Come indicato nella Immagine del giorno di oggi, la SpaceX ha condotto lo storico decimo volo dello stesso primo stadio di un razzo Falcon 9 durante la missione Starlink V1.0 L27, avvenuta domenica mattina. La missione è decollata dalla rampa SLC-40 della Cape Canaveral Space Force Station, in Florida, il 9 maggio alle 02:42 a.m. EDT (le 8:42 italiane) quando il meteo era considerato positivo all'80% e vi era un "basso rischio" per il recupero del booster. Prima del lancio, non è stato condotto alcun test statico di accensione, continuando una tendenza, tra le missioni Starlink interne di SpaceX, di saltare il test e procedere al lancio. Il test statico di accensione (o static fire) è una simulazione del lancio che arriva fino all'accensione, per pochi secondi, dei nove motori Merlin 1D del primo stadio, per assicurare che siano tutti in ottime condizioni per il lancio. Di solito uno static fire si tiene alcuni giorni prima del lancio. A partire da Starlink V1.0 L8, 14 voli di Falcon 9 non hanno richiesto un questo tipo di test a causa, sia dell'affidabilità raggiunta dai booster del primo stadio collaudati in volo, sia per il fatto che la maggior parte di queste missioni sono voli Starlink interni. Invece per le missioni esterne, i clienti paganti possono richiedere uno static fire prima del lancio. Dopo il decollo, il veicolo ha eseguito una manovra di beccheggio e rollio per posizionarsi sulla rotta e nell'orientamento corretto per raggiungere un'orbita di 53° rispetto all'equatore terrestre. Il Falcon 9 ha raggiunto MaxQ, il momento di massimo stress dinamico per il veicolo, dopo 1 minuto e 12 secondi di volo, seguito dalla separazione del primo stadio a T+2 minuti e 36 secondi. Il secondo stadio ha quindi acceso il proprio singolo motore Merlin Vacuum mentre il primo stadio si orientava per il suo decimo rientro e atterraggio. In sei minuti di volo, il primo stadio ha riacceso il suo motore centrale, identificato come E9, seguito a breve da due motori esterni, E1 ed E5. Questi tre motori contengono i dispositivi TEA-TEB, che consentono loro di riaccendersi in volo, in modo diverso da come i motori vengono accesi a terra prima del decollo. Sulla rampa, il TEA-TEB è fornito dall'attrezzatura di servizio posizionata nella piattaforma di lancio. Poco dopo, il primo stadio ha quindi acceso di nuovo il motore E9 per atterrare sulla nave drone 'Just Read the Instructions', posizionata a circa 615 km al largo della Florida.

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Nell'immagine, a destra dal razzo, il momento dell'avvicinamento del booster B1051 di SpaceX alla nave drone JRTI. Credit: SpaceX webcast

 Questo ha segnato l'83esimo atterraggio di un primo stadio di Falcon 9 e il 21esimo tentativo di atterraggio su Just Read the Instructions. La droneship riporterà ora il razzo a Port Canaveral per iniziare una serie di ispezioni prima di rientrare nella flotta. Nel frattempo, il secondo stadio ha portato gli Starlink nella loro orbita di parcheggio iniziale. Le ogive protettive del carico utile si sono separate a T+3 minuti e 4 secondi in volo e si sono paracadutate nell'Atlantico, dove l'imbarcazione Shelia Bordelon, di SpaceX, era in attesa per recuperarle dall'acqua, a circa 680 km a largo del sito di lancio. Come per il primo stadio, anche le due metà delle ogive del carico utile di questo volo erano riutilizzate. Entrambe infatti avevano volato in precedenza assieme sulla missione GPS III SV04, tenutasi 185 giorni fa. Il secondo stadio e il carico utile di Starlink hanno raggiunto la loro orbita di parcheggio iniziale 8 minuti e 47 secondi dopo il lancio. Il secondo stadio ha quindi iniziato una fase di volo inerziale per circa 37 minuti prima di stabilizzare il propellente e riaccendere il motore Mvac per un secondo. Una volta completata la seconda accensione, il Falcon 9 era in un'orbita di 260 x 280 km. In seguito, il secondo stadio ha iniziato a girare in preparazione per il rilascio degli Starlink. I 60 satelliti si sono quindi separati dal secondo stadio a T+1 ora e 3 minuti dal lancio e si sono allontanati, a causa della differenza nel momento angolare impartito dallo stadio in rotazione. I 60 satelliti inizieranno ora a manovrare i loro motori allo Xeno per raggiungere le loro orbite operative di 550 km. Questa missione ha segnato il 14esimo lancio orbitale di SpaceX nel 2021, l'undicesimo volo Starlink quest'anno e il secondo lancio orbitale e il terzo volo di SpaceX in meno di cinque giorni questo mese. La missione L25 è infatti di appena 5 giorni fa ed i satelliti rilasciati in quella missione hanno dato spettacolo anche sui cieli italiani. Starlink è la costellazione Internet globale di SpaceX che mira a fornire Internet veloce, a bassa latenza e basso costo in luoghi in cui Internet da terra è inaffidabile o completamente non disponibile. SpaceX sta attualmente riempiendo il primo guscio di Starlink, situato in un'orbita circolare di 550 km con un'inclinazione di 53 gradi. Una volta completato, il primo guscio sarà composto da 1.584 satelliti operativi su 72 piani orbitali con 22 satelliti per ogni piano.

