Il 13 ottobre 2024 alle 14:32 è iniziata una nuova era dell’esplorazione spaziale: per la prima volta il booster Superheavy è stato catturato al volo dalla torre di lancio di Starbase, durante la il test Starship IFT-5! Ancora una volta, SpaceX ha scritto un nuovo capitolo della storia della corsa allo spazio.
A quattro mesi dall’ultimo test di volo integrato del razzo più potente mai costruito, finalmente SpaceX ha dimostrato la fattibilità della manovra più complicata mai concepita. Questo era uno dei tasselli fondamentali alla riuscita del progetto Starship e della sua filosofia di riutilizzabilità totale. Un risultato che è l’ultima tappa di un percorso lunghissimo, ma iniziato appena cinque anni fa.
Riassunto delle puntate precedenti!
I primi prototipi
Starhopper – 3 aprile 2019: un bidone di acciaio inox che per la prima volta accende un motore Raptor, primo propulsore a dimostrare l’utilizzo di ossigeno e metano liquidi (methalox). La “cavalletta stellare” (il nome è ispirato a quello delle cavallette, grasshopper) si sollevò di appena 30 cm, ma si sollevò. Nei tre test successivi raggiunse infine i 150 metri.
Starship SN5-15: i numeri seriali del secondo stadio di Starship dal 5 al 15 ne hanno combinate di cotte e di crude. 5 e 6 volarono a 150 metri (agosto e settembre 2020), mentre 8, 9, 10, 11 e 15 tentarono il salto a 10 km e la dimostrazione del belly flop, la manovra di raddrizzamento per atterraggio verticale dopo la planata orizzontale. Le prime quattro si schiantarono spettacolarmente (dicembre 2020, gennaio e marzo 2021). SN15 compì invece quello che sembrava un miracolo all’epoca, e atterrò alla perfezione il 5 maggio 2021.
Sono poi seguiti due anni di lavori febbrili per ultimare la costruzione del booster Superheavy (il primo stadio) e delle strutture di terra necessarie a supportare il lancio di una Starship completa. A primavera 2023 tutto era pronto per iniziare a fare sul serio!
I test di volo integrato (IFT)
IFT-1 – 20 aprile 2023 – Ship 24 e Booster 7. Decollo con parziale successo dalla rampa di lancio (che a sorpresa di SpaceX fu semidistrutta dalla potenza del razzo). Perdita di diversi motori Raptor, poi del controllo del veicolo, fallimento della separazione degli stadi e infine esplosione dopo 4 minuti di volo;
IFT-2 – 18 novembre 2023 – Ship 25 e Booster 9. Decollo perfetto da una rampa di lancio ripensata totalmente. Tutti e 33 i motori Raptor si sono accesi e la separazione dei due stadi tramite hot-staging è avvenuta alla perfezione. Questa fu una mossa davvero innovativa per un vettore di tali proporzioni. Esplosione del booster dopo la separazione per un motore Raptor esploso, esplosione della Ship dopo 6 minuti di volo solitario per una perdita di comburente;
IFT-3 – 14 marzo 2024 – Ship 28 e Booster 10. Decollo perfetto, staging perfetto. I motori del Booster non si sono però riaccesi per l’ammaraggio nel golfo del Messico e il matitone si è disintegrato all’impatto con l’oceano. La Ship è entrata nella traiettoria suborbitale intesa, per l’ammaraggio nell’oceano Indiano, ma ha perso il controllo di assetto e si è disintegrata in quota durante il rientro atmosferico;
IFT-4 – 6 giugno 2024 – Ship 29 e Booster 11. Decollo perfetto, staging perfetto, ammaraggio del Booster perfetto, traiettoria della Ship perfetta, controllo di assetto perfetto. Ammaraggio della Ship avvenuto come inteso, nonostante i gravissimi danni allo scudo termico e alle superfici di controllo (i flap) osservati in DIRETTA dalle telecamere di bordo durante il rientro atmosferico.
Notare come la parola “perfetto” diventa sempre più frequente. Il successo di Starship IFT-5 era quindi ampiamente atteso, ma non scontato!
