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Falcon 9 é um foguete de dois estágios desenvolvido pela SpaceX, projetado para o transporte seguro e confiável de cargas e tripulantes ao espaço. Sua estrutura permite a reutilização de componentes, reduzindo significativamente os custos das missões espaciais. ​

Fonte: Enciclopédia livre+1SpaceX+1 SpaceX

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Falcon 9: um foguete revolucionário que vai mudar a história da exploração espacial, e muito mais que isso, a habitação espacial.

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Primeiro Estágio: Equipado com nove motores Merlin, que utilizam oxigênio líquido (LOX) e querosene refinado (RP-1) como propelentes.​

Segundo Estágio: Projetado para realizar manobras precisas, garantindo a entrega exata da carga útil em órbita.

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Reutilização: O Falcon 9 foi o primeiro foguete de classe orbital a permitir a recuperação e reutilização de seus estágios, revolucionando a indústria espacial.​

Recordes de Lançamento: Em março de 2025, a SpaceX estabeleceu um novo recorde ao lançar uma missão para o Escritório Nacional de Reconhecimento dos EUA (NRO) com um Falcon 9 cujo primeiro estágio foi reutilizado apenas nove dias após seu lançamento anterior.

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Equação de Tsiolkovsky (ou Equação do Voo de Foguetes):

Δv=Isp​⋅g0​⋅ln(mf​/m0​​)

Onde:

Δv\Delta vΔv é a mudança na velocidade (impulso específico do foguete),

IspI_{sp}Isp​ é o impulso específico do motor,

g0g_0g0​ é a aceleração da gravidade,

m0m_0m0​ é a massa inicial do foguete (incluindo combustível),

mfm_fmf​ é a massa final (após o combustível ser queimado).

A equação ajuda a determinar o desempenho do foguete, ou seja, a quantidade de combustível necessário para atingir a velocidade de escape ou alcançar órbitas específicas.

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LANÇAMENTO DO FOGUETE FALCON 9 - Starlink Group 10-4

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ja teve 448 missões completas;

403 pousos no total;

376 revoos

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Cálculos de Aerodinâmica.

Força de arrasto (Drag):

Fd​=1/2Cd​⋅A⋅ρ⋅v2

Onde:

FdF_dFd​ é a força de arrasto,

CdC_dCd​ é o coeficiente de arrasto (depende da forma do foguete),

AAA é a área de seção transversal do foguete,

ρ\rhoρ é a densidade do ar,

vvv é a velocidade relativa do foguete ao ar.

Esses cálculos ajudam a projetar a forma e a estrutura do Falcon 9 para reduzir o consumo de combustível durante o lançamento e reentrada.

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O Falcon 9 foi um foguete criado com o intuito de transportar astronautas para a Estação Espacial Internacional (ISS). Além disso, o foguete foi projetado para transportar com facilidade cargas úteis e satélites.

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Cálculos de Estrutura e Material.

Lei de Hooke para materiais elásticos:

σ=E⋅ε

Onde:

σ\sigmaσ é a tensão,

EEE é o módulo de elasticidade (propriedade do material),

ε\varepsilonε é a deformação.

Isso é crucial para garantir que o foguete não se deforme ou quebre sob as forças extremas que ele encontra ao decolar e reentrar na atmosfera.

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Cálculos de Órbita e Controle de Voo:

Quando o Falcon 9 é lançado, ele precisa seguir uma trajetória precisa até a órbita desejada, seja para um satélite ou para a Estação Espacial Internacional (ISS). Esses cálculos envolvem:

Cálculo de trajetória orbital: Para alcançar uma órbita específica, os engenheiros fazem cálculos complexos de dinâmica orbital, usando leis de Newton e equações para descrever os movimentos do foguete, como a equação de duas corpos:

r⃗=r0⃗+v0⃗t+12a⃗t2\vec{r} = \vec{r_0} + \vec{v_0} t + \frac{1}{2} \vec{a} t^2r=r0​​+v0​​t+21​at2

Onde:

r⃗\vec{r}r é a posição do foguete,

r0⃗\vec{r_0}r0​​ é a posição inicial,

v0⃗\vec{v_0}v0​​ é a velocidade inicial,

a⃗\vec{a}a é a aceleração (resultante da força da propulsão).

Além disso, a SpaceX realiza cálculos de navegação inercial e controle de atitude para manter o foguete estável e direcionado corretamente durante o voo.

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Cálculos de Reentrada e Recuperação (para o Falcon 9 Reusável):

Um dos maiores avanços da SpaceX foi tornar o Falcon 9 reutilizável. Para fazer isso, eles realizaram cálculos extremamente precisos sobre reentrada na atmosfera, levando em conta:

A força de arrasto durante a reentrada.

A temperatura extrema (em torno de 1.500°C) causada pelo atrito com o ar, exigindo a utilização de escudos térmicos.

A navegação para o pouso utilizando controle de foguete e paraquedas.

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O Falcon 9 tem uma capacidade de carga impressionante, que está descrita abaixo:

>Transporta até 22.800 kg para a órbita terrestre baixa (LEO)

>No modo descartável, transporta até 8.300 kg para a órbita de transferência geoestacionária (GTO)

>Caso seu primeiro estágio seja recuperado, Falcon 9 leva 5,500 kg para GTO.

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Cálculos de Controle de Estabilidade e Guiamento

Durante o voo, a SpaceX usa sistemas de controle de voo, como giroscópios e acelerômetros, para calcular a orientação e posição do foguete e ajustar os motores para manter a trajetória desejada. Esses cálculos são feitos em tempo real e são baseados em princípios de controle dinâmico, como o controle proporcional-integral-derivativo (PID).

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Esse trabalho foi feito por:

Arthur Gulin | n-4

Emanoella Engelhard | n-9

Maria Rita Wasylyk | n-34

Karen Menegusso | n-26