Continua a salire l’hype per il quarto volo di prova di Starship, il lanciatore pesante di casa SpaceX, ormai imminente. Se tutto andrà secondo i piani dell’azienda californiana, addetti ai lavori, appassionati e soprattutto la NASA avranno l’opportunità di assistere a un nuovo lancio del prototipo il prossimo giovedì 6 giugno, se per allora la FAA avrà rilasciato la relativa licenza autorizzativa.
In un comunicato apparso sul suo sito lo scorso 24 maggio, SpaceX ha riassunto problemi e esperienze acquisite con il lancio dello scorso marzo, e ha delineato gli obiettivi della missione Integrated Flight Test (IFT) 4. Nel volo precedente Starship aveva raggiunto per la prima volta lo spazio e, dopo una lunga fase di coasting in cui sono stati messi alla prova il portellone della cargo bay e un prototipo del sistema di trasferimento dei propellenti, era rientrato in modo non controllato sopra l’oceano Indiano, dopo aver restituito immagini spettacolari nel corso di una seguitissima diretta.
L’obiettivo principale del quarto volo, come dichiarato da SpaceX, consiste nel rientro controllato sia di Super Heavy che di Starship, con modalità simili a quelle di IFT-3. Booster 11 dovrà compiere un rientro controllato e propulso, simulando accuratamente il profilo di un suo ritorno a Boca Chica ma al largo del golfo del Messico. Ship 29 sarà destinata a rientrare in modo controllato in una zona dell’oceano Indiano tra il Madagascar e la costa occidentale dell’Australia.
Per raggiungere questo obiettivo, SpaceX ha apportato diversi aggiornamenti software e hardware per aumentare l’affidabilità complessiva del veicolo incorporando le esperienze acquisite con IFT-3. Tra le novità più interessanti c’è anche la decisione di distaccare dal resto del booster l’anello di congiunzione tra primo e secondo stadio, elemento contraddistinto dalle molte feritoie che consentono ai gas di scarico della Ship di scaricarsi all’esterno durante l’hot staging. Questo consentirà di eliminare la massa di questo elemento da quella complessiva dei booster in rientro.
In generale IFT-4 seguirà una traiettoria simile al volo precedente, con Ship 29 inserita su una traiettoria suborbitale che non richiederà un’accensione specifica per causarne il rientro. Questo semplifica le variabili in gioco per questo volo e sposta questa fonte di complessità e possibili problemi a una missione futura. Ecco una mappa delle zone nelle quali sarà proibita la navigazione (aree in rosso), nella ricostruzione della traiettoria fatta dal Dr. Marco Langbroek.
Pregi e difetti di IFT-3
Sempre sulle pagine del suo sito istituzionale SpaceX ha pubblicato a fine maggio un resoconto dettagliato del volo IFT-3. Per quanto concerne Booster 10, l’accensione dei trentatré motori Raptor è stata perfetta, e il loro funzionamento è stato nominale per tutta la durata prevista. Anche la manovra di hot staging, mai provata in precedenza, si è svolta con pieno successo. Alla separazione dei due stadi, tutti e sei motori Raptor del secondo stadio della Starship si sono avviati con successo e hanno spinto il veicolo lungo la traiettoria prevista.
Dopo la separazione tra booster e ship, Booster 10 ha iniziato l’accensione di boostback, che prevedeva la riaccensione di tredici dei trentatré Raptor. Poco tempo dopo, però, sei propulsori si sono spenti prima del previsto, provocando una fine anticipata dell’intera manovra. Il booster ha comunque continuato la discesa verso l’oceano simulando un tentativo di atterraggio. Dei tredici motori necessari per la sua corretta conclusione, solo sette erano rimasti disponibili, dato che i sei spentisi durante il boostback burn erano stati disabilitati. I contatti con Booster 10 sono stati persi quando, scendendo più velocemente del previsto, si trovava a 462 metri dalle acque del Golfo del Messico, sette minuti dopo il suo decollo da Boca Chica.
La causa più probabile per lo spegnimento anticipato dei Raptor è stata determinata nell’otturazione del filtro dell’ossigeno liquido, che ha portato a una perdita di pressione all’ingresso delle turbopompe dell’ossigeno dei motori. Il possibile problema, già conosciuto, aveva spinto SpaceX a implementare modifiche all’hardware per tentare di mitigare questo problema, che però non sono state sufficienti. Per questo motivo a partire dal IFT-4 i booster saranno dotati di ulteriori accorgimenti per migliorare ulteriormente le capacità di filtraggio del propellente. Utilizzando i dati raccolti sono state anche implementate altre modifiche hardware e software per aumentare l’affidabilità del riavvio dei motori Raptor per la manovra di atterraggio.
