Com o minifoguete Urano/Paraná-20, o Grupo de Foguetes Carl Sagan (GFCS) alcançou uma marca importante para a prática de lançamento de foguetes experimentais ao registrar uma precisão inédita para a categoria de mil metros de altura. O minifoguete foi lançado em Piraquara, na Região Metropolitana de Curitiba, e chegou muito perto dos mil metros esperados: 999 metros, ou seja, uma margem de erro de 0,1%. O registro ocorreu no dia 15 de janeiro.
A exatidão de lançamento é uma modalidade da prática chamada “apogeu exato” e os recordes são, desde 2014, registrados pela Associação Brasileira de Minifoguetes (BAR), que organiza um festival anual.
Na modalidade de apogeu exato, as equipes podem usar minifoguetes com um único motor, de qualquer potência. O motor do protótipo do GFCS que alcançou o recorde nos mil metros é de classe H, segundo uma escala crescente que vai de A a O.
A equipe que obteve o resultado foi a Gralha Azul, que é liderada pelo GFCS, da UFPR, e conta com grupos da Universidade Positivo (UP), da Universidade Tecnológica Federal do Paraná (UTFPR), de Francisco Beltrão, e da Universidade do Vale do Paraíba (Univap), de São José dos Campos (SP). São cerca de 20 membros, entre alunos de graduação e pós-graduação.
A equipe já havia conseguido um recorde de precisão na altura de 200 metros, também com um lançamento em Piraquara, em março de 2017 — a margem de erro foi nula.
Segundo a BAR, o recorde anterior da altura de mil metros era do Grupo de Foguetes do Rio de Janeiro (GFRJ), coordenado pela Universidade do Estado do Rio de Janeiro (Uerj). Em um lançamento em abril de 2018, a equipe obteve uma margem de erro de 35 metros — ou seja, o minifoguete subiu 3,5% além do planejado.
Melhorias
O foguete Urano/Paraná-20 é composto pelo motor Urano, feito de liga de alumínio e com potência H, e pela cápsula (a “carroceria”) de cerca de 78 centímetros de comprimento Paraná-20 — daí o seu nome.
De acordo com o professor Carlos Henrique Marchi, do Departamento de Engenharia Mecânica (Demec), a performance do foguete no apogeu exato em mil metros vem sendo melhorada pelo Gralha Azul desde a marca anterior. Em 6 de agosto, o minifoguete Urano/Paraná-14 alcançou 922 metros de altura, também em um lançamento em Piraquara.
Como a meta era fazer o minifoguete alcançar mais altura, o veículo recebeu melhorias em diversas frentes. Uma delas foi na aerodinâmica, com o polimento da cápsula de PVC, para redução de atrito. Outro foi na substituição de peças, para que ficasse mais leve. Com foco nisso, foram produzidos componentes em tamanho menor e em outros materiais.
Uma alteração importante foi em uma peça essencial para a propulsão e a segurança do lançamento, a tubeira (ou bocal de laval), que dá vazão para os gases produzidos pela combustão interna do foguete. Na prática de lançamento de minifoguetes, todas as peças são projetadas e produzidas pelas equipes.
Resultado
Marchi conta que, depois de tanto trabalho, a equipe tinha expectativa de melhorar o desempenho do minifoguete, mas foi surpreendida pelo resultado. “Foi muito melhor do que esperávamos. Acreditávamos que chegaríamos a 950 metros, algo assim”, conta ele.
Os dados sobre o voo do foguete são acondicionados na cápsula, onde ficam componentes eletrônicos, como o altímetro (que mede a altura), localizador com GPS e o paraquedas, que se abre para amortecer a queda.
Depois do lançamento, a busca pelo Urano/Paraná-20 durou três dias. O foguete foi encontrado no alto de um pinheiro de cerca de 15 metros de altura.
“Não estava muito distante da rampa de lançamento, o problema da busca foi o tempo na região. O GPS foi até bem preciso”, conta Carlos Eduardo Américo, de 22 anos, membro do GFCS e mestrando no Programa de Pós-Graduação em Engenharia Mecânica (PG-Mec) da UFPR.
Festival
O VI Festival Brasileiro de Minifoguetes, da BAR, já está marcado para ocorrer de 26 de abril a 1.º de maio em Curitiba, Piraquara e Campo Largo (mais informações neste link).
O GFCS planeja participar da competição em duas modalidades, a de apogeu exato de 500 metros e a de ensino fundamental, que reúne alunos de escolas de educação básica em torno do objetivo de criar um foguete tenha impulsão para um voo de no mínimo sete segundos.
Para 2020, as expectativas são maiores. A equipe tem trabalhado na projeção e na construção de dois motores mais potentes, o Saturno (de classe I) e o Júpiter (classe J ou K). Com esses dois motores, o grupo quer participar das modalidades de dois e três quilômetros do festival. Segundo Marchi, que também preside a BAR, esse seria um salto relevante para o grupo, mas depende de recursos financeiros.
Por enquanto, a previsão é de que o Saturno seja testado em lançamento ainda neste primeiro semestre e, o Júpiter, no segundo. Antes, os dois passarão por testes estáticos, em bancada, para apurar condições como tempo de queima de combustível e força que geram na impulsão.
