TL;DR: Para o conjunto da classe Starship (~5 000 t na decolagem), a "assistência de lançamento", que adiciona cedo apenas 80–150 m/s, pode proporcionar +5–13 % de carga útil para LEO (Órbita Terrestre Baixa) dependendo da localização. Ao transferir a mesma nave para os planaltos quase equatoriais de África e combiná-la com a melhor solução de mola, adiciona-se cerca de ~20 t a LEO e nas missões GEO poupam-se dezenas de toneladas de propelente, pois evita-se a mudança de plano orbital. Cada detalhe conta—e muito.

0) Premissas (para que o número seja reproduzível)

• Massa do veículo no momento do lançamento: 5 000 000 kg (classe Starship + Super Heavy).
• Modelo de desempenho das etapas (aproximado, mas consistente):
  • Primeira etapa (impulsionador): Isp ≈ 330 s, propelente ≈ 3 300 t, “seco” ≈ 200 t.
  • Segunda etapa (nave): Isp ≈ 375 s, propelente ≈ 1 200 t, “seco” ≈ 150 t.
• Orçamento de Δv do local de lançamento até LEO (incluindo perdas por gravidade/resistência): ~9,4 km/s.
• Rotação da Terra: acréscimo de velocidade no equador vs. Starbase (~26° N) ≈ +47 m/s.
• Vantagem da mudança do plano de órbita circular GEO equatorial (no apogeu, manobra combinada): ≈ 305 m/s poupados em comparação com 26° N.
• Vantagem da altitude dos planaltos (ar mais rarefeito, menor pressão contrária) como equivalente inicial de Δv: ~10–20 m/s (usamos 20 m/s nos exemplos).

1) Três cenários

Por que não simplesmente uma mola de aço do tamanho de um estádio? Porque a densidade de energia elástica do aço é baixa. As melhores "molas" práticas são módulos: seções eletromagnéticas, hidráulica, volantes/SMES e cabos compostos de grande deformação — carregados lentamente, descarregados rapidamente, força moldada por controlo.

2) Balanço Δv (o que obtemos "gratuitamente"?)

• Elevação Maglev: ~+80 m/s cedo.
• A grande mola: ~+150 m/s cedo (engenharia de nível mundial e contenção).
• Bônus do equador vs. Starbase (~26°N): +47 m/s (rotação).
• Terras altas: equivalente a ~+10–20 m/s Δv devido ao ar mais rarefeito/queda de pressão nos segundos mais "sujos".
• GEO a partir do equador: poupa-se ~305 m/s no apogeu evitando a mudança de plano de 26°.

3) Quanto da carga útil é "comprada"? (LEO/Órbita Terrestre Baixa)

Usando o modelo sequencial de dois estágios descrito acima, obtemos o seguinte. Os números são indicativos; o padrão é importante.

Leia assim: o mesmo foguetão, com um pequeno impulso inicial e uma melhor plataforma, "carrega" um número de toneladas de dois dígitos para LEO. Isto é o oposto do "pequeno passo".

4) Verificações de "bom senso" no projeto (percurso, força, energia)

• Percurso (v²/2a):
  • 80 m/s a +1 g → ~320 m.
  • 150 m/s a +2 g → ~563 m; a +3 g → ~375 m.
• Força média (M·Δv / t):
  • 80 m/s em 4 s → ~100 MN.
  • 150 m/s em 4 s → ~188 MN.
• Energia (½ M v²):
  • 80 m/s → 16 GJ (~4,4 MWh).
  • 150 m/s → 56 GJ (~15,6 MWh).

  Energia da rede — simples; difícil é potência por alguns segundos. Por isso existe o "pacote de molas": carregamos devagar, descarregamos rápido, formamos força.

5) GEO — onde o equador impressiona

De ~26°N (Starbase) para voo até GEO é necessário "remover" ~26° de inclinação. Se a mudança de plano for feita inteligentemente no apogeu e combinada com circularização, o custo adicional é cerca de 305 m/s comparado com o lançamento a partir do equador.

O que significam 305 m/s em termos de propolente? Para o segundo estágio com Isp ≈ 375 s:

• Para cada 200 t após a manobra (seco + carga) para a manobra de apogeu no equador são necessários cerca de ~99 t de propolente, e o mesmo a partir da Starbase — cerca de ~125 t. Isto é uma poupança de ~26 t — no apogeu, para cada missão.
• Escalando linearmente: 400 t → ~52 t poupadas; 800 t → ~103 t poupadas.

Combine isso com um impulso de mola de 150 m/s no início da subida e um local em planalto — e ao longo da missão acumula-se centenas de m/s de "alívio no orçamento". Na arquitetura de reabastecimento, isso significa menos voos de reabastecimento ou maior carga para GEO.

6) Verificação da realidade dos materiais (por que a "grande" ainda não é magia)

• Hoje, "pacotes de molas" práticos (aço/titânio + compósitos + motores EM): densidade eficaz de energia elástica esperada de ~1–10+ kJ/kg. Isso é suficiente para assistência, mas não para "lançamento em órbita".
• Opções laboratoriais "de sonho" (BMG, CFRP de grandes deformações, algum dia CNT/grafeno em massa) podem alcançar ~10–30+ kJ/kg praticamente. Isto permite uma assistência da classe ~150 m/s em escala de megastruturas. Ainda assim, o trabalho é feito pelos motores.

7) Segurança, controlo e "não parta o foguetão"

• Muitos pequenos módulos > uma mola gigante: fiabilidade redundante e abortos organizados.
• Curvas S limitadas pelo jerk (variação da aceleração): subida/manutenção/descida suave da força; os motores aceleram em conjunto para manter o g total dentro dos limites.
• Retenção/amortecedores: toda a energia não utilizada acaba nos travões, e não no "boostback de ressalto".

8) Essência

• Elevação Maglev (~80 m/s): já vale cerca de ~+5 % de carga útil em LEO na Starbase, e ainda mais perto do equador.
• Grande mola (~150 m/s): com engenharia de nível mundial, alcança-se um intervalo de ~+9–13 % de carga útil em LEO dependendo do local.
• Planaltos da África equatorial + mola: cerca de +20 t para LEO na mesma foguetão e ~25–100+ t de propolente poupado no apogeu GEO (depende da missão). Isto é o "cada pedaço conta" — claramente.
• Os motores ainda fazem o trabalho: a mola não substitui a tração; ela elimina os segundos iniciais mais desagradáveis e "paga" isso com a carga.

O primeiro estágio pode ser uma bateria. Carregue-a lentamente. Libere-a suavemente. Com um melhor local de lançamento e melhor latitude, você não está a mudar a física — está a permitir que a física mude a sua carga útil.