What makes it tick

Drone Reaper

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Como um drone Reaper cumpre uma missão

Ninguém a bordo: uma equipe lá longe pilota o drone por satélite e o mantém horas a fio sobre o mesmo ponto.

01

Nove horas sem ninguém a bordo

Você está vendo um MQ-9 Reaper, um drone fabricado pela General Atomics, na Califórnia. A Força Aérea dos EUA usa esse avião desde 2007. E ele é grande: a asa mede 20 m de uma ponta à outra. Na decolagem, pode pesar cerca de 4.760 kg, quase o peso de dois carros e meio. Não vai ninguém lá dentro. Uma equipe o pilota de uma estação de controle em solo, muitas vezes a milhares de quilômetros dali. O trabalho principal do Reaper é vigiar uma área durante horas. Mas ele também leva armas, então a mesma equipe que encontra um alvo pode atacá-lo. Por isso, ele já foi chamado de caçador-assassino.

O modelo acompanha uma missão armada do começo ao fim. São cerca de nove horas e quinze minutos, da hora em que o avião começa a correr na pista até ele parar, depois do pouso. Uma equipe no aeródromo faz a decolagem e começa a subida. Meia hora depois, uma segunda equipe, bem longe dali, assume o controle por satélite. O Reaper passa seis horas e meia dando voltas sobre uma área e dispara um míssil Hellfire. Depois, volta para casa, e a equipe do aeródromo faz o pouso.

Para tudo isso caber na sua tela, o modelo simplifica algumas coisas. Todas as distâncias foram encolhidas, e o voo inteiro cabe em poucos quilômetros de deserto. Sobre a área, o avião dá duas voltas e meia. Um Reaper de verdade daria muito mais. O próprio avião aparece vinte vezes maior do que deveria. Do contrário, você não conseguiria enxergá-lo a 7,6 km de altura. A duração da missão, os momentos das trocas de equipe, as velocidades de decolagem, subida e pouso e o combustível gasto são escolhas do modelo, e não números publicados.

O relógio lá no alto conta o tempo a partir do momento em que o avião começa a correr na pista. Então T+1:30:00 quer dizer uma hora e meia de missão. Na velocidade normal, o voo inteiro passa em cerca de um minuto e meio. Arraste a linha do tempo até qualquer momento ou toque num dos botões abaixo para ir direto até lá. Pelo caminho, fique de olho nos mostradores: a conexão de rádio muda quando uma equipe passa o comando para a outra, e o combustível vai baixando hora após hora. O botão conexões de rádio mostra os feixes. O botão trajeto de voo desenha o rastro do avião e o círculo que ele faz sobre a área.

Conexão de rádio
Line of sight, C-band
Combustível restante
1,810 kg
Progresso da missão
0 %

02

Feito para ficar no ar, não para correr

Comece pela asa. Ela é comprida e estreita, do jeito que você esperaria ver num planador. Os engenheiros medem isso pelo alongamento, que diz quantas vezes a asa é mais comprida do que larga. No Reaper, esse número fica em torno de 17, mais que o dobro dos 7,5 de um pequeno Cessna 172. Uma asa comprida e estreita gasta menos energia para segurar o avião no ar. E isso faz toda a diferença quando a ideia é passar muitas horas voando.

Mas o Reaper não é um planador. Cada metro quadrado da asa carrega cerca de 200 kg, quase o triplo de um Cessna. Para se manter no ar com tanto peso, ele precisa voar razoavelmente rápido, e isso exige um motor forte. O dele é um turbo-hélice: uma pequena turbina a gás que gira uma hélice por meio de uma caixa de engrenagens. O motor, da Honeywell, tem 900 cavalos. Ele move uma hélice de três pás na cauda, que empurra o avião para a frente. A vista em corte mostra o motor e o tanque de combustível lá dentro.

Por que hélice, e não jato? A hélice dá um empurrãozinho numa grande quantidade de ar, e esse é o jeito econômico de voar devagar. E o Reaper não tem pressa nenhuma: na velocidade de cruzeiro, faz cerca de 370 km/h, e sobre uma área circula a uns 300 km/h. A turbina tem mais uma vantagem. Ela não perde força no ar rarefeito lá de cima. Assim, o Reaper sobe muito mais alto que o antigo Predator. O motor a pistão do Predator não o deixava passar de cerca de 7,6 km.

Ao lado do Predator, o Reaper é uma máquina bem maior: é cerca de 4,7 vezes mais pesado e tem quase oito vezes a potência. A cauda também é diferente. Na do Reaper, duas derivas apontam para cima, formando um V, e uma pequena deriva aponta para baixo. Vista de trás, ela parece um Y. No Predator, o V apontava para baixo. Cerca de 38 % do peso do Reaper na decolagem é combustível, uns 1.800 kg. Esse é o verdadeiro segredo dos seus voos longos. Toque nos botões para colocá-lo ao lado do Predator ou de um Cessna 172.

