Sono i megarazzi che promettono di aprire la nuova era dell’esplorazione spaziale verso Marte

HTrasformare in realtà il sogno di portare l’uomo su Marte è il nuovo orizzonte delineato dalla corsa allo spazio di questo secolo. Per poter compiere questo passo, nazioni come gli Stati Uniti e la Cina non solo si sono mostrate ansiose di riuscirci ancora una volta Luna –per convertirlo in una sorta di navetta spaziale per lo spazio profondo–, ma hanno premuto l’acceleratore nello sviluppo di nuove navi in ​​grado di trasportare carichi pesanti che consentano la colonizzazione dello spazio.

Secondo i criteri di

In quella competizione SpaceXl’azienda che Elon Musk fondata nel 2002 per portare avanti le sue ambizioni di diventare la guida per gli esseri umani nel raggiungimento del pianeta rosso, rimane il contendente più importante. La settimana scorsa abbiamo visto come il razzo più potente costruito finora abbia raggiunto un’importante pietra miliare nel suo processo di sviluppo, il che suggerisce che potrebbe essere possibile raggiungere il suolo marziano..

Il 6 giugno, nel suo quarto lancio di prova, è riuscito a riportare sulla Terra entrambi gli stadi della nave – il booster Super Heavy e la capsula – in modo controllato, un traguardo che non aveva raggiunto nei suoi primi tre tentativi. “Vestizione confermata! Congratulazioni a tutto il team di SpaceX per l’entusiasmante quarto test di volo della Starship!”, ha scritto la compagnia sul suo account X.

Per esperti del settore come Juan Francisco Puerta, professore di ingegneria aerospaziale all’Università di Antioquia, anche se Starship ha ancora dei test da fare per diventare un razzo perfettamente funzionante e sicuro per il trasporto di merci e esseri umani – il quinto test avrà luogo nei prossimi tre mesi – è già riuscita a rompere i paradigmi del settore riguardanti le modalità tradizionali di lavoro su questioni come la progettazione e la produzione di navi.

“In approcci come quello della NASA, tutto doveva essere perfetto prima di essere utilizzato. È stato eseguito un intero processo di progettazione tradizionale dell’ingegneria dei sistemi aerospaziali e, se veniva riscontrato un errore dopo tre o quattro anni, doveva essere rifatto, ci voleva molto tempo. La prospettiva di SpaceX è qualcosa conosciuta come sistemi evolutivi, che hanno un’idea iniziale in cui le cose vengono testate, misurate per migliorarle.”spiega il professor Puerta.

In questo modo SpaceX è passata in soli tre anni da un razzo che è esploso completamente pochi minuti dopo il suo primo lancio e che nel secondo tentativo non è riuscito a separare le due parti che lo compongono, per cui i controllori hanno dovuto attivare un sistema di sicurezza d’emergenza fece esplodere anche la nave, una nave per la quale sembra valere il detto “il terzo è l’incanto”. Al terzo volo separò le sue due fasi: la capsula e il Lanciatore super pesante–, accese con successo i suoi sei motori e raggiunse per la prima volta l’altitudine e la velocità previste, sebbene non atterrò. Qualcosa che ha segnato i festeggiamenti del quarto tentativo.

Daniel Posada, dottore in ingegneria aerospaziale presso l’Università aeronautica di Embry-Riddle, la descrive come un’impresa ingegneristica, considerando le dimensioni di una nave che aspira a trasportare più di 100 tonnellate di carico nello spazio, rendendo il lanciatore Super Heavy riutilizzabile per missioni inferiori. i costi delle imprese spaziali del futuro, come già fa SpaceX nel presente con navi come il Falcon 9 che portano gli astronauti sul Stazione Spaziale Internazionale.

“Il rientro nell’atmosfera è la parte più difficile di tutte, perché le dimensioni aumentano l’area del veicolo e c’è molto più calore che deve essere dissipato perché tutta la superficie è in attrito con l’atmosfera”, spiega il esperto. Questa prima fase di Starship è alta 121,3 metri (71 del booster e 50,3 della nave).

E Posada continua: “Per questo la nave è dotata di ceramiche speciali, ma ci sono ancora alcuni punti che devono essere migliorati, a causa del caldo c’erano dei difetti nella superficie che è responsabile dell’orientamento aerodinamico del veicolo. Ma nonostante ciò, il design era così robusto che, nonostante questi difetti, riuscirono ad atterrare nel modo desiderato”.

Tuttavia, in quella corsa verso Marte, sebbene sia il corridore più avvantaggiato, Starship non è sola. Una nuova generazione di razzi è in fase di sviluppo con il sostegno del settore privato che si è rivelato determinante nell’aumentare l’ambizione dei progetti spaziali. Sono queste alcune delle navi, tra cui l’impegno di SpaceX, che promettono di segnare questo nuovo capitolo della storia dell’umanità nello spazio.

Astronave

Secondo SpaceX, Starship rappresenta un sistema di trasporto completamente riutilizzabile progettato per soddisfare le esigenze dell’orbita terrestre, nonché le missioni sulla Luna e su Marte. Si tratta di un veicolo a due stadi, composto dal razzo Super Heavy (propellente) e dalla Starship (veicolo spaziale), che funziona con metano e ossigeno sottoraffreddati. Un’idea a cui l’azienda di Elon Musk lavora dal 2005: produrre il veicolo di lancio più potente mai sviluppato.

Una volta funzionante, ciò che Musk spera che accada entro tre anni è che sarà in grado di trasportare satelliti, carichi utili, equipaggio e merci in varie orbite e siti di atterraggio sulla Terra, sulla Luna o su Marte. Il lanciatore Super Heavy ha 33 motori Raptormentre la capsula, che spera in fasi future di poter trasportare fino a 100 persone su voli interplanetari, ne trasporta altre 6.

