La compagnia Rocket Lab è diventata la seconda compagnia privata al mondo a far rientrare intatto un razzo di classe orbitale sulla Terra. Infatti, con il lancio della missione 16 del proprio vettore Electron, oltre ad inserire regolarmente in orbita 30 satelliti, ha recuperato in mare il primo stadio del razzo. Sospeso sotto un paracadute circolare, il primo stadio, realizzato in composito di carbonio, è disceso fino a un ammaraggio a poche centinaia di miglia dalla base di lancio della Rocket Lab in Nuova Zelanda. Una squadra di recupero di stanza nell'Oceano Pacifico si è trasferita per mettere in sicurezza il booster prima di issarlo su una nave per il viaggio di ritorno in Nuova Zelanda, dove sarà sottoposto alle ispezioni. Il successo del primo stadio dell'Electron ha spostato Rocket Lab, con sede in California, più vicina al riutilizzo dei razzi, che secondo la società, consentiranno di lanciare missioni a una cadenza più rapida e ridurre potenzialmente i costi.
"Quello che il team ha ottenuto oggi nel recuperare il primo stadio di Electron non è un'impresa da poco," ha dichiarato Peter Beck, fondatore ed Amministratore Delegato di Rocket Lab, in una dichiarazione. "C'è voluto uno sforzo enorme da parte di molte squadre della Rocket Lab ed è entusiasmante vedere che il lavoro ripaga in un passo importante verso la trasformazione di Electron in un razzo riutilizzabile". Rocket Lab intende eventualmente utilizzare un elicottero per catturare a mezz'aria gli stadi dei razzi che scendono sotto i paracadute, eliminando la contaminazione dell'acqua di mare. Ma Beck ha detto prima del lancio che Rocket Lab avrebbe inizialmente provato a recuperare il primo stadio di Electron dal mare.
Progettato per portare in orbita piccoli satelliti, il razzo Electron, sviluppato privatamente, è volato 16 volte, inclusa la missione di giovedì. Alla fine dell'anno scorso e dall'inizio di quest'anno, la Rocket Lab ha dotato di strumenti gli stadi di Electron per studiare i carichi di riscaldamento, aerodinamici e strutturali che avrebbe incontrato durante il rientro. Ma questo lancio, che Rocket Lab ha soprannominato 'Return to Sender' (ritorno al mittente) in un cenno al tentativo di recupero, è stata la prima volta che un razzo Electron ha volato con i paracadute per tentare una serie completa di manovre di discesa.
Il decollo della missione 16 per il razzo Electron di Rocket LAb. Credit: Rocket Lab
La missione è iniziata con un decollo dallo spazioporto privato di Rocket Lab sulla penisola di Mahia, situata sulla costa orientale dell'Isola del Nord della Nuova Zelanda, alle 15:20:01 ora locale (le 3:20 italiane) di venerdì 20 novembre. Nove motori a cherosene Rutherford, del primo stadio Electron, hanno spinto il razzo alto quasi 18 metri verso sud dalla base di lancio. Due minuti e mezzo dopo, il primo stadio ha spento i motori e si è separato ad un'altitudine di 80 chilometri. Il il secondo stadio dell'Electron ha acceso quindi il singolo motore per continuare a volare verso orbita. Nel frattempo, i propulsori sul primo stadio hanno ruotato il booster, lungo 12 metri, di circa 180 gradi, configurando il razzo per il rientro nell'atmosfera. Dopo aver costeggiato l'apogeo, o punto più alto, della sua traiettoria vicino al limite dello spazio, il booster ha iniziato a ricadere verso l'Oceano Pacifico. Dopo essersi immerso negli strati più bassi e spessi dell'atmosfera - "colpendo il muro", come lo chiama Beck - il booster ha dispiegato nell'ordine: un paracadute pilota, uno di frenata e poi quello principale circolare, come previsto. Il paracadute principale ha rallentato il razzo per l'ammaraggio nell'Oceano Pacifico. Beck ha twittato una foto da una fotocamera, a bordo del booster, rivolta verso l'alto, scrivendo che l'immagine era la sua nuova preferita per il 2020. I responsabili della Rocket Lab avevano detto, prima della missione, che il sistema di paracadute è progettato per rallentare la discesa del razzo a circa 10 metri al secondo. Beck ha dichiarato prima della missione che la compagnia non si aspettava alcun danno significativo al razzo dallo splashdown, "a parte tutto ciò che si può bagnare". Il flusso video in diretta dal booster di Rocket Lab si è interrotto non appena è iniziato il rientro, ma la compagnia ha confermato rapidamente che il razzo aveva dispiegato i suoi paracadute e raggiunto il mare come previsto. Beck ha twittato un'immagine del razzo galleggiante alcune ore dopo il lancio, scrivendo "Bentornato sulla Terra, Electron!"
