Instituto Superior Técnico

Voo Espacial Relatório de Seminário Aeroespacial II

Resumo

O presente relatório tem como objetivo dar a conhecer os conceitos e características do

Voo Espacial. Nesse sentido, são abordados temas como velocidade de escape e

velocidade orbital, alguns aspetos básicos de órbitas, reentrada balística e algumas

aplicações do voo espacial.

Grupo 5

78315 Cristiana Oliveira

78446 Alexandre Moita

78752 Daniel Pinto

78979 Tiago Ribeiro

79011 Leonardo Cruz

79723 Tiago Bento

Data de Entrega: 17 de Março de 2015

2

Voo Espacial

Índice Introdução ..................................................................................................................................... 3

História do Voo Espacial ................................................................................................................ 4

Velocidade de escape .................................................................................................................... 6

Plataformas de lançamento .......................................................................................................... 7

Sistemas de Propulsão .................................................................................................................. 7

Reentrada Balística ........................................................................................................................ 8

Aspeto básico das órbitas ........................................................................................................... 11

Lançamento orbital ................................................................................................................. 11

Tipos de órbitas ....................................................................................................................... 12

Estabilidade da Órbita ............................................................................................................. 14

Aplicações do Voo Espacial ......................................................................................................... 16

Exploração Espacial ................................................................................................................. 16

Projetos Atuais ........................................................................................................................ 16

Turismo espacial ...................................................................................................................... 18

Conclusão .................................................................................................................................... 19

Referências .................................................................................................................................. 20

3

Voo Espacial

Introdução

O voo espacial nasceu de um misto de dois sentimentos, o primeiro seria aquele que o

Homem tem para com o conhecimento e com o desejo de saber mais sobre o espaço, aquilo que

até hoje é o maior mistério do mundo que habitamos. O segundo tratou-se da necessidade de

adquirir uma vantagem tecnológica com aplicações bélicas, não tivesse o maior

desenvolvimento espacial ocorrido durante o século XX, no qual estão patentes numerosas

guerras e conflitos de interesse. Assim sendo, a modernidade permitiu a criação de uma ponte

que tem vindo a desvendar muitas questões e confirmar numerosas teorias formuladas A priori.

Essa “ponte” é o voo espacial.

Ao longo deste projeto será feita uma análise e exposição de muitos dos avanços que

ocorreram ao longo dos anos na área espacial. Serão ainda tratadas as especificações desta

navegação de entre as quais as bases físicas que sustentam toda esta atividade, desde o

lançamento e reentrada das naves no planeta Terra, até às questões inerentes à própria

circulação orbital. Por fim, a investigação focou-se também naquilo que ser pretendia alcançar

com toda a investigações e meios despendidos, ou seja, os objetivos de tudo o que foi explicado

anteriormente, indicando-se as aplicações e sublinhando importância crescente do voo espacial e

da aposta nesta área.

Finalizando esta introdução, é importante referir que este projeto se baseia no trabalho da

vida de grandes investigadores, físicos e apaixonados pelo Espaço que nos precederam e

merecem o devido reconhecimento.

4

Voo Espacial

Figura 2: Yuri Gagarin a bordo da nave Vostok 1

História do Voo Espacial

O desejo voar, de sair do planeta, e de explorar aquilo que a visão não alcança é quase

inerente à natureza do ser humano. É possível enumerar várias lendas e histórias relacionadas

com este sentimento, desde Dédalo e Ícaro ao português Bartolomeu de Gusmão. A chave para

o voo espacial desde os seus primórdios até à atualidade sempre foi foguete (rocket) (conceito

curiosamente criado pelo génio de Júlio Verne, no século XIX). Este instrumento foi utilizado

primeiramente pela Índia, em 1792, numa guerra contra o exército britânico. Posteriormente

foram desenvolvidos foguetes que atingiam até uma milha (1.6 km) em altura pela Inglaterra,

sendo estes utilizados em várias guerras que se seguiram.

Contudo, no capítulo da exploração espacial, só se começaram a verificar verdadeiros

progressos ao longo do século XX. Ao nível do voo espacial, este século principiou com o russo

Konstantin Tsiolkovsky (1857-1935), conhecido como o pioneiro no ramo da cosmonáutica,

sendo o primeiro a compreender verdadeiramente o uso de foguetes aplicado ao voo espacial

(utilizando em seus projetos hidrogénio e oxigénio líquido como combustíveis). A ele seguiram-

se muitos cientistas americanos e alemães sobressaindo Wernher von Braun (1912-1977),

considerado um dos pais da ciência aeroespacial. Braun não só projetou foguetes como foi

fundamental no que toca a publicitar o seu desejo de atingir a meta espacial, levando um mundo

conservador a acreditar que tal empreendimento seria possível. Ainda assim, foi só aquando da Segunda Guerra Mundial e da Guerra Fria que se lhe

seguiu, que se catapultaram todos os avanços que permitiram chegar onde nos encontramos.

Foram executadas diversas experiências utilizando foguetes (visando obviamente aplicações

militares), inicialmente por parte da Alemanha (com W.v. Braun em destaque), experiências

estas que permitiram aperfeiçoar a tecnologia. Durante este período foi já criado um foguete, V-

2, que atingia a barreira dos 100 km de altitude (convenção usada para se admitir que um objeto

se encontra no espaço).

Finalmente, nos anos cinquenta, começou a luta pela conquista do espaço. O contexto era

de Guerra Fria entre a União Soviética, URSS, e os Estados Unidos, US. Os US temiam as

implicações militares dos avanços russos, assim, o progresso era recebido com apreensão:

Em 4 de outubro de 1957, URSS lançou para o

espaço o Sputnik-1, satélite artificial com cerca de 83 kg

e 58 cm de diâmetro.

Pouco tempo depois, a 3 de Novembro do

mesmo ano, foi lançado o Sputnik-2, ilustrado na Figura

1, transportando a cadela Laika. Este lançamento provou

que era possível a um ser vivo sobreviver às condições

espaciais.

Ao se sentirem ultrapassados, os US, lançaram em

Janeiro de 1958 o seu primeiro satélite, o Explorer I.

A URSS encontrava-se claramente na frente desta

“corrida” a nível tecnológico e para o comprovar, a 12 de Abril

de 1951, realiza o primeiro voo tripulado, no qual Yuri Gagarin

(1934-1968) percorreu uma órbita à volta da terra a uma altitude

de 315 km com uma velocidade aproximada de 28 000 km/h na

nave Vostol 1.