Per quanto concerne la Ship, alcuni minuti dopo aver iniziato la fase di coasting, il veicolo ha iniziato a perdere la capacità di controllare il suo assetto. Starship ha continuato a volare sulla sua traiettoria nominale ma, data la perdita del controllo dell’assetto, il veicolo ha disabilitato automaticamente la riaccensione in orbita di un singolo motore Raptor.
Ship 29, finché le condizioni lo hanno permesso, ha comunque raccolto dati molto preziosi relativi al riscaldamento delle varie zone del veicolo e sul suo controllo durante il rientro ipersonico. Ovviamente, la mancanza di controllo dell’assetto ha causato un ingresso non nominale, con il veicolo che ha subito un riscaldamento molto più grande del previsto sia nelle aree protette dalle mattonelle resistenti al calore sia in quelle non protette.
Il video live ad alta definizione dell’ingresso e una notevole quantità di telemetria sono state trasmesse con successo in tempo reale dai terminali Starlink in funzione sulla Starship. La conclusione del test di volo è stata raggiunta quando la telemetria è andata persa, a circa 65 chilometri di altitudine e a 49 minuti circa dall’inizio della missione.
La causa principale più probabile del rollio non pianificato è stata determinata dall’intasamento delle valvole dei propulsori di controllo responsabili del suo controllo. Per evitare che il problema si ripeta, SpaceX ha aggiunto ulteriori propulsori per il controllo del rollio sulle prossime Starship migliorando la ridondanza, e ha aggiornato il relativo hardware per una migliore resilienza generale.
I dettagli di IFT-4
Come accennato in apertura, il lancio di IFT-4 è fissato per le ore 14 italiane del prossimo 6 giugno, assumendo che la FAA dia il suo nulla osta. Gli stadi protagonisti saranno Ship 29 e Booster 11. Ecco il profilo di volo pubblicato da SpaceX.
La cronologia degli eventi dovrebbe essere la seguente, con tempi relativamente precisi.
| Ore:Min:Sec | Evento |
|---|---|
| T – 01:15:00 | Il direttore di volo di SpaceX chiama la verifica GO/NOGO per iniziare il carico dei propellenti |
| T – 00:49:00 | Carico metano liquido nella Ship |
| T – 00:47:00 | Carico LOX (ossigeno liquido) nella Ship |
| T – 00:40:00 | Carico metano liquido nel Booster |
| T – 00:37:00 | Carico LOX (ossigeno liquido) nel Booster |
| T – 00:19:40 | Inizio raffreddamento dei propulsori Raptor nel Booster e nella Ship |
| T – 00:03:20 | Caricamento propellenti nella Ship completato |
| T – 00:02:50 | Caricamento propellenti nel Booster completato |
| T – 00:00:30 | Il direttore di volo di SpaceX chiama la verifica GO/NOGO per il lancio |
| T – 00:00:10 | Attivazione “diluvio” nel deflettore di fiamma |
| T – 00:00:03 | Sequenza di ignizione dei Raptor |
| 00:00:00 | Emozioni garantite |
| 00:00:02 | Decollo |
| 00:01:02 | Max-q |
| 00:02:41 | MECO Super Heavy |
| 00:02:45 | Hot-staging |
| 00:02:49 | Inizio boostback Super Heavy |
| 00:03:52 | Fine boostback Super Heavy |
| 00:03:54 | Separazione anello hot-stage |
| 00:06:39 | Super Heavy in regime trans-sonico |
| 00:06:43 | Inizio landing burn per Super Heavy |
| 00:07:04 | Fine landing burn per Super Heavy |
| 00:08:23 | MECO Starship |
| 00:47:25 | Inizio rientro per Starship |
| 01:03:11 | Starship in regime trans-sonico |
| 01:04:01 | Starship in regime sub-sonico |
| 01:05:38 | Manovra “landing flip” |
| 01:05:43 | Landing burn Starship |
| 01:05:48 | Un atterraggio molto emozionante 😛 |
La pressione sul progetto Starship rimane alta dato il suo ruolo cruciale nei nuovi piani di esplorazione della Luna da parte di NASA. In questa ottica non ha sorpreso la cancellazione del progetto dearMoon, annunciato nel 2018 e che grazie alla sponsorizzazione dell’imprenditore giapponese Yusaku Maezawa avrebbe dovuto portare cinque persone a circumnavigare la Luna già lo scorso settembre 2023. La realtà dei fatti e forse qualche riconsiderazione economica da parte di Maezawa hanno messo la parola fine a un’idea di marketing suggestiva, ma che probabilmente avrebbe distratto in modo inaccettabile SpaceX dal focalizzare i suoi sforzi verso obiettivi molto più istituzionali.
In conclusione vi segnaliamo il video del sempre ottimo Tim “Everyday Astronaut” Dodd, che ripercorre le differenze tra IFT-3 e IFT-4.
Fonti: SpaceX
