I criteri di successo di Elon Musk per il volo di prova dell'astronave: "Non far saltare in aria la rampa di lancio"

I criteri di successo di Elon Musk per il volo di prova dell'astronave: "Non far saltare in aria la rampa di lancio"

Timestamp: 19 aprile 2023 4:12
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L'astronave completamente rifornita di SpaceX e il booster Super Heavy durante il primo tentativo di lancio lunedì 17 aprile. Credito: SpaceX

Elon Musk, fondatore e CEO di SpaceX, ha fatto del suo meglio per creare basse aspettative durante il primo volo di prova del gigantesco booster Super Heavy e del razzo Starship questa settimana.

"Considererei una vittoria tutto ciò che non comporta la distruzione del supporto di lancio stesso... come una vittoria", ha detto Musk domenica sera in un incontro di Twitter Spaces con i suoi abbonati.

Il primo tentativo di SpaceX di lanciare il primo volo di prova su vasta scala del razzo Starship dal Texas è stato interrotto il 17 aprile da una valvola congelata nel sistema di pressurizzazione per il primo stadio del veicolo di lancio.

Il team di lancio di SpaceX ha caricato completamente circa 10 milioni di libbre di metano e propellente di ossigeno liquido nel razzo alto quasi 400 piedi (120 metri) lunedì. Ma dopo che si è verificato il problema della valvola, il tentativo di lancio è diventato effettivamente un'altra prova generale del conto alla rovescia. Il conto alla rovescia è continuato fino a T-40 secondi, quando SpaceX ha fermato l'orologio e ha avviato le procedure per drenare i voluminosi serbatoi di propellente del razzo.

I tecnici di SpaceX hanno trascorso gli ultimi due giorni lavorando sul fondo del booster Super Heavy, utilizzando ascensori e bracci mobili per raggiungere diverse parti del razzo di quasi 30 metri di diametro. Le squadre di terra hanno anche installato impalcature per accedere ai 9 motori Raptor del razzo sul fondo del booster Super Heavy.

In preparazione per il prossimo conto alla rovescia, più di 100 autocisterne avrebbero dovuto consegnare azoto liquido fresco, ossigeno liquido e metano al sito di lancio di SpaceX, chiamato Starbase. L'azoto viene utilizzato per raffreddare i propellenti a temperature estremamente fredde prima che vengano pompati nel razzo.

I 33 motori del booster Super Heavy genereranno più di 16 milioni di libbre di spinta a tutto gas, rendendo il veicolo Super Heavy e Starship il razzo più potente della storia, con circa il doppio della spinta del razzo lunare Saturn 5 della NASA dal programma Apollo e il più recente razzo lunare Space Launch System per il programma Artemis.

C'è una buona possibilità che qualcosa vada storto prima che il volo di prova raggiunga la sua durata completa di 90 minuti, secondo Musk.

"Immagino che mi piacerebbe solo abbassare le aspettative", ha detto Musk domenica. “Se ci allontaniamo abbastanza dalla rampa di lancio prima che qualcosa vada storto, lo considererei un successo. Basta non far saltare in aria la rampa di lancio.

Il Super Heavy supererà anche la spinta del veicolo di lancio N1 dell'Unione Sovietica, che aveva 30 motori con 10 milioni di libbre di spinta. L'N1, tuttavia, non ha mai raggiunto lo spazio in nessuno dei suoi quattro voli di prova tra il 1969 e il 1972.

"Vale la pena ricordare che il razzo russo N1, che è il paragone più vicino a Starship, ha avuto una serie di guasti e non ha mai raggiunto l'orbita", ha detto Musk. "Ed è stato allora che l'Unione Sovietica era al massimo della capacità missilistica con la squadra "A", con il massimo bastone, il massimo carota, il che significa che sarai l'Eroe dell'Unione Sovietica se ci riuscirai, o andrai nel Gulag se non ci riuscirai . Quindi massima motivazione, il team A-plus, e hanno comunque fallito. Vale la pena tenerlo in prospettiva.