Envergadura
Reaper 20.1 m, Predator 16.8 m: 1.2 times the span
Peso de decolagem
Reaper 4,760 kg, Predator 1,020 kg: 4.7 times the weight
Motor
Reaper 900 hp turboprop, Predator 115 hp piston engine: 7.8 times the power

03

Sem ninguém a bordo, tudo depende do rádio. Perto do aeródromo, o Reaper usa uma conexão direta em linha de visada: a antena no solo precisa conseguir enxergar o avião. Essa conexão funciona na banda C, uma faixa de frequências de rádio. Mais longe, a curvatura da Terra fica no meio do caminho. Por isso, durante a missão, o Reaper passa para uma conexão por satélite na banda Ku, outra faixa de frequências. A antena parabólica dele fica dentro da corcova, em cima do nariz.

Duas equipes dividem o trabalho. No aeródromo, uma pequena equipe de lançamento e recuperação cuida da decolagem e do pouso pela conexão direta. A equipe de missão pilota o resto do voo a partir de uma estação de controle nos Estados Unidos, por exemplo na Base Aérea de Creech, em Nevada. No modelo, a equipe de missão assume meia hora depois da decolagem. A equipe do aeródromo retoma o controle do avião em T+8:55:00, quinze minutos antes do pouso.

Um comando que sai de Nevada faz uma longa viagem. Primeiro, ele corre por cabos de fibra óptica até uma estação retransmissora. De lá, sobe por rádio até um satélite. Um tribunal alemão reconstituiu uma dessas rotas: nos voos sobre o Iêmen, os dados iam por cabo até a Base Aérea de Ramstein, na Alemanha, e subiam dali. No modelo, o satélite aparece bem perto, mas o de verdade fica a 35.786 km acima da linha do equador. Subir até ele e descer de novo dá cerca de 1,8 voltas ao redor da Terra. Mesmo na velocidade da luz, esse trajeto leva cerca de um quarto de segundo.

O comando faz uma dessas viagens para chegar ao avião, e o vídeo faz outra para voltar. Juntas, dão cerca de meio segundo. Some os cabos e os equipamentos pelo caminho, e o piloto só vê o resultado de um movimento algo entre meio segundo e dois segundos depois. É por isso que a equipe conduz boa parte da missão por meio do piloto automático. Se a conexão cair, o avião segue uma rota definida com antecedência até um lugar onde possa ser recuperado. A divisão em duas equipes que você vê aqui é a clássica, e ainda é comum. Mas, desde 2018, o Reaper também consegue pousar automaticamente, e a Força Aérea diz que pousos sob controle por satélite estão se tornando o padrão.

Conexão de rádio
Line of sight, C-band
Quem pilota
Airfield crew
Atraso que o piloto sente
Very short. A satellite hop, 1.8 times around the Earth, would add 0.24 s, or 0.48 s there and back

Como um comando chega ao avião

  1. Estação de controle em solo: o piloto mexe no manche, por exemplo em Creech, em Nevada.
  2. Cabo: o comando viaja por linhas de fibra óptica em terra.
  3. Estação retransmissora: uma estação como a de Ramstein, na Alemanha, o envia por rádio para o espaço.
  4. Satélite: a 35.786 km acima do equador, ele manda o sinal de volta para baixo.
  5. Reaper: a antena na corcova do nariz recebe o comando, e o vídeo volta para casa pelo mesmo caminho.

04

Uma esfera que enxerga no escuro

Embaixo do nariz fica pendurada a esfera de sensores, com cerca de 56 cm de diâmetro. O módulo de sensores lá dentro pesa uns 104 kg. A esfera gira e se inclina. Assim, a equipe consegue manter as câmeras apontadas para o mesmo ponto enquanto o avião dá voltas. No caminho até a área, ela olha para a frente e para baixo. Sobre a área, ela não tira os olhos do alvo, como indica o mostrador abaixo.

Lá dentro há vários olhos. As câmeras diurnas filmam em cores e em preto e branco. Uma câmera infravermelha enxerga calor em vez de luz, então motores quentes e pessoas se destacam mesmo à noite. E há ainda os instrumentos a laser: um telêmetro, que mede distâncias, um iluminador, que clareia a cena, e um designador. Toque nos botões para alternar entre a imagem diurna, a infravermelha e o laser.

Num ataque, o laser que importa é o designador. Ele marca o alvo para uma arma guiada. Sua luz tem comprimento de onda de 1.064 nm, no infravermelho, e por isso nenhum olho consegue enxergá-la. A linha brilhante no modelo foi desenhada só para você poder acompanhar o feixe. A luz sai em pulsos curtos, que seguem um código. A arma é ajustada para o mesmo código e, assim, só persegue o próprio ponto.