Cosa è cambiato in vista di Starship IFT-5
Nei quattro mesi trascorsi dal volo di giugno, SpaceX ha lavorato incessantemente all’upgrade e miglioramento di Starship, proprio e soprattutto grazie ai dati raccolti durante i test passati. Ancora una volta ricordiamo come la compagnia di Hawthorne si muova diversamente da tutte le altre: il test rapido dei prototipi, che quindi possono fallire spettacolarmente, sono il nucleo del suo modello di sviluppo – move fast, break things (muoviti in fretta, rompi le cose).
Ship 30:
Ripensato totalmente lo scudo termico, dopo i problemi emersi durante IFT-4. Sotto alle piastrelle è stato posto uno strato ablativo, per proteggere la struttura del razzo. Anche la copertura delle cerniere dei flap, punto più debole della struttura, è stata ripensata. Modificate le antenne per le telecomunicazioni, le telecamere per il monitoraggio dei flap e la posizione delle valvole per lo sfiato dei gas.
Booster 12:
Migliorato il sistema di terminazione volo (Flight Termination System, o FTS), rinforzata la struttura sotto ai perni per la cattura e aggiunti alcuni serbatoi di ossigeno liquido per migliorare la performance durante il landing.
A questo si aggiungono i 4 mesi incessanti di test, ritest e controtest svolti su Mechazilla, lo pseudonimo della gigantesca gru-torre di lancio alta 150 metri che già si occupa di impilare Booster e Ship. Da ora in poi si dovrà occupare anche di riprenderli al volo con le sue chopsticks (“bacchette”).
Un volo a lungo atteso
Gli ultimi quattro mesi sono stati all’insegna dell’attesa spasmodica di questo nuovo test integrato di Starship. Già subito dopo IFT-4 fu annunciata l’intenzione di procedere con un tentativo di cattura del booster fin dal test successivo.
Questo però non piacque alla FAA (Federal Aviation Administration, l’ente federale preposto alla regolamentazione dell’aviazione sul territorio degli USA), i cui permessi di lancio erano stati rilasciati in previsione di una ripetizione di IFT-4. La cattura del booster per Starship IFT-5 prevedeva un suo ritorno verso la terraferma invece di un ammaraggio in pieno oceano, con conseguenti grandi differenze nella valutazione dei rischi.
Mentre SpaceX si preparava al volo è cominciato quindi il processo di revisione della licenza di lancio, non senza screzi (abbastanza imbarazzanti) tra la FAA, l’EPA e il peperino fondatore di SpaceX, Elon Musk (che ha già più volte mostrato insofferenza verso la regolamentazione federale e la burocrazia governativa). SpaceX ha infine annunciato la data di lancio di IFT-5 pur senza avere i permessi, che però sono arrivati la sera prima. Ciò fa pensare che, internamente, si sapesse già del loro eventuale rilascio. Decollo previsto in una finestra di 30 minuti a partire dalle 14:00 italiane (7:00 locali) del 13 ottobre 2024.
Starship IFT-5: un successo clamoroso!
Ancora una volta, l’alba ha illuminato la mastodontica Starship sul pad di lancio, pronta al decollo. Quasi subito è stato spostato il test verso la fine della finestra di lancio, alle 14:25 italiane. Ciò ha fatto temere un possibile rinvio al giorno successivo, cosa che però non è avvenuta. Il caricamento dei propellenti è iniziato circa 50 minuti prima del decollo ed è stato completato appena 3 minuti prima del lancio. Poi, a T-0, i 33 motori Raptor di Starship hanno preso vita e sollevato per la quinta volta il più grande e potente razzo mai costruito verso il cielo.
Già questa operazione mette i brividi di suo, ma il divertimento era appena iniziato! A T+2:40 è avvenuta la manovra di hot staging: i due stadi si sono separati alla perfezione dopo l’accensione dei motori della Ship, il secondo stadio. Anche questa è una scena ormai già vista, ma non è meno entusiasmante!
