Ultimo aggiornamento: 2021/04/19 23:50.
Devo ancora riprendermi dalla sorpresa. Circolavano alcune indiscrezioni fra
gli addetti ai lavori, ma ora è
ufficiale: la NASA ha scelto la Starship di SpaceX come veicolo per il prossimo
allunaggio umano. Il PDF della NASA con i dettagli tecnici della selezione,
redatto e firmato da Kathy Lueders, direttore del programma spaziale
dell’ente, è
qui. Comincio a raccogliere qui sotto i primi fatti e ragionamenti insieme al
video della conferenza stampa.
—
Chiarisco subito un concetto importante: la Starship non sarà il
veicolo usato dagli astronauti per andare dalla Terra alla Luna. Sarà solo (si
fa per dire) il veicolo che trasporterà i prossimi esseri umani dall’orbita
intorno alla Luna fino alla superficie lunare. Il viaggio dalla Terra fino
all’orbita lunare verrà effettuato con una capsula
Orion, trasportata da un vettore
SLS. Da questa capsula, due dei quattro
astronauti si trasferiranno alla Starship, che sarà preposizionata in orbita
lunare, e useranno la Starship per scendere fino alla superficie della Luna,
vicino al polo sud selenico, e ripartirne una settimana più tardi.
La Starship sarà insomma una sorta di scialuppa, con la particolarità che la
“scialuppa” sarà enormemente più grande della nave che fa il grosso del
viaggio. Ma è comunque un successo sensazionale per SpaceX, che ha battuto i
concorrenti Dynetics e Blue Origin contro i quali era in gara, come avevo
descritto
ad aprile 2020.
Starship a confronto con i veicoli concorrenti (sì, sono in scala). Credit:
John MacNeill.
La NASA darà 2,9 miliardi di dollari a SpaceX per sviluppare la Starship in
versione lunare (denominata HLS o Human Landing System) e per
fornire due voli: il primo sarà senza equipaggio e il secondo avrà a bordo
degli astronauti.
Le date di questi voli non sono ancora state precisate, ma un allunaggio con
equipaggio entro il 2024 è ormai
impensabile
con il budget assegnato alla NASA dal Congresso statunitense per il veicolo di
allunaggio (850 milioni contro i 3,3 miliardi necessari per rispettare la
scadenza).
—
Se avete familiarità con Starship, vi starete probabilmente chiedendo come mai
la NASA ha scelto di far fare il viaggio agli astronauti su un veicolo
separato: perché non usare direttamente la Starship, che tanto deve partire
comunque dalla Terra?
La ragione è al tempo stesso politica e tecnica: politica perché se SpaceX
riesce a far volare Starship fino alla Luna, allora il costosissimo vettore
gigante SLS che la NASA sta sviluppando da anni per fare la stessa cosa non è
più necessario e quindi si perdono tutti i posti di lavoro (e i conseguenti
voti e finanziamenti) sparsi nei vari stati impegnati nella costruzione e nel
collaudo di SLS, per cui politicamente è inaccettabile rinunciare all’SLS (che
è anche protetto da leggi apposite). Tecnica perché la NASA ritiene
(giustamente) che il punto debole della Starship sia la sua necessità di fare
rendez-vous e rifornimento in orbita terrestre, cosa di cui SLS non ha
bisogno.
La Starship lunare, infatti, viene portata in orbita terrestre da un vettore
gigante riutilizzabile Super Heavy di SpaceX, ma per raggiungere la Luna ha
bisogno di essere rifornita mentre è in orbita intorno alla Terra da una
seconda Starship attrezzata come astronave-cisterna, che ha bisogno a
sua volta di un altro vettore Super Heavy (che in teoria potrebbe essere lo
stesso del primo lancio), e leggendo il documento Lueders si nota che parla di launches, come se il rifornimento richiedesse lanci multipli. Sincronizzare due (o più) lanci di un vettore gigante è già
un rischio; travasare grandi quantità di propellente mentre il veicolo è nello
spazio è una cosa complicatissima e mai tentata prima.
Lanciando l’equipaggio separatamente si ha il vantaggio che la Starship può
essere lanciata e anche rifornita prima ancora che gli astronauti lascino la
Terra. Se qualcosa va storto nella complessa coreografia di SpaceX, non ci
sono rischi per l’incolumità dell’equipaggio.