Figura 1: Sputnik-1

5

Voo Espacial

Figura 3: Neil Armstrong na superfície lunar

Seguiu-se Alan Shepard (1923-1998), o primeiro americano no espaço (nave:

Freedom 7), e Jonh Glenn (1921-).

A URSS continuava a enviar pessoas ao espaço, executando o primeiro voo

tripulado primeiro por duas pessoas, depois por três, e finalmente por uma mulher.

Em 25 de Maio de 1961, o presidente dos US,

Jonh Kennedy (1917-1963), num famoso discurso

comprometeu-se com o objetivo de realizar um voo

tripulado à Lua no prazo de uma década. Este projeto

denominou-se de Appolo, e contou com um orçamento

de 25 biliões de dólares.

No dia 20 de Julho de 1969 a nave Appolo 11

comandada por Neil Armstrong (1930-2012) aterrou na

superfície lunar.

Pouco tempo após este feito deu-se por terminada esta corrida espacial em particular, e

muitos outros países começaram a desenvolver projetos de exploração espacial, com vista a

diversos objetivos de entre os quais alcançar Marte, algo atingido pela NASA em 1975, com a

nave Viking 1, ou um asteroide, executado em 2014 pela sonda espacial Rosetta.

No resto do trabalho vão ser focados temas atuais relevantes ao voo espacial que só podem

estudados hoje devido ao avanço exponencial que se deu deste esta época, anos 60, até à

atualidade.

6

Voo Espacial

Velocidade de escape

Para falar do lançamento de um corpo para o espaço, é necessário introduzir primeiro o

conceito de velocidade de escape (escape velocity). A velocidade de escape é a velocidade a

partir da qual, aquando do lançamento de um corpo, o mesmo adquire energia suficiente para

conseguir superar a ação do campo gravítico e não ser puxado de novo para o solo.

De modo a que um objeto consiga vencer a força gravítica exercida por um corpo, é

necessário que a energia cinética do objeto seja superior à energia potencial gravítica.

𝐸𝑛𝑒𝑟𝑔𝑖𝑎 𝑝𝑜𝑡𝑒𝑛𝑐𝑖𝑎𝑙 𝑔𝑟𝑎𝑣𝑖𝑡𝑖𝑐𝑎 = −𝐺𝑚1𝑚2

𝑟 (1.1)

𝐸𝑛𝑒𝑟𝑔𝑖𝑎 𝑐𝑖𝑛é𝑡𝑖𝑐𝑎 = 𝑚1𝑣

2

2 (1.2)

Em que r é a distância entre os centros de massa dois corpos, 𝑚1 a massa do objeto a ser

lançado, 𝑚2 a massa do planeta de onde o objeto será lançado e G a constante de gravitação

universal.

Ignorando quaisquer interações entre o corpo e a atmosfera (resistência do ar, fricção, entre

outras), as equações (1.3) mostram como se chega à fórmula da velocidade de escape.

𝐸𝑛𝑒𝑟𝑔𝑖𝑎 𝑝𝑜𝑡𝑒𝑛𝑐𝑖𝑎𝑙 𝑔𝑟𝑎𝑣𝑖𝑡𝑖𝑐𝑎 + 𝐸𝑛𝑒𝑟𝑔𝑖𝑎 𝑐𝑖𝑛é𝑡𝑖𝑐𝑎 = 0 (1.3a)

𝑚1𝑣

2

2− 𝐺

𝑚1𝑚2

𝑟= 0 (1.3b)

𝑣 = √𝐺2𝑚2

𝑟 (1.3c)

Obtemos assim uma velocidade que apenas depende da massa do planeta e do seu raio

(considerando que o planeta é aproximadamente uma esfera e o seu raio médio é muito maior

que a distância entre corpo a ser lançado e a superfície do planeta, i.e., a altitude do corpo), e

que não depende da massa 𝑚2 do corpo a ser lançado.

Podemos assim calcular uma velocidade de escape para o planeta Terra:

𝑀𝑎𝑠𝑠𝑎 𝑑𝑎 𝑇𝑒𝑟𝑟𝑎 = 5.9736 × 1024 𝑘𝑔

𝑅𝑎𝑖𝑜 𝑑𝑎 𝑇𝑒𝑟𝑟𝑎 (𝑚é𝑑𝑖𝑜) = 1,2742 × 107 𝑚

𝐺 = 6.67384 × 10−11 𝑚3 𝑘𝑔−1 𝑠−2

𝑣 = √2 × 6.67384 × 10−11 × 5.9736 × 1024

6.371 × 106

𝑣 = 11 187,09 𝑚𝑠−1 = 40 273,52 𝑘𝑚ℎ−1

Outras velocidades de escape úteis são a da Lua (2,4 km/s, cerca de 0,21 vezes a da Terra)

e a de Marte (5 km/s, cerca 0,45 vezes a da Terra).

Esta velocidade não é, como se pode inferir, algo que seja facilmente atingível, sendo que

por esta razão são necessários dispendiosos sistemas de propulsão. Estes sistemas serão

analisados posteriormente.

Contudo, nem todos os voos espaciais têm necessidade de sair da órbita terrestre, sendo

muitas vezes o seu objetivo precisamente o de se manter em órbita à volta da Terra. Nestes

casos em que não é necessário atingir a velocidade de escape, basta obter uma velocidade orbital

(conceito que será explicado posteriormente) tal que esta permita que o satélite se mantenha a

orbitar o planeta.

7

Voo Espacial

Plataformas de lançamento

Sendo a construção de uma plataforma de lançamento um investimento dispendioso, a

escolha da sua localização é de extrema importância. De acordo com o que foi referido

anteriormente, é necessário atingir uma velocidade de escape para o lançamento de um foguetão

cujo objetivo não seja orbitar o planeta. Sendo assim, tomando em conta a rotação do planeta

Terra em torno de si próprio, um objeto que se encontre, por exemplo, no equador, por se

encontrar a uma maior distância do eixo de rotação da Terra, terá maior velocidade do que um

objeto que se encontre numa posição de maior latitude.

Considerando que a Terra demora exatamente 24 horas a efetuar uma rotação completa e

que o raio equatorial da Terra é 6378.1 km, podemos então calcular facilmente a velocidade

tangencial de um corpo situado no equador.

𝜔𝑅 = 𝑣 (2.1)

𝑣 =2𝜋 × 6378,1 × 103

24 × 60 × 60

𝑣 = 463,828 𝑚𝑠−1 = 1669,78 𝑘𝑚ℎ−1

Utilizando a seu favor esta velocidade, será necessária menos energia para atingir a

velocidade de escape.