"Ben fatto," ha risposto Elon Musk, fondatore ed Capo Progettista di SpaceX, l'unica altra azienda privata a recuperare intatto uno stadio di un razzo di classe orbitale. Il team offshore di Rocket Lab ha pianificato di posizionare ausili di galleggiamento attorno al booster, quindi installare un collare prima di sollevare il razzo con una gru sulla nave di recupero. Gli ingegneri sono ansiosi di ispezionare il razzo una volta tornato nella fabbrica di Rocket Lab. "Una volta che lo riportiamo in fabbrica, sarà davvero come un studiare una scena del crimine," aveva detto Beck in una teleconferenza con i giornalisti all'inizio di questo mese. "Metteremo tutto da parte e approfondiremo le prestazioni di ciascuno dei componenti e dei sotto-sistemi. Sarà un processo che richiederà molto tempo per vedere cosa abbiamo ottenuto."
Nell'illustrazione le varie fasi della missione 16 per il razzo Electron di Rocket Lab. Credit: Rocket Lab
Beck ha affermato che la società sta adottando un approccio incrementale per dimostrare la sua capacità di recuperare e riutilizzare i razzi Electron. Gli ingegneri vogliono vedere quanto bene il booster sopravvive al rientro ed è probabile che Rocket Lab proverà diversi ammaraggi prima di tentare un recupero a mezz'aria per la prima volta. "Se avessimo un moncone fumante, allora non ha davvero molto senso prendere un moncone fumante con un elicottero," disse Beck all'inizio di questo mese. La Rocket Lab mira a diventare la seconda compagnia missilistica commerciale a recuperare e riutilizzare booster di classe orbitale. La SpaceX ha lanciato il suo primo razzo Falcon 9 nel 2015 e ha iniziato a riutilizzarli nel 2017. La SpaceX utilizza i propulsori a gas freddo per ri-orientare i primi stadi del Falcon 9, quindi riaccende un sottoinsieme dei motori Merlin del vettore per rallentare ed eseguire gli atterraggi propulsivi, utilizzando la spinta e le alette a griglia per riportarlo verso una nave drone in mare o verso un sito di recupero a terra. Anche la Rocket Lab utilizza propulsori a gas freddo sul suo razzo, ma la società sta adottando un approccio diverso per il recupero. Il Falcon 9 di SpaceX è molto più grande del veicolo Electron di Rocket Lab, con un margine di prestazioni sufficiente che consente agli ingegneri di riservare il propellente per le manovre di atterraggio propulsive durante i riavvii a mezz'aria dei motori principali del Falcon 9. Questo non potrebbe funzionare per i lanciatori di satelliti più piccoli, come l'Electron, che ha bisogno di tutto il suo propellente per posizionare i carichi in orbita. Beck ha detto che l'aggiunta di hardware di recupero porta via circa il 7,5% della capacità di lancio complessiva del razzo Electron nell'orbita sincrona solare. La SpaceX subisce un decremento percentuale delle prestazioni di alcuni punti, quando fa atterrare un booster Falcon 9. La SpaceX inizialmente aveva provato a utilizzare i paracadute per recuperare i suoi razzi Falcon 1 e Falcon 9, ma quei tentativi funzionarono. Alla fine la società è passata a un progetto per gli atterraggi verticali dei Falcon 9 su navi galleggianti nell'oceano o in un sito di atterraggio a terra, posto vicino alla piattaforma di lancio. L'obiettivo principale del programma di riutilizzo della Rocket Lab è aumentare il tasso di lancio dell'azienda, ma Beck ha affermato che l'iniziativa potrebbe anche ridurre i prezzi al di sotto delle cifre già basse della società. "Abbiamo visto che il costo di un piccolo lancio dedicato può variare da 50 milioni a 30 milioni di dollari con un razzo Pegasus o Minotaur mentre sarà massimo 7 milioni di dollari per un veicolo Rocket Lab," ha detto Beck. Se Rocket Lab riesce a riutilizzare i suoi booster, "penso che vedremo di nuovo un drastico cambiamento nei prezzi," ha concluso Beck.
