Mechazilla al lavoro

Il 13 ottobre 2024 resterà nella storia dell'astronautica per la manovra di cattura del primo stadio del sistema Starship, ideato per essere completamente riutilizzabile, riuscita al primo tentativo. Il decollo di IFT-5 (Integrated Flight Test 5) è avvenuto alle 7:25 locali (le 12:25 UTC) dalla rampa OLP-A di Starbase, in Texas. La finestra di lancio si apriva alle 12 UTC e si chiudeva dopo mezzora, quindi il decollo è avvenuto ad appena cinque minuti dal termine.

Dopo un perfetto decollo, con tutti e 33 i motori Raptor alimentati a metano ed ossigeno liquidi del Super Heavy booster B12 in funzione, il complesso, alto 122 metri e del diametro di 9, ha raggiunto rapidamente il MaxQ, massima pressione aerodinamica, a circa T+1 minuto, con una velocità di 1.200 km/h ed una quota di 10 km. A T+2:35 è avvenuto lo spegnimento, in sequenza programmata, di 30 motori del Super Heavy con subito l'accensione dei sei motori, di Starship S30 e il distacco dei due veicoli. Mentre Starship proseguiva la sua salita verso lo spazio, Super Heavy eseguiva una giravolta e tornava verso il sito di lancio. Pochi secondi dopo veniva espulso lo Hot Stage, l'anello che teneva uniti i due veicoli e che permette la separazione 'a caldo' (ovvero l'accensione dei motori di Starship mentre si trova ancora agganciato al booster) in modo da non perdere troppa velocità nell'esecuzione della manovra.

A T+6:30 e con una velocità di circa 1000 km/h ed una quota al di sotto dei 1.000 metri, Super Heavy ha riacceso i 3 motori interni rallentando la sua corsa ed avvicinandosi alla torre di lancio con un'inclinazione che pareva irrecuperabile. Nel giro di pochi secondi il booster si è raddrizzato ed è entrato fra i due bracci, i 'chopstick', rallentando sempre di più mentre le due braccia si chiudevano attorno a lui. Poi con una delicatezza incredibile i due punti di appoggio hanno toccato le rotaie montate sopra i bracci ed il booster si è fermato. I 13 motori si sono spenti all'unisono mentre una fiamma scaturiva poco sopra la zona motori. L'operazione che pareva più difficile è così riuscita al primo tentativo innescando l'ennesime urla di gioia da parte dei dipendenti di SpaceX che seguivano la diretta del volo dalla sede centrale di Hawthorne, in California. Ad una visione successiva di B12 sorretto dai chopstick apparivano alcuni danni nella parte inferiore del booster.

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Nell'immagine, tratta dal webcast su Twitter, il Super Heavy B12 fra le braccia dei chopstick. Credito: SpaceX.

Ma, ovviamente, sebbene questo spettacolo fosse il più atteso, ed il più incerto, nel volo di oggi restava ancora Starship che, nel frattempo aveva raggiunto lo spazio e spento i sei motori a T+8:29 dopo aver raggiunto una quota di 151 km ed una velocità di circa 26.500 km/h. Una volta raggiunta la traiettoria il veicolo ha compiuto una lunga parabola che l'ha portata fino ad una quota di 200 km prima di ritornare verso l'atmosfera. Nel corso di circa 30 minuti SpaceX dovrebbe aver eseguito alcuni test importanti come l'apertura e la chiusura del portello per l'uscita dei satelliti e quello di trasferimento di propellenti a gravità zero, cruciali per il rifornimento fra Starship, previsto nei voli verso Luna e Marte. Al momento in cui scrivo queste righe non è ancora stato divulgato da SpaceX il risultato di questi test.

 

Il rientro di S30

Mentre il Super Heavy, ancora fra le braccia di Mechazilla (come viene chiamato scherzosamente da SpaceX il sistema di cattura con i chopstick della rampa) finiva di espellere fumi dalla sezione motori e la luce calda di una bellissima alba sulla costa del Texas meridionale illuminava la scena, Starship proseguiva tranquillamente il suo volo sopra la Terra, trasmettendo spettacolari immagini grazie alle antenne Starlink appositamente installate sopra il veicolo.

Ma la parabola di Starship si è avvicinata sempre più alla sua conclusione mentre S30 scendeva verso l'Oceano Indiano. Il tipo di parabola del veicolo è infatti appositamente calcolata in modo che non vi sia bisogno di ulteriori accensioni dei motori per il rientro, che avviene quindi solamente guidato dalle leggi della gravità.

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Nell'immagine, tratta dal webcast su Twitter, S30 mentre affronta la fase più delicata del rientro. Credito: SpaceX.

