Catturare un razzo orbitale a mezz’aria: i piani di SpaceX per Starship

È ormai chiaro che la Starship di SpaceX è innovativa, ma forse non è chiaro quanto sia innovativo anche tutto il contorno del progetto di questo razzo orbitale interamente riutilizzabile e del suo vettore Super Heavy, che si apprestano a fare il loro debutto, entro fine anno, con un volo quasi orbitale intorno alla Terra.

Ho descritto piano generale di questo volo in questo articolo, ma ora sono emerse conferme di altri dettagli decisamente originali del progetto Starship/Super Heavy che riguardano i suoi voli successivi. Per esempio, si prevede che una volta a regime, il booster gigante Super Heavy verrà catturato a mezz’aria dalla torre di lancio.

Sì, avete capito bene.

Dopo aver portato verso l’orbita terrestre la Starship, il vettore Super Heavy tornerà alla torre di lancio, alla quale si avvicinerà sorretta dal getto dei propri motori, e poi due enormi bracci scorrevoli lo cattureranno, reggendolo tramite due punti rinforzati di sostegno situati poco sotto le grid fin.

I bracci sposteranno poi il vettore per collocarlo sulla piattaforma di lancio e poi prenderanno la Starship, la solleveranno e la piazzeranno sopra il vettore. I due veicoli accoppiati verranno riforniti di propellente e preparati per la ripartenza.

Questa animazione amatoriale mostra schematicamente quello che dovrebbe accadere:

Mechazilla <1 Hour Turnaround.#SpaceX #Starship @elonmusk pic.twitter.com/0hUWHj1BKe

— Erc X (@ErcXspace) August 13, 2021

La dinamica generale dell’animazione è stata confermata personalmente da Elon Musk, precisando che il vettore e i bracci si muoveranno più rapidamente di quanto mostrato nell’animazione e che anche la Starship verrà catturata dai bracci della torre di lancio (denominata Mechazilla), permettendo di fare a meno delle complesse e pesanti zampe di atterraggio, sia sul vettore sia sulla Starship (“Pretty close. Booster & arms will move faster. QD arm will steady booster for ship mate.”; “And ship will be caught by Mechazilla too. As with booster, no landing legs. Those are only needed for moon & Mars until there is local infrastructure.”).

Questa è un’animazione approssimativa della cattura di una Starship di ritorno:

#StarshipCatching #SpaceX @elonmusk @ErcXspace
Animation of what catching starship via Mechazilla might look like! pic.twitter.com/QTihSdluFY

— TijnM_3DAnimations (@m_tijn) August 13, 2021

Nei tweet di Elon Musk citati qui sopra, “QD arm” indica il “quick disconnect arm”, il braccio a sgancio rapido simile a quelli utilizzati dalle rampe di lancio “classiche”, come quelle del Saturn V. Questo braccio viene usato normalmente per il rabbocco del propellente fino a pochi istanti prima del decollo e in questo caso verrà utilizzato anche per stabilizzare la Starship per l’accoppiamento con il vettore.

I piani di SpaceX, se funzioneranno, otterranno una semplificazione enorme: non solo i due veicoli non avranno la zavorra e le complessità delle zampe di atterraggio, con tutti i loro problemi di stabilizzazione e di ammortizzazione, ma verrà anche eliminato il problema delle onde d’urto e dello spostamento di detriti che si manifestano quando il veicolo è librato a pochi metri da terra e quindi l’energia sprigionata dai suoi motori viene in gran parte riflessa dal suolo verso il veicolo, causando violentissime sollecitazioni e risonanze che sono estremamente difficili da gestire.

Lo “sgabello” sul quale poggia il razzo per la partenza, inoltre, permetterà di fare a meno delle enormi e costose trincee di deviazione delle fiamme che sono state costruite finora per i vettori giganti.

Notate inoltre la dichiarazione di Musk: le zampe serviranno per la Luna o per Marte solo fino a quando non “ci sarà infrastruttura locale”. Il che significa che SpaceX vorrebbe costruire torri di lancio giganti anche sulla Luna e su Marte. L’ambizione, insomma, non scarseggia.

Il tallone d’Achille di questo approccio, tuttavia, è che l’atterraggio avviene a ridosso della torre di lancio, con il rischio di danneggiarla fortemente in caso di manovra imprecisa o incontrollata della Starship o del Super Heavy. Non è un problema grave, spesa a parte, se sono disponibili altre torri ugualmente equipaggiate.

Decisamente SpaceX sta ripensando ogni aspetto del volo spaziale. Vedremo presto se la sua filosofia progettuale sarà valida.

 

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