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Nella foto, la potenza dei nove motori Merlin 1D al decollo del razzo Falcon 9 per la missione Starlink L27. Credit: SFN/Stephen Marr

 Prima di questa missione, il guscio conteneva circa 1.456 satelliti funzionanti, di cui circa 882 sono nella loro orbita finale, il che significa che mancano solo due lanci di Starlink prima che tutti i satelliti per il primo guscio siano posizionati nello spazio. Tuttavia, ci vorranno alcuni mesi prima che tutti i satelliti del primo guscio raggiungano le loro orbite operative; una volta che ciò si verificherà, Starlink coprirà circa l'80% della superficie terrestre. Una volta che tutti i satelliti nel primo guscio saranno in orbita, SpaceX inizierà a riempire ulteriori gusci orbitali che aumenteranno la larghezza di banda e raggiungeranno il 100% di copertura globale grazie ad alcuni satelliti in orbita polare. Complessivamente, la prima fase della costellazione Starlink sarà quindi composta da circa 4.408 satelliti, nei seguenti gusci: 1584 nel primo a 550 km di altezza con inclinazione 53°, 1584 nel secondo a 540 km di altezza con inclinazione 53,2°, 720 nel terzo a 570 km di altezza con inclinazione 70°, 348 nel quarto a 560 km di altezza con inclinazione di 97,6° ed infine 172 nel quinto a 560 km di altezza con inclinazione di 97,6°. I due gusci polari risiederanno entrambi alla stessa inclinazione e alla stessa altitudine, ma avranno un numero diverso di piani in cui risiederanno gli Starlink. Il quarto guscio avrà sei piani orbitali con 58 satelliti per piano mentre il quinto sarà composto da quattro piani orbitali con 43 satelliti ciascuno. Secondo Gwynne Shotwell, Presidente di SpaceX, la compagnia inizierà a condurre regolari lanci di Starlink nei gusci polari a partire da luglio. Queste missioni dovrebbero essere lanciate dalla rampa SLC-4 East, che si trova alla base dell'aeronautica di Vandenberg, in California. Resta inteso che queste missioni coincideranno con il continuo lancio di satelliti Starlink dalla Florida verso inclinazioni inferiori.

Per questa missione, la SpaceX ha utilizzato il primo stadio del Falcon 9 conosciuto come B1051-10 con il "-10" che indica il decimo volo del booster. Il Booster B1051 è il secondo più antico primo stadio operativo della flotta Falcon 9, avendo debuttato con il volo Demo-1 senza equipaggio di Crew Dragon verso la Stazione Spaziale Internazionale (ISS) il 2 marzo 2019.

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Nell'immagine, il rilascio dei 60 satelliti Starlink L27. Credit: SpaceX webcast