As câmeras não enxergam através das nuvens, mas o radar enxerga. O radar Lynx, embutido no próprio avião, faz imagens detalhadas do solo mesmo com nuvens e chuva. Ele também identifica o que está em movimento. Na estação de controle, o piloto conduz o avião, e o operador de sensores cuida da esfera e dos lasers. Muitas vezes, um terceiro membro da equipe, o coordenador de inteligência, ajuda os dois a entender o que estão vendo. Numa missão longa como esta, equipes descansadas assumem os postos várias vezes.

O que mostra
Colour picture by daylight
Para onde olha
On the target

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Um míssil que segue um ponto invisível

As armas ficam presas nos pilones, os suportes embaixo das asas. O modelo leva uma carga clássica. São quatro mísseis Hellfire, em lançadores de dois trilhos, e duas bombas GBU-12. As bombas ficam mais perto do corpo do avião, onde os pilones aguentam mais peso. Um Hellfire tem cerca de 1,6 m de comprimento e pesa uns 45 kg. Desde uma atualização de software em 2020, um Reaper pode levar até oito deles.

O Hellfire é movido por um motor de foguete a combustível sólido e pode atingir um alvo a cerca de 8 km. Ele se guia por laser semiativo, ou seja, não leva laser próprio. Em vez disso, um sensor na ponta do míssil, chamado buscador, procura a luz de laser refletida no alvo. Essa luz vem do designador, que o operador de sensores mantém sobre o ponto. O buscador pode travar no ponto antes do disparo ou encontrá-lo depois.

Por isso, a equipe não pode disparar e virar as costas: o laser tem que ficar no alvo até o míssil acertar. Da altura em que o Reaper voa, o míssil costuma levar cerca de 20 a 30 segundos para chegar. O controle deslizante define a distância que o míssil percorre. Ele começa em 8 km, porque o Reaper já está a 7,6 km de altura. Arraste o controle para testar um alvo mais distante e veja crescerem o tempo de voo e o tempo com o laser ligado. O modelo mostra esses tempos como uma faixa, porque as fontes não concordam sobre a velocidade de um Hellfire.

O Reaper também lança bombas. A GBU-12 vai atrás de um ponto de laser, como o Hellfire. Já a GBU-38, conhecida como JDAM, acha o caminho por GPS. No modelo, o alvo é um complexo fictício. O ataque ocupa só alguns segundos da longa missão. Por isso, a linha do tempo reserva para esses segundos uma faixa larga só deles. Toque nos botões para ir direto ao disparo ou ao impacto.

8 km
Tempo de voo do míssil
18 to 27 s
Tempo de laser no alvo
18 to 27 s

Míssil
Waiting on its rail

06

Mais de um dia no ar

A verdadeira força do Reaper é o tempo que ele aguenta no ar. Sem armas, ele fica voando por cerca de 27 horas, mais do que o voo comercial mais longo. Totalmente armado, aguenta cerca de 14 horas. Ele não pode levar o tanque cheio e a carga completa de armas ao mesmo tempo. Juntos, os dois passariam do peso máximo permitido na decolagem. Então a equipe troca combustível por armas. Toque nos botões para comparar: o Reaper desarmado faz a mesma missão, só que sem o ataque.

Em missão, ele costuma voar a cerca de 7,6 km, uns 25.000 pés. Poderia subir mais, até uns 15 km, mas as fontes não concordam sobre a altura máxima exata. Sobre a área, ele circula devagar, com o motor em baixa potência, e é isso que faz o combustível render. A missão armada do modelo, de cerca de nove horas e quinze minutos, cabe com folga nessas 14 horas.

A distância vai comendo essas horas. Cada hora de voo até a área, e cada hora de volta, é uma hora a menos de vigilância. Arraste o controle para testar uma área mais distante. O modelo considera um voo de cruzeiro a cerca de 370 km/h, na ida e na volta, e guarda uma hora de combustível como reserva. Depois, mostra quanto tempo sobra sobre a área.

Um avião sozinho não consegue vigiar um ponto dia e noite. Uma patrulha sem intervalos, que a Força Aérea chama de linha de combate, costuma exigir quatro aviões e cerca de 200 pessoas. As equipes se revezam na estação de controle, e os aviões se revezam sobre a área. Só que a frota está encolhendo. A Força Aérea dos EUA tinha 351 Reapers em 2022 e 135 em maio de 2026, e a linha de produção já foi fechada.

400 km
Tempo no ar
14 h
Voo em cada sentido
1 h 5 min
Tempo sobre a área
10 h 50 min