ESA

Ao reduzir a massa dos estágios do foguete, a ESA espera aumentar o desempenho da carga em órbita. Esse é o objetivo de um programa chamado PHOEBUS (Prototype of a Highly Optimized Black Upper Stage), que visa produzir tanques e estruturas de estágio superior em fibra de carbono. Agora, após a conclusão da revisão do projeto preliminar do projeto, a ESA contratou o empreiteiro principal ArianeGroup para construir um demonstrador de estágio superior em escala real.

O acordo de € 50 milhões – um complemento a um contrato anterior para estudos de projeto – demonstrará a viabilidade e os benefícios de tanques e estruturas de fibra de carbono aplicados a propulsores criogênicos de hidrogênio e oxigênio de alto impulso. O acordo foi assinado em Bremen, na Alemanha, pelo chefe de transporte espacial futuro da ESA, Rüdeger Albat, em nome do diretor de transporte espacial da ESA, Daniel Neuenschwander, e Karl-Heinz Servos, chefe da diretoria da indústria do ArianeGroup.

Esses chamados "estágios pretos" - nomeados após a cor distinta das estruturas de fibra de carbono - podem se tornar uma característica dos futuros foguetes europeus. A redução de peso oferecida por um estágio Phoebus pode aumentar o desempenho da carga útil em até 2 toneladas - com o benefício adicional de custos de produção mais baixos em comparação com as estruturas metálicas tradicionais.

Phoebus também é um passo importante no caminho para estágios superiores reutilizáveis, que requerem tanques ultraleves para propelentes verdes.

O trabalho realizado até o momento demonstrou que os compósitos de fibra de carbono podem ser usados ​​para os tanques necessários para lidar com hidrogênio e oxigênio criogênicos. Os materiais compostos de carbono podem ser quimicamente muito reativos com o oxigênio, ditando uma seleção cuidadosa das resinas e materiais de fibra que compõem essas estruturas fortes, mas leves.

Substituir o metal por compostos de carbono reduzirá a massa do estágio superior e, portanto, aumentará o desempenho da carga útil. Esses materiais também abrirão caminho para novos designs inovadores de tanques e estruturas.

Albat disse: "A Phoebus promete ganhos significativos de custo, sustentabilidade e desempenho. Este trabalho também pode oferecer benefícios derivados em outras aplicações aeroespaciais - por exemplo, em aeronaves, onde o combustível de hidrogênio pode um dia oferecer benefícios ambientais significativos."

O ArianeGroup trabalhou em estreita colaboração com a MT Aerospace para desenvolver tecnologias de design e fabricação necessárias para realizar tanques criogênicos e estruturas adjacentes em fibra de carbono. A MT Aerospace estabeleceu em Augsburg a capacidade de fabricar estruturas de fibra de carbono e tanques de até 3,5 m de diâmetro.

O instituto aeroespacial DLR da Alemanha será responsável por avaliar o desempenho do demonstrador Phoebus com hidrogênio criogênico e oxigênio em seu centro de testes em Lampoldshausen, na Alemanha.

O projeto Phoebus faz parte do Programa Preparatório de Lançadores Futuros da Diretoria de Transportes Espaciais da ESA.

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