Il gigantesco veicolo di lancio in acciaio inossidabile di SpaceX torreggia sulle zone umide costiere e sulla macchia del sud del Texas, a poche miglia a nord del confine messicano. Il booster Super Heavy ha pinne a griglia e spigoli, o piccole protuberanze aerodinamiche, per aiutare il razzo durante la discesa verso la Terra per il recupero e il riutilizzo.

Un atterraggio controllato in acqua del booster Super Heavy nel Golfo del Messico è un obiettivo per il prossimo volo di prova, ora impostato per decollare durante una finestra di lancio di 62 minuti che si aprirà alle 8:28 CDT (9:28 EDT; 1328 UTC) giovedì.

Una vista dei 33 motori Raptor sul booster Super Heavy di SpaceX. Credito: SpaceX

Sopra Super Heavy si trova il veicolo Starship stesso, con alette articolate e tegole di scudo termico per proteggere la struttura metallica del razzo dalle temperature torride del rientro attraverso l'atmosfera.

Per il primo volo di prova integrato di questo nuovo razzo, l'astronave è solo un prototipo senza alcun carico utile operativo da dispiegare nello spazio. Infatti, anche se tutto andrà secondo i piani, l'astronave non raggiungerà la velocità orbitale e rientrerà invece nell'Oceano Pacifico a nord delle Hawaii dopo quasi un giro completo intorno alla Terra.

SpaceX alla fine vuole recuperare e riutilizzare entrambi gli stadi del razzo Starship. La società ha l'ambizione di eseguire alla fine lanci giornalieri di questo gigantesco razzo, con strutture di lancio in Texas e Florida operative o in costruzione.

I satelliti commerciali, come quelli per la rete Internet Starlink di SpaceX, potrebbero essere tra i primi carichi utili a volare su Starship. La NASA ha anche un contratto con SpaceX per sviluppare un derivato del razzo Starship come lander per umani per il programma lunare Artemis. Ciò richiederà a SpaceX di testare una tecnologia nuova e mai sperimentata per il rifornimento in orbita.

SpaceX afferma che il primo tentativo di lanciare un'astronave nello spazio è, prima di tutto, un esercizio di apprendimento. SpaceX è nelle fasi finali dell'assemblaggio di nuovi booster super pesanti e navi stellari in Texas per ulteriori lanci di prova nei prossimi mesi, supponendo che la rampa di lancio della base stellare non sia danneggiata in modo significativo durante il volo di prova di questa settimana.

"Potrebbero volerci alcuni calci della lattina qui prima di raggiungere l'orbita, e poi oltre il raggiungimento dell'orbita, dobbiamo riportare indietro il booster e atterrare", ha detto Musk. «Dobbiamo riportare indietro la nave e atterrare. E affinché il riutilizzo sia rapido, deve atterrare da dove è decollato perché trasportare questa gigantesca bestia è estremamente difficile".

Musk ha detto che pensa che SpaceX possa avere i razzi Super Heavy e Starship recuperabili e riutilizzabili rapidamente in due o tre anni. La società vuole alla fine ritirare la famiglia di razzi Falcon e la navicella spaziale Dragon a favore di Super Heavy e Starship, sebbene Falcon e Dragon dovrebbero rimanere in servizio equipaggi di lancio e carico della stazione spaziale fino alla fine degli anni '2020.

"Questo è davvero il primo passo di un viaggio molto lungo che richiederà molti, molti voli", ha detto Musk lunedì. “Per coloro che hanno seguito la storia di Falcon 9, e Falcon 1 in realtà, e i nostri tentativi di riusabilità, penso che potrebbero essere stati quasi 20 tentativi prima che recuperassimo effettivamente un livello. E poi ci sono voluti molti altri voli prima di avere una riusabilità significativa, in cui non abbiamo dovuto ricostruire l'intero razzo".

