Perdite di combustibile hanno provocato problemi ai Falcon 9 di SpaceX

Nella notte del 19 febbraio, spettacolari scie luminose hanno attraversato i cieli dell’Europa settentrionale. Ci sono state segnalazioni di avvistamenti in Danimarca, Svezia e Inghilterra, Germania, Paesi Bassi e Polonia. In quest’ultima, nei pressi di Poznań, è stato rinvenuto un oggetto carbonizzato, di 1,5 x 1 m, che ha colpito un piccolo magazzino, causando danni strutturali ma, fortunatamente, senza ferire persone.

Il detrito recuperato proviene da un Falcon 9 lanciato il 1° febbraio dalla Vandenberg Space Force in California. Dopo aver correttamente rilasciato in orbita i 22 satelliti Starlink della missione Group 11-4, ovvero il contenuto del suo payload, lo stadio superiore avrebbe dovuto effettuare una successiva accensione dei proprio propulsore per consentire il rallentamento della propria velocità ed effettuare un rientro controllato sull’oceano, una procedura standard adottata dalla maggior parte dei lanci in orbita bassa dei Falcon 9 per ridurre il numero di detriti in orbita.

In realtà, il secondo stadio non ha effettuato la prevista riaccensione, che l’azienda ha successivamente attribuito a una perdita di ossigeno liquido, ed è rimasto in orbita. Secondo i dati di tracciamento della US Space Force, la sua orbita è decaduta a causa della resistenza atmosferica e il 19 febbraio lo stadio è rientrato mentre stava sorvolando l’Europa. I frammenti del vettore, tra cui recipienti a pressione in composito, sono caduti in Polonia, toccando terra vicino la città di Poznań dove è stato rinvenuto un COPV (Composite Overwrapped Pressure Vessel). Si tratta di un serbatoio in materiale composito, utilizzato per contenere il gas necessario alla pressurizzazione dei serbatoi principali. Il COPV ha colpito e danneggiato un piccolo magazzino, ma fortunatamente non si sono registrati feriti. Secondo la polizia polacca, un altro possibile rifiuto spaziale è stato rinvenuto in una foresta vicino al villaggio polacco di Wiry. È poi possibile che altri frammenti vengano ritrovati nei giorni successivi. Alcuni potrebbero essere caduti anche sul territorio ucraino.

Questo è il terzo incidente che coinvolge uno stadio superiore del Falcon 9 in poco più di sei mesi. A luglio 2024, una perdita di ossigeno liquido aveva impedito al vettore di recapitare nell’orbita desiderata il suo carico di satelliti Starlink. I satelliti erano stati rilasciati ad una quota troppo bassa per permettere loro di raggiungere con il loro propellente la corretta posizione orbitale prevista. L’elevata resistenza atmosferica riscontrata alla quota da loro raggiunta ha costretto i satelliti al rientro distruttivo in atmosfera.

SpaceX aveva in quella occasione scoperto che una perdita di ossigeno liquido aveva provocato una formazione di ghiaccio nel motore Merlin del secondo stadio. Ciò aveva causato un eccessivo raffreddamento dei componenti del propulsore che aveva reso difficile la sua corretta riaccensione. L’imprevisto ha causato uno stop dei lanci del Falcon 9 che sono ripresi 15 giorni dopo.

Una seconda anomalia che ha coinvolto sempre uno stadio superiore del Falcon 9 si era verificata nel corso del lancio della missione Crew-9 verso la Stazione spaziale internazionale lo scorso mese di settembre. SpaceX ha affermato che l’avionica aveva attivato una “accensione di deorbita non nominale” che ha provocato il rientro del secondo stadio al di fuori della zona designata posta in una zona remota dell’Oceano Pacifico meridionale. SpaceX aveva dovuto sospendere nuovamente i voli del Falcon 9 per far luce su questa anomalia.

Due settimane più tardi, la Federal Aviation Administration ha approvato la ripresa dei lanci del Falcon 9, dopo aver concesso una deroga al lancio della missione verso l’asteroide Hera, poiché il profilo di volo che non prevedeva una fase di riaccensione del propulsore per la deorbita.

Quei due incidenti, così come un atterraggio fallito di un booster Falcon 9 ad agosto, hanno attirato l’attenzione dell’Aerospace Safety Advisory Panel, il comitato indipendente per la sicurezza della NASA.

Solo l’incidente di luglio ha provocato il fallimento della missione, poiché sia per la missione Crew-9 che in quella dell’invio dei satelliti Starlink nel lancio del 1° febbraio, i problemi legati al lanciatore sono eventi accaduti dopo il distacco della Crew Dragon e dopo il rilascio dei satelliti.

Nel frattempo il 2 marzo un nuovo incidente, il quarto, ha interessato un altro Falcon 9, subito dopo il recupero del primo stadio sulla droneship. Anche in questa occasione è stato riscontrato che la causa fosse dovuta a una perdita di carburante (cherosene) iniziata in fase di ascesa del vettore, la quale una volta completato l’atterraggio ha innescato un incendio ed il susseguente ribaltamento del booster. In un briefing post lancio, Julianna Scheiman, direttrice delle missioni scientifiche della NASA presso SpaceX, ha affermato che si è sviluppato un incendio circa 48 secondi dopo quello che sembrava essere stato un normale atterraggio. Le fiamme hanno intaccato l’integrità strutturale della gamba di atterraggio del booster, che si è quindi rovesciato.

In un altro briefing, Bill Gerstenmaier, vicepresidente del reparto di costruzione e affidabilità del volo presso SpaceX, ha offerto ulteriori dettagli sull’incidente dichiarando che 85 secondi dopo il decollo è iniziata una perdita di carburante da uno dei nove motori del booster. Il cherosene è stato vaporizzato dal calore proveniente dalle parti calde dei propulsori, creando tutti i presupposti per lo sviluppo di un incendio. Tuttavia durante la salita non c’è stato alcun problema, poiché la progressiva rarefazione dell’aria riduce il quantitativo di ossigeno presente in atmosfera che avrebbe potuto reagire con i vapori estremamente infiammabili. Una condizione non più tale dopo l’atterraggio del booster sulla chiatta di recupero, tanto da innescare l’incendio. È stato osservato che fortunatamente il fuoco fosse circoscritto al compartimento di un singolo propulsore. Nell’eventualità di un problema più grave durante l’ascesa, il vettore che avrebbe comunque consentito di portare a termine l’intera missione nonostante un motore fuori uso. Gli ingegneri non hanno ancora identificato la fonte della perdita, poiché l’incendio ha fuso molti componenti in alluminio, che quindi non possono essere analizzati.

Il lancio della missione SPHEREx/PUNCH, inizialmente previsto il 9 marzo quando in Italia erano le 04:09, è stato ritardato di oltre una settimana principalmente a causa di problemi con il veicolo di lancio, tra cui l’adattatore del carico utile e l’ogiva.

Questa catena di eventi solleva ancora una volta la questione della gestione dei rifiuti spaziali e della sicurezza dei rientri incontrollati, un tema sempre più centrale con l’aumento della frequenza dei lanci spaziali.

Fonte: SpaceNews.com