La proposta di Dynetics e PWR per i nuovi booster dell’SLS

Uno dei propulsori più famosi della storia, l’F-1 delle missioni Apollo, potrebbe tornare a volare nel caso che le due aziende americane Dynetics e Pratt & Whitney Rocketdyne (PWR) si aggiudicassero la competizione per i booster laterali del nuovo lanciatore pesante della NASA, lo Space Launch System (SLS).

SLS, nella sua configurazione iniziale, o “Block 1”, sarà capace di mettere in orbita bassa terrestre un carico di circa 70 tonnellate utilizzando due booster laterali a propellente solido sviluppati e costruiti dall’azienda concorrente Alliant Techsystems (ATK). I booster sono una versione a 5 segmenti di quelli dello Space Shuttle (che erano a 4 segmenti). Il primo stadio principale del nuovo lanciatore pesante della NASA sarà invece spinto da 4 motori a propellenti liquidi RS-25D, costruiti da PWR e riciclati dal programma Shuttle. La versione Block 1 di SLS è quindi completata da uno stadio superiore, denominato Interim Cryogenic Propulsion Stage (ICPS), non ancora ufficialmente identificato ma che probabilmente sarà quello dell’attuale lanciatore Delta IV, il Delta Cryogenic Second Stage (DCSS). Questa versione del lanciatore volerà al suo debutto, la missione EM-1 prevista per il 2017, e durante la successiva missione con equipaggio, EM-2.

Il programma di lancio successivo ad EM-2, dal 2021 in poi, è ancora indefinito, ma quasi sicuramente la prima versione di SLS verrà sostituita dalla versione Block 1-A. La capacità di SLS salirà a 105 tonnellate in orbita bassa soprattutto grazie a dei nuovi booster laterali e ad un nuovo stadio superiore criogenico. Per i booster laterali NASA bandirà una competizione tra progetti che vedrà partecipare sia soluzioni a propellente solido che liquido. Sulla configurazione dello stadio superiore le notizie sono ancora piuttosto scarse. Indipendentemente dalle scelte effettuate per il Block 1-A, recentemente si è affacciata anche l’ipotesi di proseguire in parallelo con una versione Block 1-B, che prevede soluzioni maggiormente conservative, come l’utilizzo di booster a propellente solido migliorati, ma sempre sviluppati da ATK, e uno stadio superiore criogenico spinto da quattro propulsori RL10-4-2, derivati da quelli attualmente utilizzati su Atlas V e Delta IV per gli stadi superiori Centaur e DCSS. La capacità di lancio sarà, anche in questa versione, di 105 tonnellate. Nel caso si decida di procedere per questa strada prima di decidere la configurazione finale dell’SLS, l’introduzione del Block 2 subirà sicuramente un ritardo.

Rendering delle varie configurazioni dell’SLS. (c) NASA

Block 2, la versione finale dell’SLS, con una capacità di payload di 130 tonnellate in orbita bassa, sarà il risultato delle valutazioni sui booster laterali della fase precedente, e dell’introduzione dell’Earth Departure Stage definitivo (stadio superiore) che utilizzerà i nuovi propulsori a combustibile liquido J-2X. Ad un certo punto della fase precedente, inoltre, quando i motori superstiti del programma Shuttle si esauriranno, si introdurrà la versione RD-25E (non riutilizzabili) per il primo stadio.

Il propulsore F-1. (c) NASA

In questo contesto, Dynetics e PWR hanno recentemente proposto l’utilizzo dei gloriosi propulsori F-1 del primo stadio del Saturn V per un nuovo progetto di booster laterali a propellenti liquidi. La proposta prevede di utilizzare metodi di manifattura moderni e avanzati, diminuendo quindi i costi ricorrenti, su un progetto maturo e ben testato come quello dell’F-1. I booster in progetto utilizzerebbero ciascuno due propulsori F-1, che rappresentano tutt’oggi i propulsori americani più potenti che abbiano mai volato. Tra le soluzioni avanzate di produzione si cita, ad esempio, il metodo di saldatura FSW (Friction Stir Welding), sviluppato originariamente per il programma Ares I della NASA. Secondo quanto dichiarato da Dynetics, la soluzione da loro proposta sarebbe in grado di aumentare le performance dell’SLS di ulteriori 20 tonnellate di payload, portando la capacità complessiva del Block 2 a 150 tonnellate anzichè le 130 richieste.

L’aumento di prestazioni dichiarato potrebbe portare, sempre secondo Dynetics, la capacità di SLS Block 1A oltre le 120 tonnellate, rendendo di fatto la versione Block 2 praticamente inutile, e permettendo quindi un grosso risparmio economico per NASA.

Fonte: NASASpaceflight.com