Pubblicazione iniziale: 2023/11/18 13:09. Ultimo aggiornamento: 2023/11/19
17:20.

Intorno alle 14 ora italiana SpaceX tenterà un secondo lancio del vettore
gigante Super Heavy e del veicolo spaziale Starship. Per seguirlo in diretta,
si può andare dalle 13:25 circa su
X/Twitter e
vederlo in bassa qualità (visto che SpaceX ha smesso stupidamente di fare la
diretta YouTube) o si può seguire uno dei tanti streaming non ufficiali degli
appassionati che offrono qualità superiore e assolutamente professionale (con
audio in inglese).

Se volete uno streaming in italiano, c’è Adrian Fartade:

Il piano di volo è grosso modo lo stesso del primo tentativo, effettuato il
20 aprile
scorso, ma con qualche novità:

• Attivazione del nuovo sistema di soppressione della pressione acustica (la
  “doccia capovolta”).
• Accensione dei 33 motori Raptor del vettore Super Heavy e decollo.
• Superamento della torre di lancio.
• Dopo due minuti e mezzo di volo, accensione dei motori della
  Starship mentre è ancora agganciata al vettore, in un cosiddetto
  hot staging,
  seguito dallo spegnimento dei motori del Super Heavy e dalla separazione
  dalla Starship (novità rispetto al tentativo precedente).
• “Atterraggio” simulato del vettore Super Heavy nel Golfo del Messico.
• Dopo sei minuti di propulsione della Starship, raggiungimento di quota e
  velocità quasi orbitali.
• Spegnimento dei motori della Starship e volo per inerzia quasi intorno al
  mondo per circa un’ora, per poi rientrare e ricadere nell’Oceano Pacifico
  con una manovra di “atterraggio” simulato.

In questo volo sperimentale non c’è carico a bordo ed entrambi i veicoli
verranno sacrificati: non verrà tentato alcun recupero, ma verranno effettuate
le manovre che in futuro porteranno ad atterraggi controllati e al recupero e
al riuso del Super Heavy e della Starship.

14:20. Il lancio è avvenuto correttamente: il razzo gigante (oltre 120
metri, più alto di un Saturn V lunare) ha superato senza problemi la torre di
lancio, che non sembra aver subìto danni, ed è stato sollevato rapidamente dai
33 motori del primo stadio Super Heavy, che si sono accesi tutti correttamente
e sono rimasti tutti accesi per tutto il tempo richiesto, a differenza del
primo tentativo, smentendo con i fatti chi teorizzava che controllare così
tanti motori con così tanta potenza combinata fosse impossibile.

Il razzo ha raggiunto la fase di hot staging, che era una delle novità
più critiche. Il primo stadio si è separato senza problemi a circa 90 km di
quota (battendo il primato storico del vettore sovietico N-1) e Starship ha
acceso i propri motori e ha continuato la propria corsa verso lo spazio.
Tuttavia, poco dopo l’inizio della manovra di ritorno e rientro, il Super
Heavy è esploso o è stato fatto esplodere dal sistema di autodistruzione
automatico che si attiva in caso di anomalie.

La Starship ha raggiunto circa 150 chilometri di quota, diventando quindi il
primo esemplare a superare la linea di Karman e ad arrivare formalmente nello
spazio. Ma alcuni minuti dopo, mentre il veicolo volava a oltre 24.000 km/h, è
stata persa la telemetria, per cui si presume che la Starship sia esplosa in
volo.

Per ora è tutto quello che si sa; aggiornerò questo articolo se saranno
disponibili altri dettagli.

—

22:50. Ecco qualche bella ripresa del lancio.

Scott Manley, nel video qui sotto, ha altre immagini e fa una serie di prime
ipotesi ragionate sulla dinamica degli eventi: nota che dopo la separazione
del Super Heavy i suoi motori non si sono riaccesi correttamente, forse per
via delle instabilità nell’alimentazione di propellente causate dalla
decelerazione o dalla rapida rotazione del veicolo per la manovra di ritorno
al punto di lancio. Nel video si nota inoltre che l’esplosione del Super Heavy
inizia al centro del veicolo. 

Per la Starship, invece, Manley nota che alcune piastrelle del rivestimento
termico si sono staccate durante il volo, prima della separazione dal Super
Heavy, e osserva che verso la fine del volo quasi orbitale il consumo di
ossigeno è aumentato rapidamente, come se ci fosse stata una perdita, e subito
dopo si è vista la nube della probabile disintegrazione del veicolo. I radar
del NOAA hanno rilevato la scia di frammenti di entrambi i veicoli e le
immagini radar sono incluse nel video di Manley.