Nella foto i tecnici della Rocket Lab mentre stanno chiudendo i carichi utili nell'ogiva del razzo Electron. Credit: Rocket Lab
Mentre il primo stadio si paracadutava nell'Oceano Pacifico, il secondo stadio dell'Electron ha rilasciato i 30 carichi utili della missione e lo stadio superiore in un'orbita di trasferimento preliminare. Entro un'ora dal lancio, lo stadio superiore si è riacceso per posizionare i piccoli carichi utili in un'orbita quasi circolare di 500 chilometri di altezza. Due dei veicoli a bordo di Electron sono stati costruiti da Millennium Space Systems, una sussidiaria di Boeing, per una missione chiamata DragRacer. Questa dovrà testare un dispositivo che induce una resistenza che potrebbe aiutare i piccoli satelliti in orbita bassa terrestre a decadere naturalmente o a rientrare nell'atmosfera.
Un satellite, chiamato Alchemy, estenderà un cavo elettricamente conduttivo lungo 70 metri, un dispositivo progettato per aumentare la superficie del veicolo spaziale, consentendogli di soccombere alla resistenza aerodinamica, rientrare nell'atmosfera e bruciare. Entrambi i satelliti DragRacer sono identici, tranne per il fatto che uno porta il cavo e l'altra - chiamata Augury – no. Secondo le previsioni, il satellite con il cavo potrebbe rientrare nell'atmosfera entro 45 giorni. Secondo i membri del team di missione, la navicella senza il cavo - il controllo per l'esperimento - dovrebbe rimanere in orbita per circa sette anni. Il dispositivo apposto al satellite Alchemy di DragRacer è chiamato Terminator Tape. Sviluppato da Tethers Unlimited, il nastro misura solo pochi pollici di larghezza, ma può avvolgersi a lunghezze di decine di metri. L'esperimento DragRacer è un esperimento puramente commerciale per quantificare l'efficacia della tecnologia Terminator Tape, che Millennium e Tethers Unlimited dicono sia un'alternativa più affidabile, più economica e meno complessa ad altri metodi di de-orbit, come le vele o propulsori di spinta. "Questo esperimento, eseguito con il metodo scientifico, dimostrerà la capacità di Millennium di mettere in campo e gestire una soluzione alla mitigazione dei detriti orbitali, semplice e a basso costo, che non aggiunge massa, volume, costo e complessità al sistema di propulsione per deorbitare un satellite in orbita terrestre bassa," ha affermato Stan Dubyn, fondatore e CEO di Millennium Space Systems, in un comunicato stampa. I due satelliti DragRacer hanno un peso combinato di circa 25 chilogrammi, secondo TriSept Corp., un partner della missione DragRacer che supervisiona l'integrazione dei satelliti sul lanciatore Rocket Lab. I radar terrestri seguiranno le mutevoli orbite di entrambi i veicoli spaziali DragRacer per misurare come decadranno in modo diverso.
Nella foto il primo stadio del razzo Electron, pitturato di bianco l'interstadio. Credit: Rocket Lab
"La comunità spaziale comprende che i sistemi collegati da un cavo possono accelerare il rientro, ma questa è la nostra prima opportunità per quantificare veramente le prestazioni direttamente e calibrare in modo più efficace i modelli sviluppati negli ultimi 50 anni," ha affermato Robert Hoyt, fondatore e CEO di Tethers Unlimited. "Le previsioni suggeriscono che il veicolo spaziale appeso al cavo si deorbiterà in circa 45 giorni, mentre il veicolo spaziale senza cavi rimarrà in orbita per circa 7-9 anni". La tecnologia Terminator Tape di Tethers Unlimited ha già volato. L'azienda afferma che il modulo tether - che si attacca all'esterno di un veicolo spaziale ospite - pesa circa 1 kg e ha le dimensioni di un computer portatile oltre ad essere adatto per una gamma di dimensioni di satelliti. Il microsatellite Prox-1 sviluppato dagli studenti della Georgia Tech ha utilizzato il Terminator Tape lungo 230 piedi l'anno scorso. Tethers Unlimited ha detto che il tracciamento del veicolo spaziale ha mostrato che la sua orbita declinava 24 volte più velocemente dopo aver esteso il cavo. Far volare due satelliti identici, nella missione DragRacer, consentirà agli ingegneri di caratterizzare meglio le prestazioni della tecnologia del cavo. "La missione riguarda completamente la dimostrazione," ha detto Jason Armstrong, direttore dei servizi di lancio e integrazione di TriSept, in un'intervista dello scorso anno a Spaceflight Now. "Quindi, immediatamente dopo la separazione dal veicolo di lancio, le due metà del satellite si separeranno l'una dall'altra, quindi potremo schierare il cavo su una metà della navicella e ottenere risultati immediati." Armstrong ha affermato che il vantaggio del nastro Terminator rispetto ad altre soluzioni di deorbit è il suo volume e massa minori. "È molto meno complesso per quanto riguarda le capacità di cui hai bisogno per l'attivazione e la distribuzione del sistema," ha detto Armstrong. “A bordo, tutto ciò che dobbiamo avere è un piccolo timer con un piccolo meccanismo a batteria. Questo è molto interessante (per gli operatori satellitari) perché non stai introducendo rischi o sistemi ad alta complessità che devono parlare con il tuo computer di volo."
