Estudantes da Universidade do Sul da Califórnia (USC) ultrapassaram um recorde internacional de altitude, lançando um foguete amador a 470.000 pés de altura no espaço.
A espaçonave, Aftershock II, superou agora um recorde de 20 anos detido por amadores da Civilian Area eXploration Group (CSXT), que conseguiram lançar seu foguete a 380.000 pés de altura em 2004.
Mas o Aftershock II da USC também atingiu velocidades hipersônicas – atingindo uma velocidade máxima de 5.283 pés por segundo a Mach 5,5, ou mais de cinco vezes a velocidade do som.
Agora, seu foguete intencionalmente leve, que pesa cerca de 330 libras, fez história como o primeiro lançamento feito por indivíduos fora do governo ou da indústria privada a ascender tão além da atmosfera da Terra..
O estudante de graduação Ryan Kraemer, que trabalhou como engenheiro executivo no projeto, disse que o Aftershock II ostentava ‘o mais potente motor de propelente sólido já acionado por estudantes e o mais potente motor de caixa composta feito por amadores’.
A nave de 13 pés de altura e 20 centímetros de diâmetro period abastecida por um propelente químico sólido feito sob medida, ‘composto de perclorato de amônio’, inventado pelos próprios estudantes.
‘Usando uma fórmula desenvolvida por estudantes do clube’, de acordo com o Laboratório de Propulsão de Foguetes da USC (USCRPL), ‘cada grão propelente é feito pela USCRPL a partir de produtos químicos brutos, diferenciando o clube de muitas outras equipes universitárias de foguetes.’
Apropriadamente, o Aftershock II da USC e o recordista anterior do CSXT foram lançados do mesmo native: o remoto deserto de Black Rock, 160 quilômetros ao norte de Reno, Nevada.
O Laboratório de Propulsão de Foguetes (USCRPL) liderado por estudantes da Universidade do Sul da Califórnia projetou e construiu o novo foguete recordista, Aftershock II. Acima, o cone do nariz do foguete estudantil, fotografado no espaço em meio ao seu histórico e bem-sucedido lançamento espacial em 20 de outubro de 2024
O foguete estudantil superou um recorde de 20 anos mantido por amadores da Equipe Civil de Exploração Espacial (CSXT) – que lançou um foguete a 380.000 pés de altura em 2004, ultrapassando a fronteira oficial para o espaço. Acima, vídeo de dentro do foguete USC que bateu o recorde do CSXT
Os alunos da USCRPL fizeram história pela última vez em 2019, quando o clube se tornou o primeiro grupo de estudantes a disparar um foguete acima da linha Kármán: a fronteira authorized reconhecida internacionalmente que divide a atmosfera da Terra do espaço sideral, 62 milhas acima do nível do mar.
Aftershock II subiu mais 27 milhas no espaço, totalizando 89 milhas.
‘Este extraordinário grupo de estudantes mostra como imaginar, o que pode ser feito no laboratório e como torná-lo realidade.’ Yannis Yortsos, reitor da Escola de Engenharia Viterbi da USC, com sede em Los Angeles, disse em uma declaração universitária.
“É emocionante ver como eles quebraram agora não apenas o anterior recorde world de estudantes ao atingirem a linha Kármán”, acrescentou Yortsos, “mas também o recorde de qualquer equipa amadora na história”.
A capacidade do foguete de suportar o calor e o atrito de sua ascensão hipersônica Mach 5,5 tornou possível o novo design de proteção térmica do clube – que incluía uma nova pintura e revestimento de titânio para as aletas do foguete.
“O titânio não apenas evitou o desgaste, mas também ficou azul devido ao intenso calor durante o voo por meio da anodização”, de acordo com Kraemer, que está se formando em engenharia mecânica quando não está ativo na USCRPL.
A reação de anodização a quente com o gás oxigênio esfregando essas aletas, disse ele, “realmente demonstra as condições extremas que nosso foguete suportou com sucesso”.
“A proteção térmica em velocidades hipersônicas é um grande desafio em nível industrial”, acrescentou o estudante, “e o sistema de pintura protetora que desenvolvemos funcionou perfeitamente, permitindo que o foguete retornasse praticamente intacto.
Apropriadamente, o Aftershock II da USC e o recordista anterior do CSXT foram ambos lançados do árido e remoto deserto de Black Rock, 160 quilômetros ao norte de Reno, Nevada. Acima, alunos do clube do Laboratório de Propulsão de Foguetes da USC assistem à decolagem do Aftershock II em 20 de outubro de 2024
Apelidado de ‘Módulo de Alta Altitude para Sensoriamento, Telemetria e Recuperação Eletrônica’ ou sistema ‘HAMSTER’ (acima), o conjunto de aviônicos personalizados do USCRPL incluía um transponder baseado em rádio para medir a altitude e cinco placas de circuito impresso de poder computacional
Versões anteriores do foguete do USCRPL as barbatanas tinham bordas compostas de carbono puro.
O último foguete da história do clube, Viajante IV lançado em 2019, retornou de além da linha Kármán com a pintura do foguete ‘completamente queimada’ e danos de aquecimento ‘excessivos’ ‘nas bordas de ataque da barbatana’.
“Para exceder o padrão que estabelecemos para nós mesmos com o Traveler IV, tivemos que resolver muitos desafios técnicos e operacionais”, observou Kraemer.
Para impulsionar seu impulso além da atmosfera da Terra, por exemplo, o motor de combustível sólido do Aftershock II exigiu quase 90 quilos de propelente composto principalmente de grãos propelentes de liberação controlada, conhecidos na indústria como tipo BATES.
A equipe também teve que projetar e programar um sistema aviônico único, tanto para guiar a nave quanto para registrar dados de voo que seriam usados no seu documento oficial sobre o histórico lançamento do Aftershock IIpublicado em 14 de novembro.
Apelidado de ‘Módulo de Alta Altitude para Sensoriamento, Telemetria e Recuperação Eletrônica’ ou sistema ‘HAMSTER’, o conjunto de aviônicos personalizados do USCRPL incluía um transponder baseado em rádio para medir a altitude e cinco placas de circuito impresso de poder computacional.
A placa integradora do HAMSTER integrou os dados do sensor ao vivo do magnetômetro, giroscópio e acelerômetro do foguete para localizar o ponto mais alto do foguete, ou apogeu.
E seu ‘Lightspeed Rangefinder Transponder’ mediu sua distância a vários pontos no solo para calcular o método semelhante a um radar baseado em rádio da nave, conhecido como trilateração.