—

2023/11/19 11:10. Secondo Wired,
il Super Heavy sarebbe esploso in maniera incontrollata, mentre per la
Starship si sarebbe attivato il sistema di autodistruzione (Flight Terminazion System):
“About three minutes after launch, the Starship successfully separated from
the Super Heavy booster, after which the booster exploded […] [B]efore
Starship could reach orbit, SpaceX mission control lost contact with it and
stopped receiving data. At about 12 minutes into the flight, the automated
flight termination system triggered—aborting the flight”.

—

2023/11/19 17:20. Ecco una foto spettacolare dell’hot staging
pubblicata da SpaceX:

Fonte aggiuntiva:
Ars Technica.

Le riprese del fotografo Trevor Mahlmann e della squadra di Everyday Astronaut mostrano con un dettaglio
stupefacente le fasi del volo di collaudo della Starship di SpaceX. Il
rallentatore consente di notare che le onde di pressione sono talmente intense
da diventare visibili nella nube di fiamme e polvere, e le irregolarità e
disuniformità della combustione durante l’arrampicata verso il cielo sono chiaramente visibili.

Le posizioni di ripresa consentono anche di apprezzare con grande chiarezza le
brusche variazioni di assetto che hanno caratterizzato le fasi finali del
volo.

Finora la spiegazione più plausibile del grande numero di motori
malfunzionanti è che la mancanza di un sistema di assorbimento delle onde di
pressione abbia divelto la superficie in cemento armato sotto il piedistallo
di lancio e parte dei detriti risultanti siano stati proiettati lateralmente, come si vede nei video, e abbiano
colpito alcuni degli ugelli perimetrali.

Nel frattempo le autorità hanno revocato la licenza di lancio di Starship,
come è prassi dopo un lancio terminato con conseguenze inattese non solo per
il veicolo ma anche per l’ambiente (la pioggia di detriti).

Starship liftoff in slow motion
pic.twitter.com/KqHjqwP88Z

— Elon Musk (@elonmusk)
April 22, 2023

Elon Musk ha
tweetato
che tre mesi fa era iniziata la costruzione di una grande lastra in acciaio
raffreddata ad acqua da piazzare sotto il piedistallo di lancio, ma non era
pronta in tempo e sulla base dei test di accensione dei motori fatti prima del
lancio, a metà potenza, si riteneva che la zona di lancio sarebbe
sopravvissuta per almeno una partenza. Non è andata così.

La costruzione di una trincea di deviazione delle fiamme e di assorbimento
delle onde di pressione sembra impossibile perché la falda acquifera è
vicinissima alla superficie e l’area in cui sorge la base di SpaceX è zona
protetta dal punto di vista ambientale (perlomeno secondo i singolari criteri
statunitensi che permettono di installare in zona protetta un apparato
industriale complesso e incline alle dispersioni incontrollate di materiale
come una rampa di lancio di razzi spaziali).

Phil Metzger
racconta
un caso analogo di rampa di lancio priva di trincea: quella del piccolo
veicolo spaziale sperimentale Morpheus, al cui progetto partecipò anni fa.
Anche lì furono usate lastre in acciaio, e le analisi indicarono che il calore
si sarebbe disperso abbastanza in fretta da evitare la fusione superficiale
delle lastre. Secondo lui l’idea di Musk potrebbe funzionare. Metzger scrive
anche molti altri dettagli interessanti, anche a proposito del disastro
sfiorato del primo volo Shuttle a causa delle onde di pressione. Trascrivo qui
le sue parole ma non ho tempo di tradurle al volo: dai commenti mi dicono che ci ha già pensato Marco Zambianchi su Forumastronautico.it.

We used steel plates for some of the Morpheus launch locations so we weren’t
tied down to places with concrete. I analyzed the heating of the sheet and
showed that the heat would redistribute fast enough that it would not
locally melt on the surface, and that the steel plate was large enough
to take the heat of the entire launch event without melting. To be
conservative (because that’s what nasa does 😉) we also put paint-on
ablative on the top of the steel. An ablative erodes under heat and thus
uses up some of the heat keeping what was under the ablative cooler.
(Partly we were just testing the use of ablative. It wasn’t just
conservatism that motivated this.) So compare to Elon’s tweet about
Starship. They plan to make their giant steel plate water-cooled. That way
it doesn’t have to be large enough to take all the heat of the plume
without melting, the way we designed the Morpheus steel plates. For such a
large rocket that much steel would be excessive. And ablative would not be
enough to solve this, either. Would the ablative need to be 3 feet thick?!!

