Veículo Suborbital Brasileiro

VSB - 30

Foto lateral

O **Veículo Suborbital Brasileiro** ou **VSB-30** trata-se de um foguete suborbital da família de foguetes de sondagem Sonda, que possui dois estágios à propulsão sólida, estabilizado rotacionalmente e com capacidade de transportar cargas úteis de até 400 kg, em altitudes na faixa de 270 km. O primeiro estágio possui um propulsor tipo *booster* (denominado S31, desenvolvido pelo IAE). O VSB-30 é um foguete de sondagem direcionado a realizar experimentos em ambientes de microgravidade, permitindo que a carga útil permaneça cerca de seis minutos acima da altitude de 110 km. Não há torre de integração, o foguete decola por trilhos e consegue superar o Mach 6 (seis vezes a velocidade do som).

## História do VSB-30

Na Europa, foi formado um consórcio de organizações (DLR-MORABA, Astrium GmbH, Swedish Space Corporation e Kayser-Threde GmbH) que estabeleceram o “Unified Microgravity Sounding Rocket Program for the Future”, com a finalidade de efetuar experimentos de microgravidade, por meio de foguetes de sondagem. Dentre esses experimentos, está incluído o programa TEXUS, cujo lançamento tem sido efetuado com o veículo Skylark 12.

No ano de 2001, a Agencia Espacial Alemã (DLR) consultou o Instituto de Aeronáutica e Espaço (IAE) sobre a possibilidade de desenvolver um propulsor tipo *booster* para o veículo de sondagem VS-30 de forma a incrementar sua performance para emprego no Programa Europeu de Microgravidade, em substituição ao foguete Skylark 7, que deixou de ser produzido. Considerando que tal desenvolvimento era também de interesse para o Brasil, não somente pelo aspecto comercial mas também pela possibilidade de emprego no Projeto Microgravidade da Agência Espacial Brasileira, um acordo foi firmado entre o Centro Técnico Aeroespacial e o DLR/MORABA de forma a permitir a alocação de recursos para tal desenvolvimento.

A proposta de desenvolvimento apresentada pelo consórcio em reunião realizada no DLR em maio de 2001, ao IAE, previa dois voos de teste (dois voos de qualificação sendo realizados a partir do Centro Espacial de Alcântara (CEA) e sete lançamentos em Esrange (Suécia). O IAE forneceria o propulsor equipado S30 e o propulsor *booster* (motor de decolagem) S31. O consórcio produziria o cone de acoplamento da carga útil e a carga útil completa, estrutura e experimentos. Aquela reunião marcou o início dos estudos e definições do veículo VSB-30. Outra reunião de acompanhamento ocorreu no IAE, em dezembro de 2001, na qual o consórcio apresentou uma evolução das intenções sobre o VSB-30 e que o consórcio desejava efetuar o voo teste nas mesmas bases previstas em maio de 2001, com o primeiro voo teste em 2004.

O desenvolvimento do *booster* ocorreu a contento, com a realização de três ensaios em banco de provas bem sucedidos.

Em 2003, o desenvolvimento de outros subsistemas do veículo foi prejudicado pelos preparativos da operação de lançamento do VLS-1 V03. A expectativa era que os trabalhos sobre o VSB-30 tomariam impulso a partir de setembro de 2003, após o lançamento do VLS-1. Face ao acidente e a respectiva investigação, a evolução dos trabalhos só veio a se intensificar em fevereiro de 2004. Nesse momento, o IAE já estava ciente de que a empresa canadense Bristol Aerospace havia oferecido ao consórcio europeu um voo gratuito do veículo Black Brant, visando o fornecimento dos veículos seguintes, de modo a substituir o VSB-30 e o VS-30. Uma parte dos integrantes do consórcio passou a desejar essa solução, mas o DLR se manteve firme na defesa do VSB-30.

## Voos

Diagrama do foguete VSB-30.
Lançamento do VSB-30.

### VSB-30 V01 - Qualificação no Brasil

Ver artigo principal: VSB-30 V01

Denominada **Operação Cajuana**, realizada em 23 de outubro de 2004, seu lançamento foi bem sucedido.

Através de equipes do Instituto de Aeronáutica e Espaço, do Centro Técnico Aeroespacial (CTA/IAE) e do Agência Espacial Alemã (DLR), foi lançado do Centro de Lançamento de Alcântara (CLA) o primeiro protótipo do veículo VSB-30, levando a bordo instrumentos destinados à realização de medidas de funcionamento do próprio veículo visando à sua qualificação para a realização de experimentos tecnológicos e científicos, sobretudo aqueles relacionados com o ambiente de microgravidade.

### VSB-30 V02 - Qualificação na Europa

Ver artigo principal: VSB-30 V02

Primeiro foguete brasileiro qualificado pela Agência Espacial Europeia, foi lançado com êxito em 1 de dezembro de 2005, no Centro de Lançamento de Kiruna no campo de Esrange, na Suécia.

Assim como o VSB-30 V01, o V02 foi desenvolvido pelo IAE de São José dos Campos em parceria com a Agência Espacial Alemã. O IAE/CTA foi responsável em fornecer e integrar os propulsores do veículo, e os alemães em fornecer a carga útil. Para tal foram enviados técnicos brasileiros (previsto no contrato) e o foguete desmontado à Suécia onde foi montado e acompanhado, até o fim da missão.

A equipe técnica foi composta de 16 especialistas, para montagem e testes finais do foguete. Tendo estes ainda que se adaptar às bem diferentes condições de trabalho. Além da estruturação diferente do campo de Esrange e temperaturas de até -30ºC, a competência destes profissionais provou ser inegável.

