Super Heavy

A história do propulsor começa muito antes de existir com esse nome. Em outubro de 2012, a SpaceX articulou pela primeira vez em público a sua intenção de desenvolver um sistema de lançamento inteiramente reutilizável e de capacidade muito superior à do Falcon 9, e pouco depois mencionou o conceito de Mars Colonial Transporter, um veículo pensado para levar cem toneladas de carga a Marte, impulsionado por motores de metano.

O conceito ganhou forma em números a 27 de setembro de 2016, no 67.º Congresso Astronáutico Internacional, quando Elon Musk apresentou o Interplanetary Transport System: duas etapas, propulsor reutilizável e nave, depósitos de material compósito de carbono e metano e oxigénio líquidos como propelentes. Aquele primeiro propulsor deveria ter 12 m de diâmetro, 77,5 m de altura e 42 motores, e aterrar diretamente sobre a própria plataforma de lançamento para reabastecer e voltar a voar; já contemplava grades de grelha para guiar a reentrada. Um ano depois, no congresso de 2017, o projeto foi rebatizado como BFR e encolheu para uma escala um pouco mais razoável.

A virada decisiva chegou em dezembro de 2018, quando a SpaceX mudou o material estrutural: fora os compósitos de carbono, dentro o aço inoxidável. Musk justificou-o pelo custo, pela facilidade de fabrico, pela maior resistência do aço a temperaturas criogénicas e pela sua tolerância ao calor da reentrada. Em 2019 a empresa já chamava Starship ao sistema completo e Super Heavy à sua primeira etapa, e o design ficou fixado no essencial: um cilindro de aço de 9 m de diâmetro construído a partir de anéis soldados.

O Super Heavy divide-se em quatro secções que, em ordem ascendente, são os motores, o depósito de oxigénio líquido, o depósito de metano líquido e a interetapa. Os dois depósitos criogénicos estão separados por um mamparo comum, a mesma solução estrutural usada pelas etapas S-II e S-IVB do Saturn V, e cada um leva cerca de setenta e quatro longarinas de reforço. Após o segundo voo de teste, a cúpula comum foi redesenhada com uma forma mais elíptica, o que alterou ligeiramente a capacidade de ambos os depósitos.

O depósito de oxigénio termina no thrust puck, a peça que recolhe o empuxo dos treze motores interiores; os vinte exteriores montam-se sobre um anel unido ao primeiro anel de aço da estrutura. Grandes reforços de aço soldados sob a cúpula posterior permitem que essa peça suporte sozinha a carga dos motores centrais e sirvam ao mesmo tempo de passagem para as condutas. O funil de metano fica parcialmente contido dentro do depósito de cabeceira, com o sumidouro logo abaixo.

A partir do Booster 7 surgiram quatro carenagens aerodinâmicas longitudinais —os chamados chines— no exterior do depósito de oxigénio. Não são decorativos: geram sustentação durante a descida e alojam baterias, reservatórios de pressão de material compósito para o arranque das turbobombas e depósitos de dióxido de carbono para a extinção de incêndios.

A interetapa leva quatro grades de grelha de aço inoxidável com acionamento elétrico, de cerca de três toneladas cada uma. Ao contrário das do Falcon 9, não se dobram: permanecem estendidas durante toda a subida para poupar peso, ao preço de uma ligeira deformação durante a separação de etapas. Entre elas sobressaem as ferragens pelas quais a torre levanta e captura o veículo.

O processo começa com bobinas de aço inoxidável que são desenroladas, cortadas e soldadas por um bordo até formar um cilindro de 9 m de diâmetro, 1,83 m de altura e 3,97 mm de espessura, com uma massa aproximada de 1600 kg. Cada Super Heavy usa trinta e três destes anéis, mais quatro anéis curtos de 1,4 m destinados a pontos concretos da estrutura.