But he said it will be water-cooled, which is an awesome idea. The water
will be taking heat out of the steel in realtime so it won’t melt. Simple,
and it should be effective. We still had two concerns. One was that the
vaporized ablative was hazardous to breathe, but the rocket exhaust would
dilute it into the air so no problem. (I still had to show this with math to
convince the team.) The second was that the plate might be too hot to walk
on so you had to wait for it to cool before going onto the pad. We
handled that with operational procedures.

So we had the steel plates, the steel drop-in flame trench, instrumentation
like cameras to record the launch, and lighting. We called this
system “Launch Pad in a Box”. This concept was inspired in part
when I was driving to Maine and passed a carnival ride folded up on a truck
going down the highway. I had a vision of an entire launch complex folded up
on a truck for transport so we could launch anywhere, anytime.

We got a picture of the truck and I showed it to the Swamp Works team. I
think Rob Mueller was already having the same idea. He and I started
fighting to get the idea funded. Meetings, meetings, meetings. And we got
the funds. We were already working on these technologies when we
applied them to Morpheus. The two projects were synergistic. We also talked
about portable lighting arrestor towers but never developed that part of the
kit. So all that was just to say that I like the idea SpaceX is pursuing. I
think it will work great to solve the plume erosion problem.

It will *not* mitigate launch acoustics. The flat plat will reflect the
sound back up along the sides of the vehicle, shaking the
structure. There very first “sound” that happens on launch is the
shockwave from engine ignition. It bounces off the pad then runs up the
sides of the vehicle, stressing everything. At nasa it is called the
“Initial OverPressure” or IOP. The IOP almost ruined the 1st Shuttle
launch.

The reason there is a shockwave is because a converging-diverging rocket
nozzle tricks the gas flow into going supersonic. The fuel burns in the
combustion chamber and creates high pressure. The restriction at the throat
causes the gas to “choke” at the speed of sound.

On the first Space Shuttle launch the IOP deflected the elevons— the control
surfaces on the wings — so far the engineers were worried they could have
snapped. So they added the water deluge system to absorb and break up the
IOP shockwave.

After the IOP, the rocket exhaust continues to produce acoustic noise. It
does this through turbulence. The noise is random — not like a coherent
shockwave — but it is still a lot of energy that reflects off the pad and
vibrates the rocket.

We do not have great models of acoustic noise production in rocket plumes.
NASA’s models are conservative, predicting more noise than there really is.
Therefore we build rocket structures stiffer than they really need to be.
This wastes the mass margin, reducing payload mass.

So it is important to keep researching rocket plume acoustics to make
rockets more efficient. But also, it is important to design launch pads to
reduce acoustics so we can save more payload margin.

In the previous thread I told how we designed the portable flame trench for
Morpheus to duct the acoustic energy away from the vehicle, because we think
that acoustic energy is what destroyed the first Morpheus.

So I have no idea of the acoustics experienced by Starship or it’s
structural beefiness. It may not be a problem at all, for all I know. I’m
just saying that a flat steel plate does not do anything to reduce acoustic
energy from coupling into the vehicle. If the rocket doesn’t mind the
shaking, then fine. But it is easy to design systems that reduce launch
acoustics and give more margin back to the vehicle, so if SpaceX decided to
do so then it could be done.

—

2023/04/30. Astrospace.it riferisce che Elon Musk ha tenuto un intervento riservato agli abbonati al suo profilo su Twitter, nel quale ha detto varie cose (leggete l’articolo di Astrospace per i dettagli e per molte altre informazioni):

• non ci sono conferme che i danni ai motori siano stati causati dall’impatto con detriti;
• la base della rampa verrà rinforzata in acciaio al posto del cemento armato;
• il sistema di autodistruzione (FTS o Flight Termination System) è intervenuto troppo lentamente e andrà ricertificato;
• tre dei 33 motori del primo stadio non sono stati accesi da SpaceX intenzionalmente perché “non erano pronti”;
• l’allontanamento laterale dalla rampa non era voluto ma è stato causato dalla mancanza di tre motori;
• il costo del progetto Starship nel 2023 sarà intorno ai 2 miliardi di dollari.