Giovedì 4 aprile, di fronte a una piccola platea riunita a Starbase in Texas, l'ingegnere capo di SpaceX ha tenuto una presentazione per aggiornare il pubblico sullo stato dei progetti dell'azienda, con particolare riferimento al progetto Starship. Qui è possibile visionare il video della presentazione, durata 45 minuti.
Credits: SpaceX
Elon ha iniziato ribadendo che lo scopo ultimo di SpaceX non è quello di fare soldi ma quello di espandere definitivamente la razza umana oltre i confini della Terra, rendendola specie multiplanetaria e quindi resiliente nei confronti di possibili catastrofi, naturali o artificiali, che dovessero riguardare il nostro pianeta. In uno stridente contrasto con gli ultimi sviluppi geo-politici e climatici, ha espresso l'augurio che l'umanità possa durare addirittura milioni di anni!
Sono stati poi rapidamente mostrati i notevolissimi risultati conseguiti finora con il lanciatore parzialmente riutilizzabile Falcon-9, in particolare riguardo alle missioni umane supportate; il tutto è sintetizzato nelle due slides seguenti. Si è accennato naturalmente anche alla rete Starlink che, al momento della presentazione, aveva già raggiunto i 6000 satelliti lanciati, con a bordo un totale di 10000 laser per comunicazioni ottiche intra-satellite a larga banda e con quasi 3 milioni di clienti abbonati.
Credits: SpaceX
Secondo Musk, se tutto andrà come nei piani, quest'anno SpaceX effettuerà il 90% dei lanci mondiali mentre la Cina il 6% e il resto del mondo solo il 4%. Qui aggiungo che un booster ha appena stabilito il record di 20 voli e che, estrapolando il ritmo mostrato in questi primi 3,5 mesi, a fine anno si dovrebbero superare di 130 lanci (oltre 140 sono quelli pianificati). Nell'istogramma sottostante, mi sono divertito a riportare ed estrapolare le statistiche sul numero di lanci annuali e sulla massa inserita in orbita bassa da parte di SpaceX, includendo anche i futuri lanci con le varie versioni di Starship di cui parleremo tra poco e anche un ipotetica versione "Starship XL" di diametro e capacità ancora maggiori.
Prepared by Marco Di Lorenzo
Come si vede, se Starship raggiungerà nei prossimi mesi una qualifica completa, il 2024 sarà l'anno con il massimo numero di lanci mentre la massa in orbita continuerà a crescere esponenzialmente grazie al contributo crescente di Starship.
Di seguito, una immagine aerea del "Production site" in fase avanzata di completamento e, più sotto, un rendering fatto dal sottoscritto su come potrebbe presentarsi tra pochi mesi, quando verranno completati lo StarFab (al centro), il parcheggio sopraelevato (dietro gli hangar verticali) e i nuovi uffici (in basso).
Credits: SpaceX
Rendering by: Marco Di Lorenzo - Starting Image: RGV Aerial Photography
Musk ha ribadito che, dopo il successo di IFT-3, il prossimo volo di test tenterà di effettuare un atterraggio di precisione del booster su una "torre virtuale" nel Golfo del Messico. Se il tentativo avrà successo, durante il successivo volo IFT-5 si potrebbe già tentare l'ardita manovra di "cattura al volo" tramite i due bracci meccanici "Chopsticks", che in questi giorni stanno effettivamente subendo modifiche e potenziamenti in vista di questo utilizzo. Qui sotto, vediamo un fotogramma del breve filmato che illustra l'operazione che richiederà una precisione davvero elevatissima.
Credits: SpaceX
Il fondatore di SpaceX ha poi confermato che non solo presto avremo due torri orbitali per il lancio di Starship a Starbase, ma anche a Cape Canaveral sorgerà una seconda OLIT nel 2025.
Musk ha anche ribadito il progetto, più a lungo termine, di realizzare delle piattaforme "offshore" in mare aperto per lanciare e recuperare Starship, qualcosa che potrebbe servire anche per l'eventuale utilizzo del veicolo come sistema di trasporto passeggeri ultraveloce, su scala intercontinentale. Per quanto suggestiva, personalmente trovo questa ipotesi poco percorribile per varie ragioni. Raggiungere velocità orbitali o sub-orbitali per spostarsi tra due luoghi sulla Terra implica una durata del viaggio di poche decine di minuti, un'ora al massimo, ma questa rapidità sarebbe inficiata dal tempo necessario per raggiungere lo spazioporto, fare il check-in e altro. Inoltre, si sottoporrebbero i passeggeri a uno stress notevole (si pensi all'effetto dell'assenza di peso o della manovra "belly flop" prima dell'atterraggio). Per non parlare della sostenibilità ambientale e del costo del biglietto, che ammonterebbe ad almeno 10000 dollari (supponendo una capienza di 200 passeggeri e la stima ottimistica fatta da Musk di un costo di 2-3 milioni di dollari per lancio, a regime). Invece di essere usato come mezzo di trasporto vero e proprio sulla Terra, si potrebbe semmai pensare ad un uso più limitato e di natura ludica, una sorta di sport estremo per facoltosi amanti dell'adrenalina e per turisti spaziali, una evoluzione delle "giostrine sub-orbitali" di Virgin Galactic e Blue Origins.