Adesso però iniziava il bello: il Superheavy B12 riaccende i suoi motori ed esegue la manovra di ritorno, o boostback. Come da copione avviene tutto alla perfezione. Il booster ora precipita a 5000 km/h da 80 km di quota, un vero e proprio missile. L’attesa si fa spasmodica: migliaia di criteri devono essere soddisfatti per un via libera al tentativo di cattura… passano secondi che sembrano minuti, poi si sente il controllo missione che fornisce l’autorizzazione: GO FOR CAPTURE.
Qui l’incredulità prende il sopravvento di fronte alle immagini che scorrono di fronte agli occhi di milioni di spettatori. Il booster riaccende i motori, frena, si avvicina piano alla torre, le bacchette si chiudono, il razzo sembra sfiorare la struttura… e poi si appoggia delicatamente sui sostegni a T+6:54. Un successo letteralmente clamoroso, con la folla radunata presso il centro di lancio in delirio. La riutilizzabilità del booster di Starship è ora ufficialmente possibile!
Ma aspetta, c’è altro!
Ma ovviamente non era ancora finita, perché c’era ancora il secondo stadio, la Ship, in volo. A t+8:27 si conclude l’accensione dei suoi motori, e la Ship 30 è ufficialmente in traiettoria suborbitale verso l’Oceano Indiano. Le immagini di bordo sono spettacolari, ma anche stavolta mostrano che il lancio ha causato dei danni allo scudo termico, anche se in maniera minore ai voli precedenti. La crociera della Ship procede per circa 40 minuti, quando a T+48:03 inizia il rientro atmosferico.
Ancora una volta le immagini dalle telecamere di bordo hanno qualcosa di fantascientifico: grazie alle dimensioni del razzo è possibile mantenere le comunicazioni durante la fase più violenta del rientro atmosferico, quando il veicolo è totalmente avvolto da gas ionizzato (plasma). Il calore si fa sempre più intenso, così come le forze aerodinamiche. E anche stavolta il plasma ha la meglio: riesce a infiltrarsi nei punti deboli delle cerniere dei flap, e comincia a distruggerli.
Nuovamente l’attesa diventa ansia; il plasma procede nella sua opera distruttiva… ma non come in IFT-4. A un’ora dal lancio la fase più drammatica del rientro e conclusa, e la Ship incandescente attraversa la fase di massima pressione aerodinamica. Ora c’è abbastanza atmosfera per planare! I flap funzionano ancora alla perfezione, Ship 30 plana delicatamente come ha già fatto 5 volte nel 2020-21, riaccende i motori, si raddrizza… e ammara perfettamente verticale nell’Oceano Indiano! Perfettamente nel luogo inteso, visto che una boa piazzata appositamente nelle coordinate obiettivo riesce a riprendere il tutto. IFT-5 stavolta è un successo su tutta la linea.
Cosa succede ora?
Quanto osservato durante IFT-5 non è che la punta dell’iceberg di quanto Starship deve ancora dimostrare di poter fare. Il successo completo di un test di volo integrato era la tappa imprescindibile della strada che porterà Starship non solo a essere totalmente riutilizzabile, ma anche a mantenere le promesse di economicità, rapidità e capacità di trasporto verso Luna e Marte. Il prossimo test di volo, IFT-6, sarà sicuramente molto simile a quello appena trascorso, e userà ancora veicoli della prima “generazione”. Da IFT-7 invece vedremo all’opera una nuova versione di Starship, ancora più grande e potente. Anche i motori Raptor V3 devono compiere il loro esordio!
Ai fini delle promesse fatte per il programma lunare Artemis rimangono da dimostrare la capacità di riaccendere i motori in orbita, l’affidabilità del trasferimento di propellente interno, la cattura all’atterraggio anche della Ship e il trasferimento di carburante in orbita tra Ship diverse. Per quanto riguarda Marte, la strada è ancora lunghissima, perché bisognerà dimostrare come produrre propellente a sufficienza sul Pianeta Rosso, per non parlare di tutte le operazioni di atterraggio e decollo. Ma ora possiamo dirlo: Starship ce la sta facendo!
