Starship aggiorna una fase fondamentale del lancio
SpaceX non ha ancora conseguito il primo completo successo in un test di lancio del sistema Starship, ma questo non intimidisce certo Elon Musk che, nel perfetto stile di evoluzione continua dell’azienda, ha annunciato pochi giorni fa importanti cambiamenti a una delle manovre fondamentali della corsa di un vettore multistadio verso l’orbita: la separazione tra primo e secondo stadio o staging.
Un razzo multistadio è un veicolo di lancio composto da due o più stadi, ognuno dei quali contiene il proprio motore e propellente. Il risultato consiste in due o più razzi montati uno sopra l’altro (come nel caso di Starship e della maggioranza dei lanciatori oggi esistenti) o affiancati (come nel caso dello Space Shuttle). Sganciando gli stadi che hanno esaurito il propellente, la massa restante è più bassa. Questa manovra, lo staging, permette agli stadi restanti di accelerare più facilmente il razzo, e quindi il carico utile, alla velocità e quota operativa definitive.
La procedura di staging prevista per il primo volo di test dello scorso aprile non è mai stata pubblicamente illustrata, e la Starship è esplosa poco prima dell’effettivo svolgimento della manovra. L’annuncio in diretta di un imminente “flip” per lo staging da parte di John Insprucker, e l’effettiva mancanza di un meccanismo attivo che spingesse allontanando il booster dalla ship, hanno lasciato spazio a varie speculazioni sulla natura di questa fase mai chiarita da comunicati specifici di SpaceX.
In questa ottica sono particolarmente interessanti le dichiarazioni rilasciate da Musk al giornalista Ashlee Vance in una discussione su Twitter risalente allo scorso 24 giugno. Tra le altre cose, Musk ha dichiarato che il vecchio approccio allo staging, qualunque questo fosse, sarà abbandonato in favore di una separazione “calda” (hot staging). In questo tipo di staging i propulsori del secondo stadio vengono accesi mentre si trova ancora agganciato al primo, minimizzando la durata della manovra ed eliminando i momenti senza spinta tra lo spegnimento del primo stadio e l’accensione del secondo, tipici della sequenza tradizionale. «We never stop thrusting», ha scherzato Musk. La ragione principale, secondo il fondatore di SpaceX, è il potenziale aumento della massa del carico utile trasportabile in orbita, stimata in circa il 10%.
L’implementazione di questa tecnica richiede delle modifiche al primo stadio, che deve essere protetto dall’impatto dei gas di scarico incandescenti provenienti dai motori del secondo. Agli esausti va data una “via di fuga”, dal momento che, se rimanessero intrappolati nell’interstizio tra i due stadi, causerebbero la distruzione di tutto il lanciatore. Ecco dunque la necessità di realizzare un nuovo componente, un anello metallico aggiuntivo da posizionarsi nell’interstadio, dotato di ampie feritoie grazie alle quali l’accensione dei Raptor della Ship non rappresenterà un problema. È stato lo stesso Musk ad annunciarne l’adozione nel corso dell’intervista.
L’hot staging non è un’invenzione di SpaceX, ma una tecnica conosciuta e adottata dagli albori dell’astronautica sul veterano di tutti i lanciatori in servizio attivo, il russo Sojuz, che condivide il nome con l’altrettanto famosa capsula per il trasporto di cosmonauti. Come ben visibile in questa foto NASA, non è un caso che a separare il primo dal secondo stadio di questo vettore vi sia un semplice traliccio. La parte sommitale del primo stadio ha una forma blandamente appuntita ed è appositamente rinforzata, mentre la struttura a traliccio circolare consente ai gas di scarico di disperdersi pur fornendo un adeguato supporto strutturale.
Al momento non è chiaro quale forma avrà il nuovo anello dell’interstadio, anche se i “soliti” account Twitter che si dilettano a pubblicare rendering realistici delle Starship hanno già sfornato vari possibili design. Per quanto si tratti di una modifica concettualmente semplice, realizzare questo elemento sarà una sfida da non sottovalutare. Dovrà infatti svolgere un ruolo strutturale importante pur essendo, letteralmente, traforato, dato che avrà sulle spalle la massa della Ship a pieno carico. Anche lo scudo sarà una parte importante, dato che un suo fallimento porterebbe sicuramente alla distruzione del primo stadio il cui recupero è un elemento chiave del business plan di SpaceX.
Come sempre le cose in casa SpaceX evolvono molto rapidamente. Molti degli interrogativi troveranno presto una risposta pratica dalle linee di assemblaggio di Boca Chica. Un buon modo di rimanere informati giorno per giorno è tenere d’occhio il topic dedicato a Starship su ForumAstronautico.it.
Fonti: Elon Musk via Twitter, Wikipedia
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