Nell'immagine, tratta dalla diretta del lancio, lo gnomo Chompski in orbita. Credit: Rocket Lab
Altri carichi utili lanciati nella missione di Rocket Lab di venerdì mattina includono due CubeSat delle dimensioni di una valigetta per una startup francese chiamata UnseenLabs. Costruiti dal produttore danese di smallsat GomSpace, i satelliti Bro-2 e Bro-3 sono il secondo e il terzo lanciato per UnseenLabs. La compagnia francese prevede di mettere in campo una costellazione da 20 a 25 satelliti nei prossimi cinque anni per la sorveglianza marittima. UnseenLabs afferma che la sua flotta di nano-satelliti sarà in grado di localizzare e identificare navi in tutto il mondo, fornendo servizi di localizzazione per gli operatori marittimi e aiutando le forze di sicurezza a sorvegliare pirati e contrabbandieri.
Swarm Technologies aveva 24 dei suoi minuscoli satelliti SpaceBEE, ciascuno delle dimensioni di una fetta di pane, sul razzo Electron. Il "BEE" in SpaceBEE sta per Basic Electronic Element. Swarm sta sviluppando una flotta per comunicazioni satellitari a bassa velocità di dati che la società afferma potrebbe essere utilizzata da auto connesse, sensori ambientali remoti, operazioni agricole industriali, trasporti, contatori intelligenti e per messaggi di testo nelle aree rurali al di fuori della portata delle reti terrestri. Anche il primo satellite della Nuova Zelanda progettato e costruito da universitari è entrato in orbita a bordo del razzo Electron. Progettato e costruito presso l'Università di Auckland, il CubeSat si chiama Te Waka Āmiorangi o Aotearoa, che si traduce in inglese in Vascello Satelliti della Nuova Zelanda, anche noto come APSS-1, utilizzando l'acronimo di Auckland Program for Space Systems. Il veicolo spaziale trasporta uno strumento per misurare i disturbi elettrici nella ionosfera ed indagare su come potrebbero essere collegati ai terremoti. Secondo l'Università di Auckland, la Rocket Lab ha lanciato gratuitamente il satellite APSS 1.
Un 'simulatore di massa' sotto forma di uno gnomo di nome Chompski, un personaggio del videogioco 'Half-Life', rimarrà attaccato alo stadio superiore del razzo Electron dopo che avrà rilasciato gli altri carichi utili della missione. Lo gnomo spaziale è stato creato per Gabe Newell, fondatore della società di videogiochi Valve. "Prodotto con il supporto del pluripremiato studio di design Weta Workshop, l'esclusivo componente spaziale è realizzato in titanio e stampato a forma dell'icona del gioco Half-Life, lo gnomo Chompski," scrive Rocket Lab nel presskit della missione. “La missione è un omaggio all'innovazione e alla creatività dei giocatori di tutto il mondo e mira anche a testare e qualificare una nuova tecnica di stampa 3D che potrebbe essere impiegata per i futuri componenti di veicoli spaziali.” Lo gnomo da 150 mm rimarrà attaccato allo stadio superiore di Electron e uscirà dall'orbita assieme ad esso quando lo stadio brucerà al rientro nell'atmosfera terrestre.
Insomma, come si vede, la strada intrapresa con difficoltà iniziale da SpaceX, viene ora imboccata da altre compagnie. Il volo spaziale sta per cambiare per sempre.
Fonti:
Rocket Lab: - https://www.rocketlabusa.com/missions/completed-missions/flight-16/
NASAspaceflight - https://www.nasaspaceflight.com/2020/11/rocket-lab-attempt-first-stage-recovery/
SpaceflightNow - https://spaceflightnow.com/2020/11/20/rocket-lab-recovers-booster-after-launch-with-30-small-satellites/
GOOGLENEWS