Dopo aver liberato la sua torre di lancio alta quasi 500 piedi, Super Heavy e Starship vireranno su una traiettoria a est dalla base stellare sul Golfo del Messico. Il razzo supererà la velocità del suono e la massima pressione aerodinamica in meno di un minuto, quando Starship sopporterà i carichi strutturali più duri della sua ascesa nello spazio.

Musk ha affermato che SpaceX ha adattato il primo booster Super Heavy con lettura in volo, chiamato Booster 7, con una schermatura per proteggere i suoi motori dai guasti dei motori vicini.

"Questo è molto importante perché se hai 33 motori e se uno di loro va storto, è come avere una scatola di granate, granate davvero grandi", ha detto Musk.

"È sia schermatura anti-esplosione che schermatura termica alla base di Booster 7 perché ci siamo resi conto che la schermatura iniziale che avevamo era semplicemente troppo debole", ha detto Musk. "Abbiamo smontato il Booster 7 e l'abbiamo rimontato tante volte, è un razzo artigianale... Quindi vogliamo solo che decolli e passi al Booster 9 (il prossimo booster Super Heavy degno di volare)."

I 33 motori del booster Super Heavy si spegneranno per quasi tre minuti dall'inizio del volo, consentendo allo stadio del booster di staccarsi dallo stadio superiore dell'astronave. Quindi i motori Raptor sul veicolo Starship si accenderanno, sparando per la prima volta nel vuoto senz'aria dello spazio per iniziare una combustione pianificata di sei minuti e mezzo per accelerare a una velocità vicina alla velocità orbitale.

L'orbita dell'astronave dovrebbe essere ellittica, o di forma allungata, con un punto alto, o apogeo, a circa 150 miglia (250 chilometri) sopra la Terra e un punto basso, o perigeo, a un'altitudine all'interno dell'atmosfera terrestre.

Dopo essersi separato dal veicolo dell'astronave circa tre minuti dopo il decollo, il booster Super Heavy riaccenderà alcuni dei suoi 33 motori per annullare la sua velocità di downrange per una combustione di "boost-back". Cadendo verso il Golfo del Messico, il razzo sarà programmato per riaccendere un sottoinsieme dei suoi motori appena prima di raggiungere il mare per rallentare per un ammaraggio controllato.

Entrambi gli stadi del veicolo Starship utilizzano un sistema di pressurizzazione autogena in cui l'ossigeno e il metano riscaldati vengono reinstradati nei serbatoi del propellente allo stato gassoso per fornire pressione, assicurando che l'ossidante liquido e il carburante fluiscano dolcemente nei motori Raptor. Musk ha detto domenica sera che una sfida nel progetto della Starship è assicurarsi che i gas di pressurizzazione non si raffreddino abbastanza da liquefarsi nei serbatoi.

Il veicolo Starship costeggia il mondo, sorvolando lo Stretto della Florida, l'Oceano Atlantico, l'Africa, l'Oceano Indiano, l'Indonesia e il Pacifico prima di un rovente rientro nell'atmosfera a nord delle Hawaii. SpaceX spera di raccogliere dati durante il rientro della nave, ma il veicolo dell'astronave non eseguirà alcuna manovra di atterraggio propulsivo e quindi non verrà recuperato intatto.

Entrambi gli stadi del veicolo di lancio di Starship sono progettati per essere completamente riutilizzabili, un passo avanti rispetto ai razzi Falcon 9 e Falcon Heavy parzialmente riutilizzabili di SpaceX, che richiedono nuovi stadi superiori su ogni volo.

Il concetto di SpaceX per recuperare il booster Super Heavy prevede di catturarlo con le braccia articolate a "bacchette" sulla torre di lancio. L'astronave utilizzerà anche i suoi motori per tornare attraverso l'atmosfera e atterrare sulla Terra, o raggiungere le superfici di altri corpi planetari come la luna o Marte. Il primo volo di prova orbitale di Starship, tuttavia, non includerà alcun tentativo di recupero e riutilizzo.

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