Exatamente como programado, o VSB-30 V02 atingiu um apogeu de 263 km durante 6min37s de voo, valendo ao Brasil a qualificação comercial do foguete. Os três experimentos alemães também tiveram êxito.

### VSB-30 V03

Ver artigo principal: VSB-30 V03

O VSB-30 V03 foi lançado em 11 de maio de 2006 com sucesso, a partir do campo de Esrange, na Suécia. Este lançamento, como o V02, fazem parte do contrato firmado entre o CTA/IAE e a Agência Espacial Alemã, o qual prevê uma equipe brasileira para dar assistência à Agência Espacial Europeia na integração e teste dos veículos durante os dois primeiros lançamentos realizados em solo europeu. A equipe se constitui de 13 especialistas nas áreas de: coordenação, integração e ensaios, redes elétricas, pirotecnia e garantia de qualidade.

O desempenho do voo tido como perfeito, auferiu 5min30s de microgravidade e um apogeu de 239 km à carga útil. Os experimentos realizados na carga útil tiveram sucesso e foram recuperados com presteza por terem aterrissado na área prevista.

### VSB-30 V04

Ver artigo principal: VSB-30 V04

A missão Cumã II com o *VSB-30 V04* foi realizada em 19 de julho de 2007 na base de Alcântara, o lançamento foi efetuado com sucesso às 12 horas e 13 minutos horário local .

Contudo, problemas no paraquedas e nos sistemas de flutuação e localização  fizeram com que a carga útil com os experimentos se perdesse no mar.

Ainda assim, os resultados de algumas experiências foram obtidos via telemetria e o foguete *VSB-30 V4* não mudou sua trajetória durante a missão, sendo considerado pelo CTA como Sucesso parcial da missão de qualificação.

## Características do foguete VSB-30

O primeiro estágio consiste de um propulsor, “booster”, denominado S31 e o segundo estágio é um propulsor S30.

O motor do primeiro estágio apresenta uma combustão rápida do propelente, proporcionando alta aceleração inicial do foguete e menor dispersão dos pontos de impacto das partes do foguete e da carga científica. Motores com esta característica são conhecidos por “boosters”. O motor S30, do segundo estágio, é largamente utilizado em outros foguetes de sondagem, tais como o Sonda III, VS-30 e VS-30 ORION.

O IAE desenvolveu e qualificou o “booster” S31, utilizando os seguintes conceitos: a estrutura do motor idêntica a do motor S30, a menos do comprimento; o propelente foi desenvolvido para proporcionar queima rápida; a geometria interna do bloco de propelente proporciona alto empuxo inicial. Esta geometria é conhecida por “roda de vagão”. O S31 tem 670 kg de propelente sólido e o motor S30, do segundo estágio tem 874 kg de propelente sólido.

Visando diminuir as áreas de impacto, o foguete é equipado com um Sistema de Indução de Rolamento (SIR), que consiste de três micro-motores sólidos, iniciados assim que o foguete perde o vínculo com os trilhos do lançador. Os jatos, destes pequenos motores, produzem a momentânea rotação do foguete em torno de seu eixo longitudinal, causando o efeito final desejado. Estes micro-motores foram desenvolvidos para o lançador de satélites VLS-1, que também utiliza um sistema de indução de rolamento, e adaptados para emprego no VSB-30.

O VSB-30 é um foguete sem controle ativo, é estabilizado aerodinamicamente e dinamicamente por dois conjuntos de superfícies aerodinâmicas denominadas empenas. O foguete não dispõe de sistema de separação do primeiro estágio. Durante a fase propulsada do primeiro estágio, este empurra o segundo estágio com tal intensidade, que não há necessidade de um sistema de fixação entre os estágios. Cessado o empuxo, o primeiro estágio é empurrado para trás pelo arrasto aerodinâmico.

As operações de lançamento, que utilizam foguetes brasileiros no programa científico europeu de pesquisa nas altas camadas da atmosfera, ocorrem no *Campo de Lançamento de Esrange*, Suécia, que possui um lançador com três trilhos, diferente do utilizado no Centro de Lançamento de Alcântara que possui somente um trilho. Devido a esta configuração do lançador de Esrange o VSB-30 é fabricado em duas versões para lançamentos em Alcântara (Brasil) e em Esrange (Suécia).

## Certificação

Em 16 de outubro de 2009 a Aeronáutica e o Departamento de Ciência e Tecnologia Aeroespacial (DCTA) anunciaram a certificação do VSB-30, tornando-o apto para produção em série. As regras de produção, comercialização e de pagamento de *royalties* ainda serão definidas pela FAB. O VSB-30 é o primeiro foguete brasileiro a conseguir a certificação.

Dessa forma, o VSB-30 passa a ser detentor do Certificado de Produto Aeroespacial do Instituto de Fomento e Coordenação Industrial (IFI), o que ratifica a qualidade do equipamento perante a indústria nacional e internacional.

## Contrato de Transferência de Tecnologia

Em 27 de janeiro de 2019, o Departamento de Ciência e Tecnologia Aeroespacial (DCTA) e a Avibras Indústria Aeroespacial S/A assinaram o Contrato de Transferência de Tecnologia do Foguete Espacial VSB-30, o primeiro do tipo no Brasil. Assim a empresa estará autorizada a fabricar, vender e personalizar o VSB-30, bem como utilizar sua tecnologia em outros produtos.

O contrato tem como cláusulas principais: a disponibilização da tecnologia de fabricação e integração do primeiro e segundo estágios do VSB-30, de forma não exclusiva, a empresas que atendam os requisitos de habilitação, sem custo para o acesso a tecnologia, mas com pagamento de royalties caso a empresa venha comercializa-la.