Devido a este facto as plataformas de lançamento da ESA (Centre Spatial Guyanais

(CSG)) e da NASA (Kennedy Space Center) encontram-se, respetivamente, a 5o3' e 28

o30' de

latitude.

Sistemas de Propulsão

A única forma que existe atualmente de atingir velocidades para o voo espacial é através do

uso de foguetões. Apesar de estes poderem ter determinadas características em que diferem uns

dos outros, para poder falar dos vários tipos de foguetões que existem é necessário descrever de

forma básica como funcionam na sua forma mais simples.

De modo a ganhar velocidade, o foguetão necessita de uma força (thrust) que lhe dê uma

aceleração, sendo que esta é obtida através da ejeção de partículas de um bocal a alta

velocidade. Estas partículas podem encontrar-se no estado sólido, líquido ou gasoso. A

eficiência com que um motor usa a sua energia para a ejeção das partículas é um fator de

extrema importância num foguetão, visto que não é a energia que o motor consegue produzir

que faz com que o foguete ganhe velocidade, mas sim força gerada pela ejeção das partículas do

motor. No entanto pode ser favorável trocar alguma eficiência energética por perda de massa.

Podemos distinguir vários tipos de sistemas de propulsão pelo tipo de mecanismo usado

para a ejeção destas partículas:

Foguetões de combustível sólido

Um foguetão de combustível sólido tem a

particularidade do oxidante e do combustível

estarem agregados formando uma massa sólida.

São normalmente usados dois tipos de agregado.

Um deles é do tipo base-dupla e é constituído por

nitrocelulose e nitroglicerina (Cordite) e o outro,

mais comum, é um compósito constituído por um

Figura 4: Esquema de um foguetão de combustível sólido

8

Voo Espacial

oxidante como o nitrato ou perclorato de amónio misturados com um combustível orgânico ou

metálico.

Uma das maiores dificuldades no uso de foguetões de combustível sólido é a produção de

sistemas leves com capacidade de gerar grandes forças. Isto porque é necessário utilizar

materiais com elevadas resistências mecânicas (devido às altas pressões geradas), e estes

materiais têm normalmente densidades elevadas.

Foguetões químicos de Bipropelente líquido Este tipo de foguetão tem um funcionamento que podemos assimilar ao funcionamento de

um motor diesel de um carro

comum, só que no caso do foguetão

o oxidante e o combustível não são

o ar e o gasóleo. O funcionamento

deste tipo de foguetões baseia-se na

combustão através do uso de um

oxidante e de um combustível de

modo a libertar gases de escape a

altas velocidades que por sua vez

irão exercer forças no foguetão e assim aumentar a velocidade do veículo.

O combustível e o oxidante misturam-se apenas na câmara de combustão, sendo enviados

para esta através do uso de bombas hidráulicas ou através da aplicação de pressões elevadas nos

tanques, pressões estas aplicadas com recurso a gases em compressão.

Foguetão de Monopropelente líquido

Estes foguetões fazem uso do facto de ser possível decompor certas substâncias líquidas

em gases que se vão encontrar a elevadas temperaturas e assim ser ejetados a alta velocidade.

O monopropelente líquido mais utilizado é o peróxido de hidrogénio que quando é passado

por uma rede de catalisador de platina é decomposto em vapor de água e oxigénio.

Apesar da força gerada por estes foguetões ser baixa comparativamente a outros, a sua

simplicidade e facilidade com que podem ser adaptados faz com que sejam usados em projetos

em que a eficiência do propelente utilizado não seja de grande importância.

Figura 5: Esquema de um foguetão químico de Bipropelente líquido com bombas hidráulicas

Figura 6: Esquema de um foguetão de Monopropelente líquido

9

Voo Espacial

Figura 7: Esquema de um corpo a entrar na atmosfera

Reentrada Balística

Nas missões espaciais em que é necessário regressar à Terra, é fundamental existir uma

estratégia que possibilite o retorno da nave de forma a manter em segurança a sua carga e/ou

ocupantes. Neste sentido, é essencial compreender o conceito de reentrada balística.

Posto isto, nas trajetórias balísticas de longo alcance, uma das fases que requer uma maior

atenção por parte dos engenheiros encarregues do design do míssil é a reentrada na atmosfera

terrestre. A razão principal prende-se com o facto de que a força de arrasto aerodinâmica é

bastante intensa, devido à velocidade com que o míssil efetua a descida, o que faz com que

exista uma elevada taxa de transferência de calor para o míssil, fazendo com que este possa

atingir temperaturas na ordem das dezenas de milhares de graus Celsius.

É necessário, então, proteger o míssil com material que absorva bem o calor para evitar a

destruição de elementos essenciais. No entanto, por cada quilo de material que é carregado para

"queimar" muitos quilos de combustível são necessários para que o míssil consiga obter o

alcance pretendido, desta forma, decorre naturalmente que a massa total deve ser minimizada.

Os objetivos principais deste trabalho são analisar o movimento de reentrada na atmosfera e

tentar compreender de que formas o design do míssil pode afetar a transferência de calor.

Considere um corpo de massa m a entrar na atmosfera a partir de uma altitude elevada. Se a

uma dada altitude y, a velocidade é v e o ângulo de aproximação é θ com a horizontal, as

equações paramétricas do movimento são:

(3.1) {

𝑑2𝑦

𝑑𝑡2 = −𝑔 +𝐶𝜌𝑣2𝐴

2𝑚sin 𝜃

𝑑2𝑥

𝑑𝑡2 = 𝐶𝜌𝑣2𝐴

2𝑚cos 𝜃

Onde,

C – coeficiente de arrasto, adimensional

v – velocidade de entrada, ft/sec

A – área considerada na avaliação do

arrasto, sqft

m – massa do corpo

𝜌 – massa específica do ar, slugf/ft3

g – aceleração da gravidade, ft/𝑠𝑒𝑐2

Assumindo que o coeficiente de arrasto é constante e que a densidade da atmosfera varia

exponencialmente com a altitude, é possível demonstrar através das equações paramétricas que

a desaceleração devido ao arrasto é geralmente maior do que devido à aceleração da gravidade.

Sendo também possível concluir que a trajetória do míssil é essencialmente uma linha reta e que

o ângulo de entrada é mantido constante.

