Modelagem de Falhas Improváveis de Propulsores Espaciais em Cálculos de Risco (1996)

Visão Geral do Documento

Este relatório final, elaborado pelo Research Triangle Institute (RTI) para a Força Aérea dos EUA em 10 de setembro de 1996, aborda a necessidade de modelar falhas de veículos de lançamento que, embora improváveis, podem causar desvios significativos da linha de voo pretendida [§ p.1]. Tais falhas são classificadas como Respostas de Falha Modo 5 no programa de análise de risco DAMP (Facility Damage and Personnel Injury) [§ p.10].

A Importância do Modo 5

A maioria dos detritos de veículos que falham catastroficamente tende a impactar próximo à linha de voo. No entanto, falhas de controle (como o travamento de bocais de motor ou erros de plataforma de orientação) podem sustentar curvas que levam o veículo para longe da trajetória, ameaçando centros populacionais a quilômetros de distância [§ p.10]. O documento enfatiza que as análises de risco são incompletas sem a inclusão desses cenários.

Características do Modelo de Impacto

A função de densidade de impacto do Modo 5 foi desenvolvida para refletir que:

1. Os impactos podem ocorrer em qualquer direção a partir do ponto de lançamento, dentro da capacidade energética do veículo [§ p.11].
2. A probabilidade de impacto diminui conforme o desvio angular da linha de voo aumenta e conforme o alcance do impacto aumenta [§ p.11].
3. O modelo é independente do mecanismo exato da falha, focando na resposta do veículo [§ p.17].

Exemplos Históricos Citados

O relatório lista diversos incidentes que validam a necessidade do modelo Modo 5 [§ p.12-13]:

• Atlas BE (24 Jan 61): Perda de estabilidade resultando em impacto a 1316 milhas de distância e 215 milhas fora da rota.
• Atlas 95F (3 Mai 68): Guinadas violentas logo após a decolagem, com a destruição do míssil a 9 milhas de distância e detritos caindo a menos de uma milha da costa.
• Delta Pioneer E (27 Ago 69): Falha no sistema hidráulico que levou o segundo estágio a voar de forma estável, porém em atitude incorreta por 240 segundos antes da destruição por comando de segurança.
• Joust (Jun 1991): Uma falha estrutural causou uma manobra radical de inclinação (pitch-up), demonstrando uma trajetória de impacto que se afastava da linha de voo [§ p.15].

Metodologia e Probabilidades

O estudo utiliza uma abordagem empírica baseada em 1186 lançamentos para estimar as probabilidades de falha para os sistemas Atlas, Delta e Titan [§ p.26]. O documento observa que, embora as falhas Modo 5 representem uma pequena fração do total (estimada em cerca de 12,5% das falhas no caso do Atlas IIA), elas são responsáveis por cerca de 90% do risco para pessoas dentro das linhas de limite de impacto, devido à sua natureza imprevisível [§ p.18].

Esta tradução cobre as páginas 1 a 20 de 181 do documento; o restante está disponível no original, no link da fonte.