Os anéis são empilhados e soldados roboticamente na Starfactory formando blocos de três ou quatro, aos quais se juntam depois as longarinas, e fazem-se os recortes para as grelhas e as ferragens. De seguida instalam-se as cúpulas dentro dos blocos dianteiro, traseiro e comum. A montagem propriamente dita ocorre na Mega Bay 1: primeiro o depósito de metano, depois o de oxigénio já integrado com a cúpula comum, com a conduta descendente de metano adicionada antes do fecho. O veículo é então transportado para a bancada de testes de Massey's, onde é submetido duas vezes a teste criogénico enchendo os depósitos com azoto líquido —incombustível— e por vezes também com oxigénio líquido. De volta à produção instalam-se os motores e a respetiva blindagem, que forma a baía traseira, e já na plataforma executa-se o disparo estático.

O primeiro protótipo, BN1, foi montado em março de 2021 como pioneiro de produção e foi desmantelado no dia 30 desse mesmo mês sem chegar a ser testado. O seguinte, BN3, foi concluído a 29 de junho de 2021, superou o primeiro teste criogénico de um Super Heavy a 13 de julho e protagonizou a 19 de julho o único disparo estático de um propulsor realizado no local de lançamento suborbital; depois foi parcialmente desmantelado.

O Booster 4 foi o primeiro destinado a voar. Foi totalmente empilhado a 1 de agosto de 2021 e no dia seguinte já tinha instalados os seus vinte e nove motores —a configuração da época—; foram-lhe acrescentadas grades de grelha e foi o primeiro Super Heavy empilhado com uma nave Starship em cima. Nunca voou: foi retirado em favor do Booster 7 e da nave 24.

O Booster 7 foi colocado sobre a plataforma orbital a 31 de março de 2022 e completou dois testes criogénicos em abril que rebentaram a conduta descendente. Reparado, prosseguiu com uma campanha de disparos estáticos e testes de arranque em rotação, um dos quais, a 11 de julho de 2022, lhe causou danos importantes. O Booster 8, empilhado a 8 de julho de 2022 e transportado para o local de lançamento em setembro, nunca chegou a ser testado ali e foi desmantelado em janeiro de 2023.

Depois de uma tentativa abortada a 17 de abril de 2023, o Booster 7 e a nave 24 descolaram a 20 de abril no primeiro voo de teste integrado. Três motores ficaram inabilitados na sequência de lançamento e vários outros falharam durante a subida; o conjunto nunca se separou e acabou destruído. O lançamento danificou ainda a plataforma, o que obrigou a reforçar as fundações da torre e a construir sob o suporte um defletor de chamas refrigerado a água.

A 18 de novembro de 2023 voaram o Booster 9 e a nave 25. Os 33 motores funcionaram até à separação, que foi executada pela primeira vez a quente: a segunda etapa acendeu os seus motores e empurrou-se a si própria para se separar do propulsor. O Super Heavy completou a sua viragem e iniciou o disparo de regresso, mas explodiu após uma sucessão de falhas de motor.

O terceiro voo descolou de Starbase a 14 de março de 2024, coincidindo com o vigésimo segundo aniversário da fundação da empresa. Novamente os 33 motores acenderam e a separação foi bem-sucedida; o Booster 10 executou o disparo de regresso, mas a amaragem prevista no golfo do México não correu bem e o veículo explodiu a 462 m sobre a superfície.

O quarto voo, a 6 de junho de 2024, tinha como objetivo que o propulsor «aterrasse» sobre uma torre virtual no mar. O Super Heavy conseguiu uma amaragem suave —a primeira— e só se destruiu depois, ao tombar sobre a água.

Com esse resultado em mãos, Musk anunciou em abril de 2024 que o passo seguinte seria tentar a captura com a torre. O Booster 12 e a nave 30 descolaram a 13 de outubro de 2024: o propulsor executou sem falhas de motor os disparos de regresso e de aterragem e ficou preso entre os braços da torre, que o depositaram sobre o suporte de lançamento. Foi a primeira vez que um propulsor orbital era recuperado no ar, sem pernas nem plataforma. Musk apontou depois danos menores e facilmente reparáveis, entre eles a deformação dos bocais exteriores. No voo seguinte a captura foi abortada e o Booster 13 amarou no mar.

