Serve un motore Made in USA

Nelle ultime settimane ha preso sempre più forza, all’interno del mondo aerospaziale americano, la posizione secondo la quale è imperativo liberare gli Stati Uniti dalla dipendenza dalla Russia per la fornitura di motori per missili.
Un panel di esperti incaricato dal ministero della Difesa, un generale dell’USAF di primissimo piano e congressisti e senatori di entrambi i partiti hanno richiesto lo sviluppo di un nuovo motore per razzi con alimentazione ad idrocarburi.
Nell’ultimo decennio, la maggior parte dei lanci militari USA ha impiegato l’Atlas 5 di ULA, che fa affidamento sul motore RD-180 di produzione russa. Le tensioni relative alla situazione ucraina, e le conseguenti sanzioni economiche, hanno messo in pericolo gli approvvigionamenti di questo elemento nel medio periodo. A ciò si è aggiunta l’azione di SpaceX, che ha già ottenuto da una corte federale una sospensione temporanea degli acquisti, contestando la posizione di monopolio nei lanci governativi detenuta da ULA. SpaceX sostiene di poter offrire gli stessi servizi a costi molto inferiori; tuttavia il Falcon 9 è tuttora privo della certificazione richiesta per i carichi più preziosi e particolari del Pentagono, ed i militari americani hanno affermato che in mancanza della certificazione richiesta non affideranno alcun contratto alla società di Elon Musk.
La sospensione è durata una settimana, il tempo necessario per ottenere dal governo USA l’assicurazione che l’acquisto dei motori RD-180 non viola le sanzioni disposte contro la Russia.
Non va dimenticato, inoltre, che dalla Russia non è ancora pervenuta alcuna comunicazione ufficiale riguardante la sospensione delle forniture, e per ora le uniche fonti di preoccupazione sono le esternazioni del vice premier Rogozin.
Nondimeno, lo scorso 7 maggio il Comitato per le Forze Armate della Camera ha proposto una legge che affida al Pentagono 220 milioni di dollari nel 2015 per iniziare lo sviluppo di un nuovo motore da impiegarsi a partire dal 2019.
Un comitato analogo del Senato ha approvato la scorsa settimana un testo di legge che darebbe mandato al ministro della Difesa di sviluppare un progetto per un motore a razzo a carburante liquido di grandi prestazioni, con uno stanziamento di 20 milioni per il 2014 ed altri 100 per il 2015.
In entrambi i testi si fa richiesta alle forze armate di favorire la competizione tra privati per la produzione del motore. Il Senato inoltre ha adottato un emendamento del Senatore John McCain (Rep., Arizona, già candiato alle presidenziali) che, se convertito in legge, renderà impossibile assegnare nuovi lanci all’Atlas di ULA, al di fuori di quelli già inclusi nell’ultimo contratto. È però prevista la possibilità di derogare a questo divieto per motivi di sicurezza nazionale, o se non sarà disponibile una alternativa all’Atlas 5 ad un prezzo “equo e ragionevole”.
Queste due proposte di legge dovranno ora essere integrate fra di loro per ottenere l’approvazione sia della Camera che del Senato; a questo punto il testo definitivo verrà trasmesso alla Casa Bianca per la firma presidenziale.
Già alcuni mesi fa un panel di esperti presieduto dal generale in pensione Mitch Mitchell dell’USAF e comprendente esperti di NASA, Pentagono e National Reconnaissance Office (il servizio che gestisce i satelliti spia USA), aveva raccomandato la produzione di un motore totalmente autarchico. La maggior parte delle stime conocorda su un costo di più di un miliardo di dollari per ottenere, fra 5-8 anni, un motore equivalente per prestazioni all’RD-180. Il panel ha invece bocciato la proposta di ULA di co-produrre l’RD-180 in America, in quanto continuerebbe la dipendenza dal know-how russo, ed i costi sarebbero paragonabili a quelli ipotizzati per realizzare un motore totalmente nuovo.
Quanto alle specifiche tecniche, lo studio ipotizza un motore a carburante liquido, con ossigeno liquido come comburente e cherosene o metano come combustibile. Il metano è più efficiente, ma gli ingegneri hanno più dimestichezza con il cherosene per la realizzazione di motori di grandi prestazioni; inoltre quest’ultimo non richiede lo stoccaggio a temperature ultra-basse, a differenza del metano.
L’ultimo grande motore ad idrocarburi sviluppato dagli USA fu l’F1 impiegato nel programma Saturno. Da allora la scelta è caduta su motori ad idrogeno ed ossigeno,come quelli dello shuttle o del Delta 4 della stessa ULA. In questo settore specifico, gli USA detengono l’assoluto primato tecnologico ed industriale. Secondo Mike Griffin, già direttore di NASA, non esiste una vera ragione tecnica per dover disporre anche di motori ad idrocarburi: ciò che veramente serve è almeno un razzo a combustibile solido di grande potenza, e motori lox/lh. Ovviamente, l’abbandono completo dei motori ad idrocarburi avrebbe ripercussioni sui progetti e le missioni attualmente in fase di sviluppo, ma, secondo Griffin, la scelta di abbandonare lo sviluppo dei motori a cherosene/metano non può essere giudicata sbagliata a priori, almeno dal punto di vista squisitamente tecnico.
Non dello stesso avviso il generale Shelton, a capo della divisione spazio dell’Air Force, che ha recentemente rilasciato alcune dichiarazioni (definite “opinioni personali”) nelle quali caldeggiava il ritorno alla progettazione di questo tipo di motori, per motivi industriali e strategici.
Al momento, sono 3 le compagnie interessate allo sviluppo di un motore ad idrocarburi: Aerojet Rocketdyne, Northrop Grumman e Dynetics Inc. sono state incaricate nel 2012 di realizzare i progetti preliminari per motori a cherosene e serbatoi per propellenti liquidi. Aerojet Rocketdyne sta lavorando ad un motore totalmente nuovo con una spinta dell’ordine di 2,5 milioni di N, mentre Dynetics vorrebbe produrre una versione aggiornata dell’F1 degli anni sessanta.
Intanto ATK, celebrato produttore di razzi a propellente solido, non perde occasione per perorare la causa dei proprio prodotti, ed ha già formulato una offerta per rimpiazzare i motori AJ26 del razzo Antares di Orbital Sciences con degli stadi con questo tipo di alimentazione. Dal canto suo, SpaceX sta lavorando al motore Raptor a metano, molto più performante rispetto all’attuale Merlin 1D che equipaggia (in numero di 9) il Falcon più potente.
Se effettivamente il governo USA deciderà di dotarsi di un nuovo tipo di motore, tutte queste compagnie dovranno sottoporre i propri progetti per cercare di aggiudicarsi l’interessante commessa.