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NASA, SpaceX avançam em testes de túnel de vento para o foguete Starship

Engineers at NASA Ames conduct transonic and supersonic wind testing on a 1.2% scale model of the Super Heavy Version 3 rocket that will launch the Starship human landing system.
Engenheiros do NASA Ames realizam testes em túnel de vento subsônicos e supersônicos em um modelo em escala de 1,2% da versão Super Heavy Version 3 do foguete, que fará o lançamento do sistema de pouso humano Starship.

A NASA e seus parceiros da indústria estão se preparando para a missão demonstrativa Artemis III do próximo ano, concluindo novos testes em túnel de vento no propulsor booster Super Heavy Version 3 da SpaceX. Os testes, realizados no NASA Ames Research Center, no Vale do Silício, na Califórnia, tiveram como foco aprimorar a compreensão das forças aerodinâmicas extremas que o foguete pode enfrentar durante a reentrada. A série de testes recente se baseia em testes anteriores realizados no NASA Ames em 2024.

A NASA está trabalhando com a SpaceX para desenvolver o Starship Human Landing System (HLS) da empresa, a fim de transportar com segurança astronautas da órbita lunar até a superfície da Lua e de volta. O propulsor booster de foguete Super Heavy atualizado faz parte do sistema de lançamento Starship da SpaceX. A Version 3 do Starship e do Super Heavy deve ser a base para o Starship HLS da Artemis III em 2027 e para um pouso lunar tripulado posterior em 2028.

Engineers at NASA Ames conduct transonic and supersonic wind testing on a 1.2% scale model of the Super Heavy Version 3 rocket that will launch the Starship human landing system.
Engenheiros do NASA Ames realizam testes em túnel de vento transônicos e supersônicos em um modelo em escala de 1,2% do foguete Super Heavy Version 3, que lançará o sistema de pouso humano Starship. — Crédito: NASA
Engineers at NASA Ames conduct transonic and supersonic wind testing on a 1.2% scale model of the Super Heavy Version 3 rocket that will launch the Starship human landing system.
Engenheiros do NASA Ames realizam testes aerodinâmicos subsônicos e supersônicos em túnel de vento em um modelo em escala de 1,2% do foguete Super Heavy Version 3, que lançará o sistema de pouso humano Starship. — Crédito: NASA
Engineers at NASA Ames conduct transonic and supersonic wind testing on a 1.2% scale model of the Super Heavy Version 3 rocket that will launch the Starship human landing system.
Engenheiros do NASA Ames realizam testes em túnel de vento transônicos e supersônicos em um modelo em escala de 1,2% do foguete Super Heavy Version 3, que lançará o sistema de pouso humano Starship. — Crédito: NASA

Embora o Starship HLS seja um lander lunar projetado e construído pela SpaceX, a NASA colabora com empresas comerciais para fornecer acesso a instalações de testes especializadas, como os túneis de vento da NASA Ames, e a conhecimentos técnicos, como a equipe que montou os testes no túnel de vento e ajudou a analisar os resultados.

“A NASA tem muita experiência com aerodinâmica não estacionária”, disse Manish Mehta, engenheiro líder da disciplina do time de HLS Plume and Aero Environments, do Marshall Space Flight Center da NASA em Huntsville, Alabama. “Usamos a ampla base de experiência da agência na realização de testes em túnel de vento para o space shuttle, o foguete SLS (Space Launch System) e a nave espacial Orion para configurar e analisar de forma eficiente os testes no túnel de vento para a Super Heavy Version 3. Na verdade, testes semelhantes no Ames Unitary Plan Wind Tunnel resultaram em adição de strakes ao SLS para a Artemis II, então o que aprendemos para a Artemis II está nos ajudando a chegar à Artemis III e além.”
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Testando

O Starship da SpaceX consiste em um foguete de primeiro estágio Super Heavy de 33 motores, ou propulsor, e no segundo estágio Starship. A versão 3 do Super Heavy incorpora muitos sistemas novos e atualizados, incluindo:

  • Novos sistemas de propulsão e novos motores de foguete Raptor 3
  • Na seção do skirt do motor, dutos individuais de proteção térmica dos motores ou um escudo térmico de base integrado em grande escala
  • Três gridfins no propulsor Super Heavy em vez de quatro, com cada aleta agora 50% maior
  • Um hot stage integrado substituindo o interstage protetor de uso único anterior

Com mudanças significativas no Super Heavy, engenheiros da NASA e da SpaceX queriam mais informações sobre as forças aerodinâmicas, tanto estáveis quanto instáveis, que o foguete enfrentará durante a reentrada atmosférica ao retornar ao sítio de lançamento para manutenção e reutilização.

“Quando um rocket, ou um avião, voa através do ar em alta velocidade, ele é submetido a forças e momentos aerodinâmicos estáveis e instáveis”, explicou Jayanta Panda, especialista em aerodinâmica instável da NASA Ames e integrante da equipe Human Landing System Plume and Aero Environments. “Um exemplo de força aerodinâmica estável seria quando o ar flui de forma suave sobre a superfície do rocket enquanto ele ascende. Uma força aerodinâmica instável seria o ‘buffeting’ do ar — ou seja, ele atingir certas áreas do rocket em momentos menos previsíveis e potencialmente causar vibrações.”
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Túneis de vento

A NASA e a SpaceX usaram um modelo em escala de 1,2% da Super Heavy Version 3 nos túneis de vento transônicos e supersônicos da NASA Ames para testes. O túnel transônico impulsiona modelos em escala de foguetes ou aeronaves com ar a velocidades que variam de Mach 0,2 a Mach 1,4 (Mach 1 é a velocidade do som, ou cerca de 761 milhas por hora). O túnel supersônico menor dispara ventos em velocidades mais altas, de Mach 1,55 a Mach 2,5. Os testes em túneis de vento na Super Heavy Version 3, realizados no fim de 2025, usaram ambos os túneis para medir fluxos de ar estacionários e não estacionários nas superfícies da Super Heavy.

“Os dados do túnel de vento sobre forças e momentos estacionários ajudam a prever como o foguete vai reagir às forças na atmosfera durante a reentrada, para que o software de voo possa orientar o foguete de forma eficaz durante o voo”, disse Mehta. “Os dados de pressão não estacionários ajudam os engenheiros a entender o ambiente ao redor do foguete quando ele reentra na atmosfera da Terra. Os engenheiros usam essas informações como uma das entradas em software que analisa as cargas sobre o foguete.”

Por meio do programa Artemis, a NASA está trazendo humanos de volta à Lua para descobertas científicas, oportunidades econômicas, para estabelecer uma presença humana duradoura na superfície lunar e construir a base para as primeiras missões tripuladas a Marte — em benefício de todos.

Para saber mais sobre Artemis, visite:

https://www.nasa.gov/artemis

Fonte: NASA