Para a maioria dos mísseis a máxima desaceleração ocorre a uma alta altitude. Um dos

aspetos mais interessantes é que a desaceleração máxima é independente das características

físicas do míssil, dependendo apenas da velocidade e do ângulo de entrada, como se pode

verificar nas equações (3.2):

𝑑𝑣𝑑𝑡𝑔

= − 𝛽𝑣2 sin 𝜃

2𝑔 (3.2𝑎) , 𝛽 =

1

22000𝑓𝑡−1(3.2𝑏)

10

Voo Espacial

A velocidade do míssil no momento de máxima desaceleração apresenta uma relação fixa

com a velocidade de entrada (cerca de 61%) e a altitude a que ocorre pode ser expressa pela

equação (3.3):

𝑦 = 1

𝛽𝑙𝑛

𝐶𝜌𝐴

𝛽𝑚 sin𝜃 (3.3)

Verificando-se que depende das características físicas e do ângulo de entrada, mas não da

velocidade de entrada.

Como foi referido anteriormente é vital que a massa do míssil seja a mínima possível. O

calor total transferido do ar para o míssil tem de ser absorvido por algum material refrigerante.

Uma vez que este material tem uma temperatura máxima admissível, segue que apenas

consegue aceitar uma dada quantidade de calor por unidade de massa o que implica que o calor

total transferido para o míssil deve ser o mínimo possível. A quantidade total de calor é dada

pela equação (3.4).

𝑄 =1

4(𝐶′𝑆

𝐶𝐴)𝑚𝑣2 (1 − 𝑒

−𝐶𝜌𝐴

𝛽𝑚𝑠𝑖𝑛𝜃) (3.4)

Onde C’ é o coeficiente de fricção equivalente [adimensional] e S é a área da superfície de

contacto [𝑓𝑡2].

Após uma breve análise é possível concluir que se um míssil é relativamente leve, a massa

mínima de material refrigerante requerida é obtida com uma forma contundente. Por outro lado,

se o míssil é relativamente pesado a massa mínima de material refrigerante é conseguida com

uma forma longa e esguia.

Por vezes o material refrigerante é simplesmente o material que envolve o míssil e por isso

deve também conferir suporte estrutural. A tensão a que a estrutura é submetida é determinada,

em parte, pelo gradiente de temperatura que é induzido. Tendo em conta que estes gradientes de

temperatura são proporcionais à taxa de transferência de calor, faz com que esta seja um fator de

extrema importância no design do míssil. Desta forma a tensão na estrutura pode ser

determinada pela taxa de transferência de calor por unidade de área.

Estudando os efeitos da taxa de transferência de calor por unidade de área no míssil é

legítima a conclusão de que a minimização da tensão no material pode ser conseguida usando

tanto um míssil de ogiva contundente ou esquia, enquanto mísseis de ogiva intermédia devem

ser definitivamente evitados. A magnitude da tensão na ponta do míssil pode ser reduzida

utilizando uma ponta com o maior raio possível, ou seja a ogiva contundente, com uma forma

que induz elevado atrito tem uma certa vantagem em ser utilizada relativamente a este respeito.

Em suma, se o veículo de reentrada tem uma forma contundente, o ar não consegue sair

rapidamente da trajetória do míssil atuando desta forma como um escudo de ar empurrando a

onde de choque e de calor para longe do veículo. Assim, a maioria dos gases quentes já não

estão na presença imediata do veículo, o que consequentemente faz com que a energia se

mantenha no gás sendo mais tarde dissipada para a atmosfera.

11

Voo Espacial

Aspeto básico das órbitas

Anteriormente foi explicitado os diferentes tipos de veículos espaciais, uns têm o intuito de

chegar à superfície de outros planetas, já outros, como os satélites e algumas sondas espaciais,

têm como objetivo recolher informações à distância. Para tal estes ocupam órbitas em torno dos

astros que analisam. Consoante o objetivo da análise podem ocupar diferentes tipos de órbitas

que proporcionam distintas perspetivas sobre o objeto em estudo.

Lançamento orbital

É essencial no lançamento de um satélite a determinação da altura certa para o seu

lançamento, para que este fique na órbita desejada. Daí que o termo janela de lançamento (lauch

window) seja utilizado.

Como o plano orbital desejado está fixo no espaço inercial, esta é o período de tempo em

que o local de lançamento à superfície da Terra cruza-se com o plano orbital pretendido.

Este período em que deve ser efetuado o lançamento depende da altitude e latitude do local

de lançamento, da inclinação da órbita do satélite e do sentido da órbita relativamente ao plano

de referência: do hemisfério sul para o norte ou vice-versa.

Para que uma janela de lançamento exista é essencial que o local de lançamento cruze o

plano orbital, este requisito impõe limitações na inclinação orbital, i, possível para determinada

latitude, L: nenhuma janela de lançamento existe se L > i para uma órbita direta ou se L >180⁰- i

para órbitas retrógradas; existe uma janela se L=i ou para L=180⁰-i; e por fim, existem duas

janelas de lançamento se L < i ou para L < 180⁰-i.

O ângulo azimutal de lançamento referido na

Figura 9 é o ângulo medido segundo o sentido horário

entre a direção do norte e a projeção do plano orbital no

local de lançamento.

A equação (4.1) dá o ângulo azimutal de

lançamento1:

𝛽 = 𝛽1 ∓ 𝛾 ≈ 𝛽1 (4.1a)

Onde sin𝛽1 =cos 𝑖

cos𝐿 (4.1b)

e tan 𝛾 =𝑉𝐿 cos𝛽1

𝑉0−𝑉𝑒𝑞 cos 𝑖≈

𝑉𝐿

𝑉0cos𝛽1 (4.1c)

Em que VL é a velocidade inercial do local de

lançamento dada pela equação (4.3), Veq = 464.5 m/s a

velocidade de rotação da Terra no equador, V0 a velocidade do satélite imediatamente após o

lançamento, β1 o ângulo de inércia azimutal de lançamento2 e 𝛾 uma correção que tem em conta

a contribuição da rotação da Terra para a velocidade.