Credits: SpaceX
Ed eccoci arrivati alla parte tecnicamente più intrigante e informativa della presentazione di Musk, quella relativa alle prossime versioni di Starship e dei motori Raptor, sintetizzate nel seguente slide. L'attuale versione 2 di Raptor presenta già notevoli progressi in termini di prestazioni e semplificazione del design e l'arrivo ormai prossimo del Raptor-3, in fase avanzata di test, costituirà un ulteriore grosso salto in avanti. Oltre ad avere una spinta aumentata del 20%, infatti, il layout è davvero minimalista e questo, a detta di Musk, è dovuto sia alla eliminazione di parti non essenziali che all'inglobamento di altri organi, tra cui il sistema di raffreddamento, nascosti all'interno della struttura. Questo, tra l'altro, dovrebbe consentire di eliminare le paratie termiche (heat shields) attualmente presenti, con conseguente vantaggio in termini di carico utile.
Credits: SpaceX
Qui sotto mi sono divertito a fare un pò di calcoli su questi dati e sono emerse diverse incongruenze. La prima tabella si basa sui dati presentati da Musk, la seconda contiene stime molto più credibili perchè frutto di calcoli e di ragionevoli assunzioni, tendendo ferma la cifra sulla spinta ufficiale. Ma va detto che anche tale spinta, sia per il booster che per l'orbiter, risulta sistematicamente inferiore ai valori di targa di Raptor 2 e 3 (colonna "spinta unitaria") e questo fa sospettare che, almeno all'accensione, i motori non siano mai sfruttati al 100% oppure che si tratti di altre versioni intermedie di Raptor. In effetti, lo stesso Musk ha dichiarato che, per raggiungere le 10000 tonnellate di spinta al decollo previste per Starship-3, sarà necessaria una versione dei motori ancora più potente (Raptor-4?), capace di 330 tonnellate di spinta in atmosfera, circa il 10% in più di quanto teoricamente richiesto.
Modificato e migliorato il 28/4/23 - Done by Marco Di Lorenzo
Tra le incongruenze, nella tabella superiore notiamo la variabilità del rapporto tra quantità di propellente e altezza del booster, che invece dovrebbe risultare all'incirca costante, essendo legata alla densità del propellente criogenico; invece esso risulta quasi il 10% più alto nelle versioni 2 e 3, anche escludendo dal calcolo la porzione non destinata ai serbatoi di combustibile, ovvero la porzione inferiore dei motori e il raccordo superiore "Hot Stage" (per un totale di circa 6 metri). Peraltro, applicando questo criterio di coerenza nella densità del combustibile sull'orbiter, viene fuori che lo spazio restante per il vano di carico delle future versioni dello ship è addirittura inferiore alla prima versione 1, cosa del tutto priva di senso!
La tabella inferiore cerca di minimizzare queste incongruenze, riducendo anche il carico di combustibile nel secondo stadio per garantire una ascesa più coerente con quella di IFT-3 in termini di durata della spinta e accelerazione al decollo. Il criterio è stato quello di mantenere gli stessi valori nella massa del propellente del booster e nella spinta dell'orbiter, senza superare al contempo l'altezza totale di 150 metri e mantenendo soprattutto una coerenza nel rapporto tra massa in orbita e massa iniziale, un parametro essenziale nella dinamica dei voli spaziali! In questo modo, peraltro, l'altezza dello Starship-2 risulta decisamente maggiore di quanto dichiarato, mentre spinta iniziale e capacità di carico utile si riducono decisamente, rendendo percorribile l'uso del Raptor-3 nello Starship-3.
E' possibile che questa mancanza di coerenza nei dati sia frutto di sviste e, del resto, anche i disegni schematici delle future versioni Starship mostrano dettagli sconcertanti e poco credibili, come una struttura "a tralicci" al posto dell'anello "Hot stage" (simile a quella usata nella Soyuz), oppure i "grid fin" ribassati, in una posizione che interferirebbe con il serbatoio del metano liquido e potrebbe rendere difficoltoso anche il "catch" tramite Mechazilla.
Per finire, Musk ha accennato al fatto che, per inviare una singola Starship su Marte, saranno sufficienti 5 o 6 lanci di rifornimento, un numero decisamente inferiore a quanto inizialmente previsto; questo però implica che, anche utilizzando la capacità di carico di Starship-3 per trasportare il combustibile, questo sarebbe sufficiente a riempire i serbatoi della versione attuale della Ship, mentre nelle altre versioni evolute rimarrebbe dello spazio inutilizzato! Musk ha anche accennato al fatto che, una volta atterrate sul pianeta rosso, la maggior parte delle Starship verrebbe demolita per procurare materiale di costruzione ai coloni, i quali non farebbero mai ritorno sulla Terra.
In conclusione, a parte i numerosi dettagli da chiarire e che subiranno comunque delle revisioni, l'impressione è che la strada sia ormai tracciata e arrivarci è solo questione di tempo. Intanto, prepariamoci al nuovo test IFT-4 tra poche settimane e teniamo incrociate le dita!
GOOGLENEWS
