra, permanecendo totalmente reutilizável. Se a SpaceX atingir esse objetivo, poderá ser o veículo de lançamento mais poderoso e econômico já construído. Como resultado, as agências espaciais e as empresas aeroespaciais estão agora menos focadas em saber se a Starship mudará a indústria e mais em como podem responder.
Análise independente confirma as capacidades da Starship
Pesquisadores do Centro Aeroespacial Alemão (DLR) concluíram recentemente uma das avaliações independentes mais abrangentes da Starship até o momento. Em vez de confiar nas especificações publicadas pela SpaceX, a equipe recriou o desempenho do foguete extraindo a telemetria do vídeo disponível publicamente dos primeiros quatro testes de voo integrados. Eles analisaram os dados segundo a segundo para construir e testar seus próprios modelos de desempenho.
Os seus resultados mostram que as capacidades da Starship são realistas e impressionantes.
De acordo com a análise, a versão atual totalmente reutilizável da Starship pode entregar cerca de 59 toneladas à órbita baixa da Terra. Isso é aproximadamente comparável ao que o Falcon Heavy poderia lançar se nenhum de seus propulsores fosse reconstruído.
Os pesquisadores também avaliaram a nave estelar planejada da próxima geração da SpaceX, que deverá ter tanques de combustível maiores e motores Raptor 3 mais potentes. Seus modelos projetam uma carga útil reutilizável de cerca de 115 toneladas em órbita baixa da Terra, com capacidade de 188 toneladas em uma configuração de uso único. Isto excederia a capacidade de sustentação do lendário foguete Saturno V da NASA.
O RLV C5 europeu tem uma abordagem diferente
O estudo também apresenta um conceito europeu para um veículo lançador superpesado denominado RLV C5. Em vez de tentar a reutilização total desde o início, o projeto concentra-se na reutilização parcial com máxima eficiência.
O conceito combina um veículo de lançamento de cruzeiro reutilizável do programa DLR SpaceLiner em andamento com um estágio superior descartável. Ele usa hidrogênio líquido e oxigênio líquido, uma combinação de combustível mais eficiente do que o metano e o oxigênio usados nos motores da Starship Raptor.
Ao contrário da Starship, o veículo de lançamento RLV C5 não realizará um pouso motorizado vertical. Depois de reentrar na atmosfera, ele planará sobre as asas antes de ser apanhado no ar por uma grande aeronave subsônica. Embora o método de recuperação pareça futurista, os pesquisadores dizem que ele oferece benefícios importantes. Como o veículo lançador não precisa de suprimento de combustível para pousar, a maior parte de seu combustível pode ser destinada para alcançar a órbita.
Eficiência versus carga útil máxima
O estudo destaca as diferentes prioridades de engenharia dos dois veículos.
A Starship pesa mais de três vezes o RLV C5 proposto na decolagem. Grande parte dessa massa adicional vem do hardware necessário para a reutilização total, incluindo placas de proteção térmica, propelente, reforços estruturais e outros sistemas de recuperação.
Como resultado, apenas cerca de 40% da massa da nave lançada em órbita é carga útil. Em comparação, um RLV C5 parcialmente reutilizável dedicaria cerca de 74% de sua massa à carga útil. Embora não possa igualar a enorme capacidade de carga da nave estelar, atinge uma eficiência muito maior.
Missões diferentes, soluções diferentes
Os pesquisadores do DLR enfatizam que os dois mísseis não são tanto concorrentes diretos, mas soluções diferentes para problemas diferentes.
A enorme capacidade de carga útil da Starship e a rápida reutilização planejada tornam-na adequada para projetos ambiciosos, como bases lunares, missões a Marte e enormes constelações de satélites.
O RLV C5, por outro lado, foi concebido para fornecer à Europa uma capacidade independente de lançamento superpesado, sem o enorme custo de desenvolver um sistema totalmente reutilizável de uma só vez. Por se basear em tecnologias já estudadas no âmbito do programa SpaceLiner, os investigadores acreditam que poderá servir como um passo intermédio antes que a Europa finalmente desenvolva um lançador reutilizável.
Conceito de míssil anti-voador
O estudo também reconhece uma realidade importante.
A Starship já está realizando testes de voo, apesar dos problemas técnicos contínuos. O RLV C5 continua sendo um conceito de papel e transformá-lo em um veículo de lançamento operacional exigirá anos de desenvolvimento adicional.
A própria Starship ainda enfrenta grandes obstáculos de engenharia. Durante o quarto teste de voo abrangente, os danos ao sistema de proteção térmica foram tão graves que o projeto teve que ser revisado significativamente. Alcançar uma operação rápida, confiável e totalmente reutilizável continua sendo um dos maiores desafios não resolvidos do modelo econômico de foguetes de longo prazo.
Apesar disso, o autor principal Moritz Herberhold e seus colegas concluem que “o RLV C5 oferece à Europa um caminho eficaz para desenvolver de forma independente uma capacidade de mísseis superpesados parcialmente repetidos”.
Quer o futuro pertença a gigantes totalmente reutilizáveis como a Starship ou a sistemas mais eficientes parcialmente reutilizáveis, a investigação sugere que pode haver mais do que um caminho de sucesso para a próxima geração de voos espaciais.
