Navicelle spaziali? C'è anche l'Europa (e l'Italia) con IXV

di Paolo G. Calisse, 10 febbraio 2015 (con successivi aggiornamenti)

Interpretazione artistica dell'Intermediate eXperimental Vehicle (Credit: ESA)

Straordinaria settimana per tutti gli appassionati di spazio, soprattutto se italiani: oggi alle 14:00 ora italiana avverrà il lancio e rientro controllato dell'IXV (Intermediate eXperimental Vehicle), la navetta spaziale sperimentale realizzata in prevalenza dall'Italia per conto di ESA.

Schema di volo della missione (Credit: ESA)

Credit: SpaceX

Oltre a questo, nel giro di poche ore si sono svolti il tentativo di lancio del satellite DSCOVR con rientro controllato in piattaforma marina del primo stadio del vettore Falcon 9 (annullato per vento eccessivo in quota) e il rientro di una capsula Dragon dall'ISS (completato con successo, come mostrato dall'immagine qui accanto).

Ma occupiamoci in particolare della Missione IXV. Al contrario di altre navette come lo Space Shuttle o l'X-37B, IXV è un vero lifting-body totalmente privo di ali. Questa soluzione impedisce un atterraggio come un aliante, ma alleggerisce il disegno, delegando il controllo di assetto in atmosfera a due flap (alette) posteriori. La navetta, che pesa un po' meno di due tonnellate ed è lunga 5 metri, quindi poco più di un'autovettura, è protetta al rientro da un pannello di fibra di carbonio in grado di sopportare temperature fino a 1.700°C.

Il lancio – la cui preparazione è descritta in questo timelapse – avverrà dalla base di Kouru in Guyana Francese a bordo di un vettore Vega, Vettore Europeo di Generazione Avanzata, anch'esso sviluppato in gran parte nel nostro Paese (a Colleferro, vicino Roma). Sarebbe dovuto avvenire a novembre dello scorso anno, ma ESA aveva improvvisamente avanzato alcune preoccupazioni aggiuntive legate al sorvolo da parte del vettore di alcune zone abitate immediatamente dopo il lancio. Il rinvio aveva fatto infuriare i tecnici della Thales Alenia, in gran parte responsabili per la costruzione della navicella. Una leggera modifica della traiettoria ha permesso in seguito di risolvere il problema.

L'IXV durante un test (Credit: ESA) 

Qualche minuto dopo il decollo, la navetta si separerà dal quarto e ultimo stadio del lanciatore, a circa 340 km di quota. Una volta raggiunta in volo balistico (cioè senza propulsione) la quota di 412 km, il veicolo comincerà a scendere fino a raggiungere l'interfaccia con l'atmosfera terrestre ad una quota di 120 km e ad una velocità di 26.800 km/h (7,5 km/s). L'enorme energia cinetica verrà dissipata con una serie di roll, una manovra impiegata anche dallo Space Shuttle, simile allo zigzagare degli sciatori alla fine delle discese per rallentare e fermarsi. Una volta raggiunti 1.600 km/h a 26 km di quota, una serie di paracadute si aprirà in sequenza prima dell'ammaraggio nel Pacifico. La nave Nos Aries è già posizionata in zona per il recupero e il trasporto in Europa.

Il volo sarà governato autonomamente dalla navetta. Inoltre verrà anche testato il quarto ed ultimo stadio del vettore Vega, l'AVUM, che sarà avviato tre volte per verificarne il funzionamento. Questo stadio, dotato di un propulsore principale prodotto in Ucraina derivato da missili balistici intercontinentali SS-18, è in grado di garantire sia la propulsione che il controllo d'assetto del carico pagante, consentendo un'inserzione in orbita più precisa.

La durata prevista del volo è di un'ora e 42 minuti. Il lancio potrà essere seguito in diretta dal sito ESA ma solo a partire da 15 minuti prima del lancio.