—
Va detto che Starship e Super Heavy, come del resto SLS, devono ancora volare
e dimostrare di essere affidabili. Ma la scelta di Starship come veicolo di
discesa e risalita dalla Luna comporta un salto di prestazioni enorme rispetto
alle alternative dei concorrenti e rispetto al passato: Starship può portare
sulla Luna
decine di tonnellate di cargo con una singola missione (contro gli 850
kg di Blue Origin, per esempio). Questo rende pensabile costruire una base
permanente.
Dal
documento tecnico della NASA
firmato da Lueders, che scrive in prima persona, emergono parecchi particolari
interessanti sulla Starship lunare:
-
dovrebbe avere la capacità di piazzarsi autonomamente in orbita lunare e
restarvi per 100 giorni prima dell’arrivo dell’equipaggio (quiescent lunar orbit operations capability): questo offre ampi margini in caso di problemi e rinvii nel lancio degli
astronauti dalla Terra. -
Le sue dimensioni consentono di portare sulla Luna carichi pesanti e
ingombranti impensabili con i veicoli concorrenti. -
Un suo aspetto critico è che i suoi finestrini e il suo portello di uscita
ed entrata saranno a oltre 30 metri dal suolo, mentre i concorrenti li
piazzavano a pochi metri. -
Avrà propellente in eccesso che le consentirà di raggiungere l’orbita lunare
più rapidamente in caso di ritorno anticipato in emergenza, e sarà in grado
di operare anche con uno o più motori fuori uso. - Avrà due airlock (camere stagne per entrare e uscire).
-
Potrà ospitare quattro astronauti per soggiorni prolungati senza aver
bisogno di risorse esterne. -
È un approccio monolitico e più semplice rispetto alla proposta di Blue
Origin, che prevedeva addirittura tre stadi (discesa, salita e
trasferimento); quella di Dynetics era anch’essa a stadio singolo, ma molto
più piccolo. -
La NASA è ben consapevole di aver scommesso su una Starship i cui prototipi
attualmente si schiantano all’atterraggio, ma ha capito che SpaceX sta
risolvendo questi problemi nella fase iniziale dello sviluppo invece di
doverli affrontare più avanti, con costi maggiori, come dovrebbero fare i
concorrenti, che non hanno ancora fatto neanche un volo di test. -
L’ente spaziale statunitense sembra aver scelto SpaceX anche perché la sua
proposta era l’unica che rientrasse nel budget assegnato dal Congresso.
La Starship è alta 50 metri, ha un diametro di 9 metri e un peso a vuoto
stimato di circa 120 tonnellate (1320 quando è carica di propellente,
costituito da ossigeno e metano): un colosso rispetto al Modulo Lunare delle
missioni Apollo degli anni Sessanta, che era alto sette metri e pesava a vuoto
circa sette tonnellate.
Questa illustrazione mette a confronto in scala la Starship con quel Modulo
Lunare (credit:
@AlzayaniAR):
La versione lunare della Starship ha inoltre parecchie differenze rispetto
alla versione “standard”:
- Non avrà uno scudo termico.
-
Sarà priva di ali per la planata atmosferica, dato che opererà
esclusivamente nel vuoto dello spazio. -
Avrà dei motori supplementari a metà altezza, usati per la fase finale di
allunaggio e per la ripartenza dalla Luna. Questa soluzione consente di
ridurre il rischio che i loro getti scaglino polvere e rocce della
superficie in direzioni pericolose per il veicolo e per eventuali strutture
umane adiacenti. In assenza di atmosfera frenante e in una gravità ridotta,
infatti, polvere e detriti possono coprire distanze enormi. -
Avrà un ascensore esterno per calare gli astronauti e l’equipaggiamento fino
alla superficie. -
Sarà dotata di un anello di pannelli fotovoltaici per generare energia
elettrica sulla Luna.
—
Che fine farà a questo punto il Gateway, la mini-stazione orbitante che
dovrebbe accogliere gli astronauti prima della discesa verso la Luna? A questo
punto non è chiaro. E a lungo termine anche il destino di SLS sembra molto
incerto.
—
Certo che per SpaceX è una bella soddisfazione. Una startup senza alcuna
tradizione aerospaziale bagna il naso alle aziende tradizionali del settore
due volte. Non solo per questo contratto lunare con la NASA, ma anche perché
SpaceX è già adesso il fornitore commerciale attuale dei voli non russi verso
la Stazione Spaziale Internazionale, mentre la rivale Starliner di Boeing è
ancora in attesa di dimostrare la propria affidabilità.
Fonti aggiuntive:
IEEE Spectrum,
Technology Review,
Ars Technica.
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