Após o cálculo do ângulo azimutal de lançamento obrigatório para alcançar uma

determinada órbita é necessário calcular a velocidade necessária para acelerar a carga desde o

1 Launch azimuth

2 Inertial launch azimuth

Figura 8: Geometria da janela de lançamento, na qual i é a inclinação orbital, L a latitude do local de lançamento e β o ângulo azimutal de lançamento

12

Voo Espacial

repouso, no local de lançamento, até à requerida burnout velocity3. Para isso usamos

coordenadas topocêntricas, cujo esquema de orientações está ilustrado na Figura 10:

𝑉𝑆 = −𝑉𝑏𝑜 cos𝜙 sin𝛽𝑏 (4.2a)

𝑉𝐸 = 𝑉𝑏𝑜 cos𝜙 sin𝛽𝑏−𝑉𝐿 (4.2b)

𝑉𝑍 = 𝑉𝑏𝑜 sin𝜙 (4.2c)

As equações (4.2) dão as componentes da

velocidade no sistema de coordenadas mencionado

anteriormente. Nestas Vbo é a burnout velocity, 𝜙 é o

ângulo da trajetória no burnout, βb é o ângulo azimutal

no burnout e VL é a velocidade do local de lançamento à latitude L, que é dada pela equação

(4.3):

𝑉𝐿 = (464.5𝑚/𝑠) cos 𝐿 (4.3)

Tipos de órbitas

Existem diversos tipos de órbitas que podem ser classificadas segundo diferentes

parâmetros. Destas podemos salientar três tipos de órbitas terrestres: low Earth orbit, medium

Earth orbit e high Earth orbit.

Low-Earth Orbit

Os satélites em low Earth orbit orbitam a altitudes entre os 180 e 2000km. A maior parte

dos satélites científicos, como a International Space Station e o Telescópio Espacial Hubble

possuem esta órbita.

A altitude da órbita determina a velocidade do satélite, daí que estes satélites deem uma

volta à Terra rapidamente. Por exemplo, a ISS têm um período orbital de 92.69 minutos, no

entanto um satélite meteorológico a uma altitude de 36 000km têm um período de 23horas e

56minutos e 4segundos.

Como ainda há atmospheric drag e efeitos da força da gravidade do Sol e da Lua a órbita

do satélite vai sofrendo alterações, que têm de ser contrariadas através de ajustamentos

regulares.

Mid-Earth Orbit

Os satélites em medium Earth orbit orbitam a altitudes entre os 2000 e 35 780km. É de

salientar dois tipos de órbitas mais comuns dentro desta categoria: a órbita semi-síncrona e a

órbita Molniya.

A órbita semi-síncrona é quase circular e está a 20 200km de altitude. Um satélite que a

prescreva demora 12h a completar uma órbita. Esta é consistente e altamente previsível, sendo

usado pelos satélites do Sistema de Posicionamento Global (GPS).

3 Máxima velocidade atingida quando a queima do propelente cessa.

Figura 9: Sistema de Coordenadas Topocêntricas

13

Voo Espacial

Por outro lado, a órbita Molniya é bastante

excêntrica, o satélite move-se segundo uma elipse na

qual a Terra está mais perto de um dos focos, como se

pode observar pela Figura 11. Quando este se encontra

perto da Terra move-se a grande velocidade, pois é

acelerado pela gravidade, mas à medida que se afasta a

sua velocidade diminui. Um satélite que prescreva esta

órbita demora 12h a completá-la, porém passa dois

terços desse tempo sob apenas um dos hemisférios.

Esta órbita é útil para as comunicações no extremo

norte ou sul, sendo usada atualmente pelos satélites de

comunicação russos e pelos satélites de rádio Sirius.

High-Earth Orbit

Os satélites em high Earth orbit orbitam a altitudes superiores a 35 780km.

Quando um satélite se encontra a 42 164 km do centro da Terra move-se à mesma

velocidade com que a Terra gira, por isso fica sempre à mesma longitude, este tipo de órbita é

denominada geossíncrona ou geoestacionária. Esta é extremamente importante para a

monitorização do tempo, uma vez que os satélites fornecem uma visão constante da mesma

superfície, por exemplo os satélites meteorológicos Meteosat da ESA prescrevem esta órbita,

bem como os Geoestacionary Operation Environmental Satellite (GOES), que fornecem

informação sobre nuvens, vapor de água e vento que permitem previsões meteorológicas.

Visto que os satélites geoestacionários estão sempre sob a mesma localização são também

utilizados em comunicações.

Na high Earth orbit também existe outro caso

com especial interesse: os pontos de Lagrange. Nestes

a força da gravidade da Terra a que um corpo está

sujeito anula a do Sol e consequentemente vai girar

com a Terra em torno do Sol. Existem cinco pontos de

Lagrange, que estão ilustrados na Figura 12.

O primeiro ponto de Lagrange, L1, está situado

entre a Terra e o Sol, o que permite aos satélites uma

visão permanente do Sol. A Solar and Heliosheric

Observatory (SOHO) é uma sonda espacial da NASA

e da ESA que tem como objetivo monitorizar o Sol.

O segundo ponto de Lagrange, L2, está localizado

atrás da Terra, estando sempre alinhado com a Terra e

o Sol, por isso satélites neste ponto só precisam de um escudo térmico. Presentemente neste

ponto está a Wilkinson Microwave Anisotropy Probe (WMAP) cuja missão é estudar a natureza

do universo através da medição das diferenças de temperatura que se observam na radiação

cósmica de fundo. Além disso, este ponto também fornece uma boa localização para telescópios

espaciais.

No quarto e quinto ponto de Lagrange estão localizadas as naves espaciais Solar

Terrestrial Relations Observatory (STEREO) que fornecem uma visão tridimensional do Sol e

permitem observar fenómenos solares, como as ejeções de massa corporal (EMC).

Figura 10: Órbita Molniya

Figura 11: Pontos de Lagrange

14

Voo Espacial

Figura 12: Equilíbrio de forças orbitais

Outros tipos

Para além das órbitas previamente mencionadas, podem-se acrescentar a órbita polar e a

órbita Sun-synchronus.

Na órbita polar o satélite passa sobre os pólos de rotação do planeta, estas são utilizadas

para mapear um planeta, como é o caso das sondas Mars Express e Venus Express da ESA.

Além disso, muitos dos satélites do Sistema de Observação da Terra têm uma órbita quase

polar, demorando cerca de 99 minutos a completar a órbita.

Na órbita Sun-synchoronous o satélite passa sobre a mesma parte da Terra, ao mesmo

tempo local todos os dias. Este tipo de órbita é essencial uma vez que os ângulos de incidência

da radiação solar sobre a superfície mantêm-se consistentes, embora variem com a estação, o

que permite estudar as mudanças climáticas. A sonda espacial Proba-2 da ESA possui esta

órbita.