 Durante la sua vita, dopo Demo-1, ha volato nelle seguenti missioni: il 12 giugno 2019-Radarsat Constellation, 29 gennaio 2020-Starlink v1.0 L3, 22 aprile 2020-Starlink v1.0 L6, 7 agosto 2020-Starlink v1.0 L9, 18 ottobre 2020-Starlink v1.0 L13, 13 dicembre 2020-SXM7, 20 gennaio 2020-Starlink v1.0 L16, 14 marzo 2021-Starlink v1.0 L21 ed infine 9 maggio 2021-Starlink v1.0 L27. Questa è stata la prima volta che un razzo di classe orbitale, senza considerare lo Space Shuttle che però aveva un serbatoio esterno a perdere, ha volato 10 missioni e ha segnato una pietra miliare fondamentale per il riutilizzo da parte di SpaceX. Tutto era iniziato il 30 marzo 2017, quando la SpaceX aveva riutilizzato, per la prima volta, un booster Falcon 9 con il lancio del satellite SES-10 dalla rampa LC-39A del Kennedy Space Center grazie alla potenza del razzo B1021, che un anno prima era diventato il primo booster ad atterrare integro sulla piattaforma galleggiante di SpaceX, 'Of Course I Still Love You'. Nel maggio 2018, la SpaceX aveva fatto debuttare la variante Block 5, una versione aggiornata del Falcon 9. Questa nuova versione doveva essere in grado di trasportare missioni con equipaggio ed incorporare tutte le lezioni apprese dai blocchi precedenti per ridurre i tempi di preparazione e manutenzione; la compagnia si era posta l'ambizioso obiettivo di riutilizzare un booster 10 volte con una manutenzione minima tra un volo e l'altro. Dal primo volo del Falcon 9 Block 5, la SpaceX è passata dalla semplice produzione dei primi stadi del Falcon 9 al funzionamento di una flotta di razzi riutilizzabili. Sebbene la società produca ancora nuovi booster, questi stanno diventando sempre più rari da vedere sulla rampa di lancio; finora nel 2021 non è stato lanciato un solo primo stadio nuovo. Con una minore domanda per i primi stadi, la fabbrica di SpaceX di Hawthorne, in California, si è concentrata maggiormente sulla produzione di un gran numero di secondi stadi, per supportare una cadenza di lancio sempre crescente. Nel corso degli anni, i clienti sono diventati sempre più a loro agio volando su razzi riutilizzati. La United States Space Force ha recentemente consentito, a missioni cruciali di sicurezza nazionale, di volare su hardware usato, e persino la NASA ha accettato booster che hanno già volato su missioni con equipaggio, il primo dei quali è stato lanciato diverse settimane fa nella missione Crew-2. Nel dicembre 2020, Sirius-XM è diventato il primo cliente pagante a utilizzare un primo stadio con un 'numero di voli elevati' quando il satellite SXM-7 è stato lanciato con successo sul settimo volo del booster B1051. Grazie alla loro costellazione Internet interna, SpaceX è stata in grado di espandere la portata del recupero e del riutilizzo dell'hardware. Con un'abbondanza di carichi utili interni da lanciare, l'azienda è stata in grado di ridurre i tempi di consegna e lanciare i singoli booster sempre di più senza rischiare di pagare i payload dei clienti. Ciò è evidente nel numero di volte in cui un booster è volato prima di ogni lancio: nel 2017, su 18 voli solo 5 erano di booster riutilizzati, nel 2018 13 su 23, nel 2019 10 su 17, nel 2020 21 su 26 e nel 2021, finora, 14 su 14. Inoltre la SpaceX ha anche ridotto drasticamente, nel 2021, i tempi fra un volo e l'altro di un booster riutilizzato. Prima di quest'anno, il tempo di ri-volo più veloce di un Falcon 9 è stato di 51 giorni, tra Starlink L11 e Starlink L14, un record globale. Nel 2021, SpaceX ha finora battuto questo record sei volte, con due tempi di ri-volo di appena 27 giorni. Anche il tempo medio di ri-volo è diminuito di circa il 48% dal 2020. Infatti, se nel 2017 il tempo medio, in giorni, fra un volo e l'altro dello stesso booster era di 225,2 giorni questo calava a 224,5 nel 2018, a 139,8 nel 2019, a 113,8 nel 2020 fino a 59,5 nel 2021.

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Nell'illustrazione le orbite dei 1584 satelliti del primo guscio della costellazione Starlink. Credit: Wikipedia/Lamid58

 Ma, a parte il decimo volo di B1051, la SpaceX ed il suo Falcon 9 hanno anche effettuato 4 lanci negli ultimi 16 giorni (precedente record 19 giorni) e JRTI ha visto il secondo atterraggio nel giro di 10 giorni (precedente record 12 giorni). Nelle stesse ore del lancio di Starlink L27 la seconda nave drone, OCISLY, rientrava in porto con il booster B1049 reduce del volo di quattro giorni fa. La SpaceX ha molte altre missioni previste nelle prossime settimane. La prima è la missione Starlink V1.0 L26 prevista il 15 maggio alle 18:58 a.m. EDT (le 00:58 italiane del 16 maggio). Quella missione utilizzerà B1058-8 e verrà lanciata dalla rampa LC-39A. La L27 di domenica è stata eseguita prima della L26 a causa di alcuni carichi utili condivisi che si troveranno a bordo assieme agli Starlink, i satelliti Capella 5 e 6, non ancora pronti per il lancio. Il prossimo è SXM-8 di SiriusXM previsto il primo giugno alle 00:25 a.m. EDT (le 6:25 italiane) da SLC-40. Due giorni dopo, il 3 giugno, la SpaceX lancerà la missione cargo CRS-22 diretta alla ISS, utilizzando il booster B1067-1 (il primo nuovo booster ad entrare nella flotta nel 2021) lanciato dalla LC-39A. La prossima missione SpaceX confermata per ora è GPS-III SV05 da svolgersi il 17 giugno; utilizzerà B1062-2 e verrà lanciata da SLC-40.