A T+46 minuti ed una quota di 100 km si sono cominciati a vedere dalle riprese i primi colori rossastri della formazione di plasma, indice che il veicolo iniziava a toccare gli strati più alti dell'atmosfera. La velocità era ancora di oltre 26.500 km/h e ben presto S30 ha iniziato a sperimentare il calore sempre più elevato del rientro. Il plasma che si forma attorno al veicolo si riscalda fino ad oltre 1.400° Celsius e lo scudo termico di Staship, realizzato con mattonelle esagonali composte da una miscela di grafite ed altri materiali, deve proteggere lo scafo d'acciaio che si trova al di sotto di esse. A T+50 minuti, ad una quota di 70 km e velocità scesa a 25.500 km/h il colore del plasma si è fatto via via più acceso e, grazie alle numerose telecamere piazzate sullo scafo, si è potuto osservarne gli effetti.

A questo punto sono iniziati circa 10 minuti di picco del calore del plasma che ha messo a dura prova lo scudo termico di S30. A T+57, quota 58 km e velocità scesa a 17.400 km/h, si è iniziato a vedere i primi segni di fusione del metallo su una delle alette ed anche lo scudo termico iniziava a mostrare punti incandescenti. Una delle alette ha continuato a scaldarsi, ma molto meno di quella del volo IFT-4 che al termine del volo si staccò e scivolò in mare. Man mano che il veicolo scendeva la velocità diminuiva e la temperatura tornava a livelli accettabili. Scendendo nell'Oceano Indiano era notte fonda e le immagini si sono di nuovo illuminate quando i tre motori Raptor si sono accesi per la manovra finale di frenata e rotazione per posizionarsi in verticale simulando l'atterraggio fra dei chopstick virtuali. L'ammaraggio è avvenuto a T+1 ora 05 minuti dal lancio ma, appena il veicolo si è appoggiato sull'acqua, c'è stata una serie di esplosioni, riprese da una boa posizionata nella zona dove si attendeva l'arrivo della Starship. Anche in questo caso non era previsto un recupero del veicolo.

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Nell'immagine, tratta dal webcast su Twitter, il decollo di IFT-5. Credito: SpaceX.

Questo fatto ha dimostrato la precisione del rientro, anche se pare che debbano essere fatti ancora molti miglioramenti allo scudo termico se SpaceX punta ad un rapido riutilizzo del veicolo. Oltre alla scontata gioia di Elon Musk e dei responsabili di SpaceX vi sono stati messaggi di felicitazioni da parte di personaggi dell'ambiente astronautico, in primis l'Amministratore della NASA, Bill Nelson.

Avendo recuperato intatto B12 i tecnici della SpaceX potranno controllare di persona lo stato del veicolo e dei motori dopo il rientro. Nelle settimane scorse erano stati recuperati dal Golfo del Messico i resti della sezione motori di B11, il booster che aveva volato in IFT-4. Questi resti erano stati portati a Starbase per essere studiati ma, ovviamente, erano danneggiati dall'ammaraggio.

 

E ora... IFT-6

Il permesso di lancio della FAA (Federal Aviation Administration) è arrivato appena 24 ore prima del lancio, quando avevano comunicato che non avrebbero preso una decisione prima di novembre. Sicuramente nel modificare la scelta della FAA possono aver giocato le pressioni di NASA che, con lo Starship lunare, dovrà far atterrare i propri astronauti sulla superficie della Luna nel 2026/2027. Nel permesso concesso dalla FAA però rientra anche IFT-6, che SpaceX prevede di eseguire entro l'anno con Booster 13 e Starship 31. Si tratterebbe di un volo simile a quello di IFT-5 e quindi, dato il risultato positivo del volo odierno, non vi dovrebbero essere problemi. Invece da IFT-7 dovrebbe volare la versione modificata di Starship, conosciuta come v2, dotata di aggiornamenti compreso lo spostamento in avanti delle alette superiori per migliorare l'aerodinamica.

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Nell'immagine, tratta dal webcast su Twitter, il cartoon di mechazilla che si muove a passo di moonwalk di Michael Jackson nella sigla finale. Credito: SpaceX.

Oltre IFT-7 è più difficile immaginare quali saranno i passi di SpaceX tenendo comunque conto che, per poter arrivare ad allunare, mancano ancora diversi passaggi importanti, come il rifornimento orbitale fra due Starship, fondamentale per poter completare la missione.

Quindi quello di oggi è stato un momento storico ma per poter raggiungere l'obiettivo finale per il quale è stato sviluppato Starship occorre ancora percorrere una lunga e tortuosa strada. L'importante però è aver avuto il coraggio e la 'follia' di intraprenderla.