Estabilidade da Órbita

Agora que já é possível compreender o conceito de órbita e as suas características, é

importante sublinhar os aspetos físicos básicos que permitem o voo espacial estável por estas

“estradas” à volta da terra.

Como foi referido anteriormente as órbitas mais próximas do planeta não se encontram a

alturas muito inferiores a 200 km. Isto acontece pois caso se encontrem mais baixas, a

resistência atmosférica torna impossível a manutenção de uma órbita estável. Por outro lado,

para altitudes muito grandes, superiores aos limites definidos para as High-Earth Orbits, a terra

deixaria de exercer uma força atrativa suficiente para manter um objeto em rotação em torno da

mesma, sendo ele projetado para o espaço.

Posto isto, as órbitas dependem também de alguns fatores, como a altitude, o coeficiente

balístico (medida da habilidade que um corpo tem para ultrapassar a resistência do ar que se

opõem ao seu movimento), e o tempo espacial (no qual estão incluído os ventos solares, e as

condições presentes nas camadas atmosféricas mais exteriores da terra como a termosfera ou a

exosfera).

Aquando do seu voo espacial é criado pelo corpo um momento que resulta do efeito da sua

massa e velocidade combinados. Isto é:

�⃗� = 𝑚𝑣 (5.1a)

Os objetos mantêm-se em orbita pois a taxa de variação de momento ao longo do tempo

balança a força da gravidade causada pela massa do planeta

Terra. Este efeito impede que o corpo caia para a sua

superfície o que aconteceria se por exemplo, um satélite

tivesse uma velocidade orbital demasiado pequena como

ilustra o tracejado azul da Figura 5. Se em vez disso a

velocidade do corpo fosse demasiado grande, o momento

opunha-se à força atrativa terrestre e o corpo era projetado

para o espaço como está representado pelo tracejado verde

da Figura 13. O que acontece então é como se um objeto

estivesse sempre a cair mas sem tocar a superfície do

𝐹𝑔⃗⃗⃗⃗ ⃗

�⃗�

15

Voo Espacial

planeta, descrevendo uma trajetória circular em torno do globo. Assim, é possível, a partir de

expressões físicas básicas compreender como é possível manter a estabilidade numa órbita:

𝐹𝑔⃗⃗⃗⃗ ⃗ = 𝑚𝑔 (5.1b), sendo 𝐹𝑔⃗⃗⃗⃗ ⃗ a força exercida pela terra e 𝑔 a aceleração da gravidade

Taxa de variação temporal do momento:

𝑑�⃗�

𝑑𝑡=

𝑑

𝑑𝑡𝑚𝑣 = 𝑚 ∗ 𝑎𝑐⃗⃗⃗⃗ = 𝑚 ∗

�⃗� 2

𝑟 (5.1c), onde 𝑎𝑐⃗⃗⃗⃗ é a aceleração centrípeta do corpo,

𝑎𝑐 =𝑣2

𝑟, e r representa o raio da terra somado à altura da órbita em relação à superfície

terrestre, 𝑟 = 𝑟𝑡 + ℎ.

Qual será então a velocidade necessária para manter um objeto em órbita? A resposta

pode ser facilmente obtida:

Conjugando as equações (5.1):

𝑚 ∗�⃗� 2

𝑟= 𝑚𝑔 ⟹ 𝑣 = √𝑔𝑟 (5.2) (não há dependência da massa);

Porém, 𝑔 ≠ 9.78 𝑚/𝑠2, já que este valor é apenas válido ao nível do mar. Então,

recorrendo à lei da gravitação universal:

𝐹𝑔 = 𝑚𝑔 =𝐺𝑚𝑀

𝑟2 ⟺ 𝑔 =𝐺𝑀

𝑟2 (5.3)

Portanto, substituindo o resultado da equação (5.3) na (5.2), obtém-se a equação 5.4 que

explicita a velocidade orbital, i.e. a velocidade que permite manter uma órbita estável em função

da altitude do objeto em órbita4.

𝑣 = √𝐺𝑀

𝑟(5.4)

4 Estas deduções são apenas válidas para órbitas circulares, complicando-se caso a sua forma seja

elíptica.

16

Voo Espacial

Aplicações do Voo Espacial

É de fundamental importância perceber o funcionamento de uma aeronave e o vasto

conjunto de obstáculos que existem desde o seu processo de fabrico até ao seu lançamento para

o espaço. Por outro lado, num termo menos técnico, é também importante perceber em que

aspetos é que o homem pode beneficiar desta capacidade no seu dia-a-dia.

Atualmente observa-se que a maior parte das aeronaves enviadas para o espaço servem

como auxílio para atividades na Terra, mais precisamente satélites de comunicações, satélites

televisivos e outros de observação terrestre (fins militares/meteorologia). Convém ainda

relembrar que tanto a colonização como a exploração espacial são também algumas aplicações

do voo espacial. É importante ainda realçar o facto de hoje em dia muitas pessoas terem

intenções de ir ao espaço por puro lazer, algo que tem ganho alguma significância nos últimos

anos.

Exploração Espacial

A exploração espacial centra-se na descoberta e investigação, através de veículos espaciais

tripulados e não tripulados, do todo o universo para lá da atmosfera da Terra, no qual se incluem

todos os corpos celestes que existem. O seu objetivo é expandir o conhecimento do cosmos e de

tudo nele incluído, assim como o benefício da raça humana, como parte integrante do cosmos.

Existem atualmente inúmeros projetos levados a cabo tanto por agências internacionais

como empresas privadas cujos objetivos principais são a exploração espacial. Do mesmo modo,

os seus destinos são também variados, desde planetas como Marte ou Júpiter, satélites naturais

como a Lua ou Europa, cometas, ou observação de estrelas e outros corpos celestes.

Projetos Atuais

Missão Rosetta – Cometa 67P/ Churyumov-Gerasimenko

Em Novembro de 1993 a Agência Espacial Europeia (ESA) aprovou a missão internacional

Rosetta como parte do seu programa de ciência Horizons 2000. O seu objetivo seria o de

alcançar o cometa 67P/Churyumov-Gerasimenko, situado a uma distância superior a cinco vezes

a distância entre o Sol e a Terra, para assim poder recolher amostras que pudessem ajudar a

resolver alguns dos mistérios do universo. Assim, cientistas de todo o mundo juntaram-se para

tornar possível a viagem de dez anos que esperaria à nave Rosetta, que, após atingir o seu

destino, orbitaria o cometa até ser encontrado o lugar onde a sonda Philae (que chegaria até ao

cometa por intermédio de Rosetta) seria largada para assim aterrar no mesmo. Philae por sua

vez estaria encarregue de recolher amostras do cometa gelado e realizar testes sobre as mesmas,

enviando os resultados para a Terra.