Qui la scaletta della missione:

T-0 (14:00 CET)	Decollo
+1m 52s	Separazione del Primo Stadio (P80)
+3m 35s	Separazione del Secondo Stadio (Zefiro-23)
+4m 02s	Espulsione della protezione  (Vega è ora nello spazio)
+6m 37s	Separazione del Terzo Stadio (Zefiro-9)
+8m 00s	Prima accensione del Quarto Stadio AVUM
+13m 49s	Spegnimento AVUM
+20m 34s	IXV: Verifica del Sistema di controllo di assetto in volo
+1h 22m	Termine del blackout causato dal surriscaldamento al rientro; i dati della navetta vengono di nuovo ricevuti a terra
+1h 25m	Espulsione del pannello di protezione dei paracadute
+1h 29m	Espulsione del paracadute principale
+1h 31m	Preparazione dell’IXV all’impatto
+1h 42m	Ammaraggio (previsione)

(trad. in italiano dell'autore dall'originale disponibile sul sito ESA)

La missione IXV, rinviata più volte anche per ragioni di sicurezza, servirà a comprendere meglio le caratteristiche termiche e aerodinamiche di un veicolo lifting body e la funzionalità dei due flap usati per i controlli d'assetto. Non è previsto un impiego futuro del veicolo per il lancio nello spazio di carico pagante o astronauti, ma i dati di cui si disporrà saranno essenziali per l'eventuale prossimo passo: lo sviluppo di una navetta riutilizzabile in grado di rendere l'Europa indipendente nell'accesso di equipaggi allo spazio. Nel filmato che segue la vediamo in una chiarissima animazione:

Sono in atto infatti grandi cambiamenti nella tecnologia spaziale. Arianespace, nonostante il numero record di 11 lanci del 2014, comincia a sentire il terreno scottare sotto i piedi, visto che il nuovo corso USA, soprattutto dovuto a SpaceX e alla possibilità sempre più realistica di voli spaziali a costi decisamente più bassi, potrebbe mettere fuori mercato vettori come gli Ariane. Senza contare l'impatto della concorrenza di paesi come Cina e India, entrambi in crescita netta nel settore aerospaziale.

Quale sarà la strategia europea per battere la concorrenza? Non è molto chiaro. Almeno sulla carta, nel caso di un pieno successo della missione, esiste un seguito, l'ISV (Innovative Space Vehicle), ma non ci sono al momento programmi definitivi né fondi per la realizzazione di una vera navetta spaziale europea. La politica europea, alle prese con altre priorità e con una drammatica carenza di volontà politica, non ha saputo ancora identificare direzioni precise.

Le tante novità di questa settimana confermano tuttavia che la tecnologia spaziale sta entrando in una fase nuova, nella quale ci auguriamo che l'Italia sappia rivestire un ruolo sempre più importante.

Forza ESA quindi, forza IXV, e forza... nostro Paese!

E un sentito ringraziamento a Paolo Attivissimo per l'ospitalità e la correzione finale.

Aggiornamenti:

Tutti i tempi indicati sono nel fuso orario italiano (CET)

2015-02-11 13:56 T-00:04:00: lancio on hold (sospeso) a causa di problemi alla torre di lancio. 30 minuti il tempo previsto per la risoluzione. La finestra di lancio di 103 minuti permette di sperare...

14:25 T-00:04:00: nuovo tentativo previsto alle 14:40

14:36 T-00:04:00: il conto alla rovescia riparte. Problema risolto. Si trattava di un problema di telemetria.

14:40 T-00:00:00: Decollato!!!

14:46 T+00:06:00: Separazione terzo stadio - tutto nominale.

14:47 T+00:07:00: Quarto stadio AVUM avviato per il primo burn. Tutto normale.

14:59 T+00:19:00: Tutto normale! In transito sopra l'Africa. IXV si è separato dall'AVUM. Traiettoria balistica (il printscreen è di qualche minuto prima). Nessuna ulteriore update da Arianspace fino al rientro in atmosfera.

15:23 T+00:43:00: Tutto ancora nominale. Il rientro comincia in mezz'ora.

15:40 T+01:00:00: trasvolando su Giava. Tutto ancora a posto.

15:52 T+01:12:00: IXV ha superato l'interfaccia con l'atmosfera e sta volando sotto gli 80 Km di quota ormai.  La navicella è nella zona di black-out, causata dalla ionizzazione dell'aria che la circonda a causa del riscaldamento. Tutti i parametri sono nominali.

16:01 T+01:21:00: IXV è uscito dal blackout. Ricezione del segnale da terra dalla nave di supporto.

16:09 T+01:29:00: il primo paracadute supersonico si è aperto correttamente.

16:12 T+01:32:00: Velocità di discesa nominale 7 m/s. Sequenza di apertura dei paracadute nominale.

16:19 T+01:39:00: Splashdown! Per adesso tutto sembra avere funzionato alla grande! Altri aggiornamenti saranno disponibili appena possibile.

Una delle prime immagini disponibili dell'IXV dopo l'ammaraggio. (Credit: ESA)