A segunda grande marca chegou em 2025 com a reutilização. O Booster 14 voou a 16 de janeiro de 2025 com a nave 33: subida nominal e separação correta, embora tenha falhado o reacendimento de um motor para o disparo de regresso. Esse mesmo propulsor, já como B14-2, foi integrado com a nave 35 a 25 de maio e descolou a 27 de maio de 2025 mantendo os 33 motores acesos até ao corte do motor principal e acendendo, desta vez sim, os treze motores orientáveis para o regresso. O Booster 15 também voou duas vezes: foi capturado no seu primeiro voo e regressou à Mega Bay 1 a 8 de março, passou pelo Rocket Garden e a 6 de setembro de 2025 voltou ao local de lançamento para a sua segunda missão.

O Block 3 é o primeiro redesenho profundo do propulsor. Mede 72,3 m, integra a interetapa diretamente no depósito de metano e reduz as grades de grelha de quatro para três, dispostas num padrão de 90/90/180 graus. As novas grelhas são aproximadamente uma vez e meia maiores do que as dos blocos anteriores e estão colocadas mais abaixo no veículo; segundo a SpaceX, a nova posição reduz o calor que suportam durante a separação de etapas. A cúpula traseira foi redesenhada com lajes metálicas de proteção térmica montadas sobre ela, e os motores passam do Raptor 2 para o Raptor 3, mudança que a SpaceX aplicou a partir do seu primeiro voo de Starship de 2026.

O programa de testes do Block 3 avançou em 2026: o Booster 20 seguiu para Massey's a 5 de junho de 2026 e superou ali um teste criogénico no dia seguinte, e a 10 de julho executou um disparo de trinta e três motores. A 7 de maio de 2026 a SpaceX já tinha acendido os 33 Raptor de um Super Heavy V3 a plena duração e pleno empuxo em Starbase, o primeiro disparo estático completo da variante; com o mesmo propulsor tinham sido feitos antes um ensaio de dez motores em março e outras tentativas que terminaram antes do tempo por problemas da equipa de terra. O Booster 19 começou a ser empilhado a 27 de novembro de 2025, ficou completo a 24 de dezembro e passou a ser o veículo previsto para o voo 12, em substituição do Booster 18.

O Super Heavy e a nave são empilhados sobre o suporte de lançamento e carregados de propelente através dos conectores rápidos do propulsor e do braço da nave. A dezanove minutos e quarenta segundos do lançamento começa o arrefecimento dos motores, necessário para proteger as turbobombas do choque térmico; três segundos antes da descolagem inicia-se a sequência de ignição. Após a descolagem os motores queimam durante cerca de cento e cinquenta e nove segundos, até que o propulsor desliga todos exceto os três motores centrais orientáveis a cerca de 64 km de altitude. Reduz então o empuxo dos que restam, a nave acende os seus próprios motores ainda unida ao propulsor e separa-se empurrando-se contra ele. O Super Heavy gira sobre si mesmo e acende dez motores adicionais para o disparo de regresso que o devolve ao local de lançamento, onde desce governado pelas grades de grelha e por propulsores de gás frio alimentados com o gás residual de pressurização, com quatro saídas perpendiculares situadas na interetapa.

O Super Heavy não tem existência autónoma: é a metade inferior de um sistema de duas etapas cuja metade superior é a nave Starship, que sim chega à órbita, transporta a carga e, na arquitetura prevista, é reabastecida em voo. Aproximadamente 58 % da altura do conjunto empilhado corresponde ao propulsor. Toda a cadência de voo, a numeração das missões e boa parte das decisões de design do propulsor são tomadas em função do que a nave necessita, não o contrário.

Esse acoplamento explica também o seu papel institucional. A NASA selecionou uma versão da Starship como sistema de alunagem tripulado do programa Artemis, e os voos de teste do conjunto —propulsor incluído— são avaliados como progresso rumo a essa missão. A supervisão regulatória do programa cabe à Administração Federal de Aviação, que autoriza os lançamentos a partir de Boca Chica e tramitou a avaliação ambiental do complexo.