Con i suoi 121,3 metri di altezza, supera di 10,7 metri l’emblematico razzo Saturn V (110,6 m) utilizzato nel Il programma Apollo della NASA che ha portato i primi uomini sulla Luna e a 23,2 metri alla fase iniziale dello Space Launch System (SLS), sviluppato dall’agenzia spaziale americana per le prime fasi del programma Artemis, con il quale si spera di riprendere le missioni lunari più tardi più di mezzo secolo.

Proprio per queste missioni SpaceX ha già ricevuto diversi contratti dalla NASA, tra cui il Lander lunare HLSche sarà il mezzo di trasporto che porterà gli astronauti dall’orbita del satellite naturale alla superficie lunare, con una versione speciale della Starship.

Si prevede che le versioni successive della Starship continueranno ad alzare il livello. Starship 2 sarà alta 124,4 metri (72,3 per il booster e 52,1 per la nave) mentre Starship 3 raggiungerà i 150 metri di altezza (80,2 per il booster e 69,8 per la nave).

Nuovo Glenn

Con questo razzo, così chiamato in onore di John Glenn, il primo americano a orbitare attorno alla Terra, Origine Blula compagnia spaziale Jeff Bezos Sta anche scommettendo sui razzi riutilizzabili. Sottolineano che la prima fase è progettata per un minimo di 25 voli e che, operando come un aereo commerciale (ma con carburante meno inquinante), genererà molti meno rifiuti e costi.

L’altezza di New Glenn è alta 98 ​​metri, il che la colloca anche tra le navi più grandi che siano state costruite. Si stima che sia in grado di trasportare quasi 45.000 tonnellate di carico nell’orbita terrestre bassa, alimentato da sette motori a combustione a stadi di ossigeno liquido (LOX)/gas naturale liquefatto (GNL).

Come nel caso di Starship, il booster del primo stadio di New Glenn è la fase del veicolo che sarà riutilizzabile ed è progettato per atterrare su una piattaforma offshore nell’Oceano Atlantico. Tuttavia, questa nave non ha ancora iniziato i lanci di prova.

Nel gennaio di quest’anno era già stato visto completamente assemblato su una rampa di lancio in Florida (USA) per i test a terra, ma il suo volo inaugurale è stato rinviato, prima dal 2020 al 2021, poi al 2022 e, quindi, ora, è previsto avverrà finalmente entro la fine di quest’anno.

Essendo un’altra delle società private che fungono da appaltatori per la NASA, Blue Origin prevede anche di utilizzare questo razzo per lanciare i lander lunari che stanno progettando per il programma Artemis.

La SLS

Per la NASA il Sistema di lancio spaziale (SLS)insieme alla navicella spaziale Orion, la Piattaforma gateway in orbita lunare e il sistema di atterraggio umano (sviluppato da SpaceX e Blue Origin), sono la spina dorsale dell’agenzia per l’esplorazione dello spazio profondo e del programma lunare Artemis. EÈ anche il razzo più potente che la NASA abbia costruito.

SLS è destinato alla spedizione Orione, astronauti e rifornimenti per la Luna in un’unica missione. Solo per Artemis I, il razzo ha consegnato più di 27 tonnellate al satellite naturale e si prevede che avrà ancora più potenza e sarà in grado di sollevare in orbita carichi utili ancora più pesanti man mano che si evolve.

Per questa prima missione è stata utilizzata la configurazione Blocco 1 della nave, che misura 98 metri, è più alta della Statua della Libertà e pesa 5,75 milioni di libbre. Tuttavia, rispetto agli sviluppi realizzati da società private, uno dei principali svantaggi di SLS è che non è riutilizzabile e la sua costruzione è stata molto costosa per la NASA. Nel 2022, l’ispettore generale della NASA Paul Martin ha descritto che il lancio di ciascuna missione Artemis costerà 4,1 miliardi di dollari (circa 15 trilioni di pesos) per lancio, il che è stato definito “insostenibile”.

Sforzi in Cina

Ma al di là dei progressi accelerati che si vedono da parte americana, un altro fronte che si muove nella corsa allo spazio è quello cinese, che ha deciso di dare impulso anche al settore privato. Secondo l’Agenzia Efe, la Cina ha aperto il settore spaziale al capitale privato alla fine del 2014 e da allora centinaia di aziende hanno visto la luce. Finora però si è specializzata nel lancio di satelliti e veicoli spaziali nell’ambito di programmi a basso costo.

Nello sviluppo di nuovi veicoli hanno recentemente testato Gravity 1, che con un’altezza di 30 metri, un peso di 405 tonnellate e una spinta di 600 tonnellate, è il lanciatore a combustibile solido più potente al mondo. Sviluppato dalla società privata Orienspace, a gennaio trasportava tre satelliti per l’osservazione della Terra. Tuttavia, secondo esperti come l’ingegnere Daniel Posada, con l’utilizzo di questo tipo di carburante nei suoi razzi, che hanno un impatto negativo maggiore sull’ambiente, la Cina continua a rimanere indietro nello sviluppo di queste tecnologie.

“Le infrastrutture e gli investimenti effettuati negli ultimi anni nel settore aerospaziale sono stati molto elevati. Stanno lentamente recuperando terreno e superando potenze come la Russia. Ma prima devono anche iniziare a sperimentare tutta la parte relativa al riutilizzo dei veicoli e padroneggiare altri carburanti che non hanno mai utilizzato prima”, afferma Posada. Nel frattempo anche il paese asiatico si sta sviluppando i razzi super pesanti Long March 9 e Long March 10 rispettivamente per grandi infrastrutture spaziali e missioni lunari con equipaggio.

PIAZZE ALEJANDRA LÓPEZ

EDITORIA SCIENTIFICA

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