Projeto conceitual de sistema propulsivo para estágio superior de foguete

Abstract

A utilização de cubesats para missões espaciais cresce a cada ano, já que sua padronização facilita na construção e redução de custos do projeto. Contudo, a sua inserção orbital pode, em muitos casos, ser um problema, tendo em vista que esses satélites são enviados nos espaços vazios de grandes foguetes, criando uma dependência entre as missões de cada projeto. Assim, surge a necessidade do desenvolvimento de um foguete de pequeno porte capaz de levar cubesats para órbitas LEO, buscando um baixo custo de missão. Considerando isso, apresenta-se neste trabalho um projeto conceitual de um propulsor aeroespacial para o estágio superior de um foguete de baixo custo, com a missão de colocar cubesats em órbitas LEO. Para isso, realiza-se uma avaliação de diferentes tecnologias propulsivas e seus dados históricos de testes e missões, para determinar qual é a ideal para o ajuste orbital necessário, mantendo um elevado grau de confiabilidade ao optar pela seleção de motores foguete com elevado TRL. Em seguida, estruturou-se o projeto do estágio superior do veículo como um todo, detalhando por fim o cálculo do desempenho da câmara de combustão e bocal de forma comparativa entre diferentes propelentes. Concluiu-se que, para o projeto apresentado, o veículo com os propelentes líquidos RP-1 e H2O2 alimentados por gás inerte pressurizado cumpre com os requisitos de projeto, tendo seus parâmetros de dimensionamento calculados para a câmara de combustão e bocal idealizados.