A missão Rosetta teve início em Março de 2004, através do lançamento de um foguetão

Ariane-5 em Korou, na Guiana Francesa, e, de facto, a 12 de Novembro de 2014, a sonda Philae

aterrou no cometa 67P, tornando-se assim na primeira sonda a fazer contacto físico com um

cometa. No entanto, a aterragem não ocorreu de forma perfeita pois Philae aterrou numa zona

do cometa sombreada o que se traduziu numa perda bastante acelerada da sua bateria que,

devido à sua localização, não pôde ser recarregada pelos painéis solares e teve assim de entrar

em modo de hibernação. Contudo, imagens recentes da nave Rosetta mostram que Philae se

encontra novamente (devido ao movimento do cometa) numa zona onde incide luz solar, o que

poderia significar que a bateria fique suficientemente carregada para assim poder, antes de ficar

17

Voo Espacial

fora do alcance das comunicações da Terra, finalizar a transmissão das informações sobre os

testes que realizou.

Os resultados destes testes irão ajudar a perceber exatamente quais os componentes

químicos presentes no cometa, comparando-os com estudos e testes anteriores feitos pela ESA

através observações desde a Terra e pela nave Giotto. Estes estudos mostram que os cometas

contêm moléculas orgânicas complexas ricas em Carbono, Hidrogénio, Azoto e Oxigénio que

formam, entre outros, aminoácidos, componentes essenciais para o desenvolvimento da vida.

Espera-se que os resultados dos testes de Philae permitam assim inferir se é possível que a vida

na Terra tenha sido, como alguns científicos defendem, “semeada” por um cometa.

SpaceX – Falcon 9 Reusable Rocket

Em setembro de 2011, Elon Musk, CEO da empresa SpaceX, anunciou o início de um

projeto cujo objetivo seria o de criar um foguetão reutilizável capaz de, após enviar a sua carga

para fora da atmosfera, regressar à Terra e realizar uma aterragem vertical e controlada numa

plataforma situada no mar. O foguetão em questão seria ajudado a manter a sua verticalidade e

reduzir a velocidade por quatro flaps situados no topo da estrutura. Do mesmo modo, os

motores seriam ligados duas vezes durante a descida propriamente dita, de modo a reduzir a

velocidade de 4600 km/h a 7 km/h, tornando assim a aterragem o mais suave possível. Apesar

de já terem sido realizadas várias tentativas em que a SpaceX esteve perto de atingir o seu

objetivo, ainda não foi conseguida uma aterragem vertical segura e controlada na plataforma.

A concretização deste projeto

significaria o início de uma nova era

de exploração espacial, já que os

custos de qualquer viagem espacial

seriam reduzidos, de acordo com

Elon Musk, num fator de 100. Isto

tornaria possível não só um aumento

do número de expedições espaciais

por ano, mas também abriria portas a

novas missões que necessitassem de

aterragens seguras em lugares

remotos (como a colonização de

Marte), ou até a possibilidade de

regressar à Terra da mesma forma.

“If you saw a movie about the future with aliens landing, how do they land? Like that. I

mean it’d be kind of weird if the aliens landed in the ocean with parachutes. It’d be like, OK –

nothing to fear.”

Elon Musk

Figura 13: Fases de voo do Falcon 9 Reusable

18

Voo Espacial

Turismo espacial

O século XX ditou um avanço de enorme mérito no turismo aéreo, fundamental no

quotidiano dos tempos atuais, e muito provavelmente o mesmo irá acontecer com o turismo

espacial no presente século. Desde 1961, quando Yuri Gargarin revolucionou o mundo da

ciência e tecnologia ao ser o primeiro homem a atravessar a atmosfera e viajar no espaço,

apenas 547 pessoas seguiram o mesmo caminho. Apesar de ter tido um começo demorado na

sua expansão, o turismo espacial está neste momento a atravessar um momento de amplos

progressos.

Já em 1997 a NASA referia que a ideia de enviar cidadãos privados para o espaço podia ser

transformada numa indústria com receitas nas ordens dos milhares de milhões de euros. No

entanto, todas as envolventes deste processo, como as condições extremas do espaço, o

desenvolvimento de um veículo reutilizável e ao mesmo tempo fiável e muitas burocracias,

tendem a atrasar o seu crescimento.

Através de um acordo entre a empresa norte-americana Space Adventures e o programa

espacial russo, a 30 de Abril de 2001 Dennis Tito tornou-se o primeiro turista espacial, viajando

até á ISS a bordo da nave Soyuz a troco de 20 milhões de dólares. Durante oito anos este

programa enviou um total de 7 pessoas para o espaço, por preços na ordem dos 30 milhões de

dólares, com finalidades turísticas. Isto durou até que em 2010 o programa espacial russo

acabou com estas viagens justificando-se que com o aumento da equipa que trabalhava a bordo

da ISS, deixavam de haver lugares na nave de transporte. Todos os passageiros que pagaram por

esta oportunidade foram submetidos a treinos intensivos durante 6 meses na famosa Cidade das

Estrelas na Rússia.

Hoje em dia existem várias empresas que se encontram na vanguarda deste ramo do

turismo sendo as principais: Space X, XCOR Aerospace, Virgin Galactic e Boeing.

Um dos projetos que era, sem dúvida, dos mais esperados surgiu de uma parceria entre as

empresas Virgin Galactic e Scaled Composites. Fundada em 2004 pelo milionário norte-

americano Richard Branson, a Virgin Galactic auto intitula-se “a primeira linha espacial

comercial” e tem como principal objetivo tornar real o sonho de muitos cidadãos de irem ao

espaço. Com uma equipa de mais de três mil pessoas que conta com especialistas nos mais

variados ramos da ciência, o seu principal grupo dedicado ao turismo trabalha na nave

SpaceShipTwo que planeia começar a fazer viagens ao espaço em 2017. Num dos primeiros

testes de voo da aeronave em Outubro de 2014 uma falha no sistema de segurança originou um

acidente, fatal para o piloto, que teve um grande impacto nos avanços do projeto.

De diferentes maneiras todas as empresas têm como principal objetivo descobrir, a curto

prazo, um meio fiável de colocar as suas aeronaves no espaço, percorrendo velocidades

supersónicas e hipersónicas, com uma boa relação custo-benefício.

