Foguetes: motores, estágios e capacidade de chegar ao espaço

O que se compara quando se fala de foguetes

Um veículo lançador é o sistema que transporta uma carga da Terra para o espaço. As fontes disponíveis descrevem veículos com configurações e objetivos diferentes: o SLS está ligado às missões lunares Artemis da NASA; o New Glenn aparece no programa de serviços de lançamento da agência; e o Ariane 6 é descrito pelas características dos seus estágios e motores. Por isso, os números de capacidade não devem ser tratados como elementos de uma única classificação simples.

A capacidade depende, entre outros fatores, do destino da carga. A NASA atribui ao New Glenn a possibilidade de transportar mais de 13 toneladas métricas para uma órbita de transferência geoestacionária e 45 toneladas métricas para uma órbita terrestre baixa. São números relativos a destinos diferentes: não significam que o foguete transporte as duas cargas na mesma missão nem permitem uma comparação direta com SLS ou Ariane 6 sem dados equivalentes.

Os estágios são seções do veículo que desempenham funções diferentes durante o voo. As fontes identificam um estágio central no SLS e um estágio principal, ou central, no Ariane 6. Também descrevem propulsores sólidos laterais no SLS e motores sólidos no Ariane 5. Os dados sobre este último vêm de uma ficha técnica hospedada pela NASA, e não de uma página atual de descrição de missão.

SLS: um sistema concebido para as missões Artemis

O Space Launch System, ou SLS, é o foguete de exploração do espaço profundo da NASA. A agência associa-o ao Artemis, o seu programa de missões lunares tripuladas e não tripuladas. Segundo a ficha da NASA, o Artemis I utilizou uma nave Orion sem tripulação: o motor RL10 forneceu propulsão no espaço para enviá-la em direção à Lua. A agência afirma que esse motor deverá voltar a desempenhar esse papel no Artemis II e no Artemis III, descritos como missões lunares tripuladas.

Neste contexto, a função do RL10 é fornecer propulsão no espaço, não representar todos os motores que impulsionam o foguete a partir da plataforma. A NASA informa que o estágio provisório de propulsão criogênica do SLS, o ICPS, utiliza um RL10 fabricado pela L3Harris. O motor queima hidrogênio líquido e oxigênio líquido e produz 24.750 libras de empuxo. A fonte não apresenta aqui uma comparação com outros motores; portanto, o número descreve esse componente, não o empuxo total do SLS.

Segundo a NASA, o estágio central do SLS tem 212 pés de altura e 27,6 pés de diâmetro. Armazena hidrogênio e oxigênio líquidos criogênicos e contém os sistemas que os alimentam a quatro motores RS-25. Também abriga os computadores de voo e grande parte da aviônica. A NASA anunciou ainda a conclusão da montagem do motor RS-25 número 2063 para a família SLS; a descrição disponível informa que os RS-25 impulsionam o estágio central.

Propulsores sólidos e motores líquidos

O SLS combina diferentes tipos de sistemas de propulsão. A NASA descreve os seus propulsores sólidos como os maiores e mais potentes propulsores de combustível sólido já construídos para voar. Cada um tem a altura de um edifício de 17 andares e queima aproximadamente seis toneladas de propelente por segundo. Segundo a agência, cada propulsor gera mais empuxo do que 14 aeronaves com quatro motores. A comparação ilustra a escala atribuída pela NASA ao componente, mas não substitui uma cifra de empuxo expressa em unidades comuns para comparar foguetes.

Para o Ariane 6, a Agência Espacial Europeia (ESA) descreve o estágio principal, situado na base do veículo. Ele tem 32 metros de altura e 5,4 metros de largura e pesa 23.000 quilogramas sem propelentes. É impulsionado pelo motor Vulcain 2.1, que queima oxigênio líquido. As informações citadas não detalham aqui o desempenho total do Ariane 6 nem todas as configurações possíveis. Assim, as dimensões e o motor descrevem uma parte importante do foguete, não uma especificação completa da capacidade.

Uma ficha técnica do Ariane 5 hospedada pela NASA descreve uma arquitetura diferente: dois motores sólidos segmentados na decolagem, cada um com mais de 500 toneladas de empuxo, além de um estágio central impulsionado por um Vulcain que utiliza oxigênio e hidrogênio líquidos. A ficha resume o veículo como um sistema de 2,5 estágios e quatro unidades de propulsão. Ariane 5 e Ariane 6 são veículos diferentes; os dados de um não devem ser atribuídos ao outro.

New Glenn e a importância do destino

A NASA afirma que o New Glenn é impulsionado por sete motores Blue Engine 4 (BE-4). Nas informações do seu programa de serviços de lançamento, a agência indica capacidade superior a 13 toneladas métricas para uma órbita de transferência geoestacionária e de 45 toneladas métricas para uma órbita terrestre baixa. Uma órbita de transferência é uma trajetória de passagem em direção a outra órbita; a órbita terrestre baixa fica mais perto da Terra. O ponto principal é que a carga transportável muda conforme o destino.

A mesma página informa que o New Glenn está incluído no contrato Launch Services II da NASA. Isso coloca o veículo no âmbito dos serviços de lançamento da agência, mas as evidências fornecidas não detalham um calendário de voos, missões específicas contratadas nem resultados operacionais. O trecho também não informa as características de cada um dos sete motores nem como as funções se distribuem entre os estágios.

O que os dados mostram — e o que permanece incerto

Em conjunto, as fontes mostram diferentes formas de criar capacidade de lançamento: motores líquidos nos estágios centrais, motores para propulsão no espaço e propulsores sólidos que acrescentam empuxo durante a decolagem. Também deixam claro que “potência”, por si só, não descreve um foguete. A carga útil depende do destino, e os dados de um motor ou estágio não equivalem ao desempenho de todo o veículo.

• SLS: está associado ao Artemis; a documentação descreve um estágio central com quatro RS-25, um estágio ICPS com um RL10 e propulsores sólidos.
• New Glenn: a NASA informa sete motores BE-4 e capacidades diferentes para a órbita de transferência geoestacionária e a órbita terrestre baixa.
• Ariane 6: a ESA detalha as dimensões do estágio principal e o motor Vulcain 2.1.
• Ariane 5: a ficha técnica citada descreve uma configuração diferente, com motores sólidos e um estágio central Vulcain.

As evidências não apresentam dados homogêneos sobre massa total, custo, frequência de lançamentos, histórico de voos ou capacidade para os mesmos destinos em todos esses veículos. Permitem explicar componentes e algumas capacidades declaradas, mas não determinar qual é o “melhor” foguete nem fazer uma comparação completa.