19

Voo Espacial

Conclusão

Sendo o tema deste relatório o Voo Espacial, o objetivo principal do mesmo passou por

expor as suas características, fases, aplicações e requerimentos. Do mesmo modo, e para uma

compreensão mais geral do tópico, foi necessário estudar os seus avanços ao longo do tempo e

possíveis perspetivas futuras.

De um ponto de vista mais técnico, é essencial dominar certos conceitos físicos como

velocidade de escape e velocidade orbital, propulsão, tipos de órbitas, reentrada balística, para

assim compreender como se processam as diferentes fases de voo.

É fundamental que todas as fases de voo sejam executadas de forma altamente controlada e

sem o mais pequeno erro, pois para além do risco nos casos em que há vidas envolvidas, o custo

de todos os equipamentos científicos ou de navegação é extremamente elevado.

O maior desafio no lançamento de um foguetão passa pela velocidade que o mesmo tem de

atingir num curto intervalo de tempo, partindo do repouso de modo a que este consiga passar a

atmosfera e ao mesmo tempo se mantenha na órbita desejada, no entanto também o ângulo de

lançamento é substancial. Como tal, é necessário ter em conta tanto a localização da plataforma

de lançamento, como a eficácia dos sistemas de propulsão. A elevada temperatura a que a nave

está sujeita na entrada da atmosfera devido às elevadas velocidades a que se desloca faz com

que o material escolhido seja um elemento chave no processo de fabrico e no design da nave.

Como já foi referido, sendo os custos e riscos em caso de acidente muito elevados,

qualquer mudança, quer na produção, quer nos mecanismos e processos utilizados na indústria

espacial, requerem um extenso número de testes e protocolos antes de serem posta em prática.

Por esta razão, por vezes, certas inovações nesta indústria demoram algum tempo até serem

aprovadas, o que caracteriza a mesma como uma das indústrias mais conservadoras a nível

global.

Até ao ano 2004 apenas as empresas governamentais podiam enviar naves tripuladas para o

espaço. Hoje em dia existem várias empresas que se dedicam ao setor espacial, mas contudo,

devido aos elevados custos associados, o que por sua vez implica que este seja um setor

altamente competitivo, são poucos os grupos que têm capacidade financeira para se manter na

luta por um lugar no espaço.

Pela observação dos aspetos analisados entende-se que este trabalho não tem como objetivo

uma análise pormenorizada dos elementos do voo espacial, mas sim dar a conhecer as suas

componentes de um modo geral.

Para além de uma oportunidade para obter novos conceitos ou aprofundar outros que já

eram conhecidos, este trabalho proporcionou um enriquecimento a nível pessoal da capacidade

de trabalhar em grupo.

“Everyone I have spoken with about working with the Russians in space exploration

believes that the United States has learned a great deal from Russia and that Russia has learned

a great deal from the United States – and that the entire international space partnership is

much better because of it.”

Ron Garan, The Orbital Perspective: Lessons in Seeing the Big Picture from a Journey of

71 Million Miles

20

Voo Espacial

Referências (secção da história do voo espacial)

Carbonell, Luís Miguel. “Ciências da terra e do universo”, 4ª edição, Lisboa: Público;

Pina, Lorenzo. “Universo”, Hiperlivro;

Dier, Allen. “Espaço”, Circulo de Leitores;

Acedido dia 13/3/2015: http://www.history.com/topics/space-race

http://www.sputnik.com/company/ (Figura 1)

http://www.sputnik.com/company/ (Figura 2)

http://world-famous-people.blogspot.pt/2010/08/neil-armstrong-biography.html (Figura 3)

(secção da velocidade de escape, plataformas de lançamento e sistemas de propulsão)

Acedido dia 10/3/2015:

http://hyperphysics.phy-astr.gsu.edu/hbase/gpot.html#gpt (Equação 1.1)

http://hyperphysics.phy-astr.gsu.edu/hbase/ke.html#ke (Equação 1.2)

http://hyperphysics.phy-astr.gsu.edu/hbase/vesc.html (Equações 1.3)

http://hyperphysics.phy-astr.gsu.edu/hbase/rotq.html (Equação 2.1)

http://www.mathscareers.org.uk/article/escape-velocities/

http://www.esa.int/Our_Activities/Launchers/Europe_s_Spaceport/Europe_s_Spaceport2

http://what-when-how.com/space-science-and-technology/solid-fuel-rockets/ (Figura 5)

http://genesismission.4t.com/Physics/Laws_of_Motion/Rockets.html (Figura 6)

http://www.lr.tudelft.nl/en/organisation/departments/space-engineering/space-systems-

engineering/expertise-areas/space-propulsion/propulsion-options/chemical-rockets/liquid/

(Figura 7)

(secção da reentrada balística – Equações 3.1 a 3.4)

Allen, H. Julian; Eggers, Jr., A. J. (1958). "A Study of the Motion and Aerodynamic Heating of

Ballistic Missiles Entering the Earth's Atmosphere at High Supersonic Speeds". NACA Annual

Report (NASA Technical Reports) 44.2 (NACA-TR-1381): 1125–1140.

(secção dos aspetos básicos das órbitas)

“Space Mission Analysis and Design”, 3ªedição, James R. Wertz, Wiley J. Larson. (Figura 9 e

equações (4.1), (4.2) e (4.3))

Acedido no dia 7/3/2015:

http://www.celestrak.com/columns/v02n02/ (Figura 10)

http://earthobservatory.nasa.gov/Features/OrbitsCatalog/ (Figuras 11 e 12)

http://www.mso.anu.edu.au/pfrancis/roleplay/MysteryPlanet/Orbits/ http://www.braeunig.us/space/orbmech.htm

(secção da exploração espacial)

Acedido dia 10/03/15:

http://www.britannica.com/EBchecked/topic/557348/space-exploration

http://spectrum.ieee.org/tech-talk/aerospace/space-flight/spacex-launch-and-drone-landing-pad

http://www.americaninfographic.com/post/107426279013/infographic-spacex-flyback

(Figura 14)

http://www.theguardian.com/science/2015/jan/05/spacex-mission-reusable-rockets-elon-musk

(Citação de Elon Musk)

http://www.esa.int/Our_Activities/Space_Science/Rosetta

(secção do turismo espacial)

Acedido dia 11/03/15:

http://www.virgingalactic.com/human-spaceflight/

http://www.space.com/18853-spacex.html

http://www.goodreads.com/quotes/tag/space-exploration