Rocket Cargo funzionerà? I dati raccolti nel 2024 potrebbero contenere la risposta.

WASHINGTON – Il tentativo del Dipartimento dell’Aeronautica degli Stati Uniti di lanciare un giorno attrezzature dall’altra parte del mondo tramite razzi spaziali passerà attraverso una serie di voli di prova nel 2024 che potrebbero rivelare se il concetto funzionerà.

E in circa tre anni, il dipartimento dovrebbe avere dati sufficienti per prendere una decisione se rendere operativo Rocket Cargo o passare a qualcos'altro, secondo Greg Spanjers, lo scienziato capo dell'Integrated Capabilities Directorate dell'Air Force Research Laboratory presso la Wright-Patterson Air. Base militare nell'Ohio.

Rocket Cargo è uno dei cosiddetti programmi Vanguard del laboratorio, che mirano a utilizzare tecnologie all’avanguardia per sviluppare e fornire nuove capacità che le truppe possono utilizzare sul campo di battaglia. Questo programma sta studiando il settore dei razzi commerciali per vedere se l’esercito potrebbe trasportare rapidamente merci in tutto il mondo, sebbene il programma stesso non finanzi lo sviluppo di razzi commerciali.

Nel 2022, il laboratorio ha assegnato un contratto quinquennale da 102 milioni di dollari a SpaceX in modo che il primo potesse raccogliere dati di volo dal programma missilistico Starship del secondo.

Lo sforzo non è sempre andato liscio.

Ad aprile, uno dei razzi Starship di SpaceX è esploso poco dopo il decollo. Anche se Spanjers ha affermato di non considerare il lancio un fallimento, poiché ha raggiunto l’obiettivo dell’azienda di liberare la rampa di lancio, l’esplosione è avvenuta troppo presto per raccogliere dati utilizzabili.

Spanjers, che gestisce Rocket Cargo per l'Air Force, ha dichiarato a Defense News in un'intervista del 1° novembre che spera che arrivino presto altri voli di prova che potrebbero fornire dati.

SpaceX il 18 novembre ha effettuato un secondo lancio di prova di un razzo Starship, ma questo è esploso poco dopo la fase di separazione degli stadi. L’AFRL non ha risposto al momento della stampa alla domanda su quanti dati fossero stati raccolti prima dell’esplosione di questo razzo.

Speranze e progetti

Spanjers prevede che il programma Rocket Cargo un giorno effettuerà un lancio al giorno, su ciascuna piattaforma di lancio, con circa un’ora di preavviso, e sarà in grado di trasportare 100 tonnellate di carico in un singolo razzo, secondo necessità. Ma anche questa piena capacità non sarebbe sufficiente a sostituire la tradizionale logistica aerea o marittima, ha aggiunto, anche se potrebbe fornire una strada per il trasporto rapido di merci di fascia alta con un preavviso relativamente breve.

Entro la fine del 2024, ha spiegato, il programma richiede dati di volo sufficienti dai razzi Starship che entrano in orbita.

L'anno prossimo, ha detto, l'Air Force prevede anche di avere un modello di stiva di carico - sostanzialmente la metà superiore di un'astronave - che potrà utilizzare per affinare le tecniche per caricare e scaricare rapidamente container da 20 piedi da un razzo. Quel modello è ora nelle fasi finali della costruzione da parte della società di ingegneria SES ad Alliance, Ohio.

Ed entro il 2026 – anche se Spanjers ha affermato che potrebbe essere fatto entro il 2025 – l’Air Force si aspetta che il programma Rocket Cargo dimostri la capacità di lanciare rapidamente razzi, portare grandi masse di carico dall’orbita e caricare e scaricare rapidamente merci.

Essendo uno dei primi clienti di SpaceX per il suo programma missilistico Starship, l'Air Force sta aiutando l'azienda a capire ciò che conta di più per il Dipartimento della Difesa, ha affermato Spanjers, come la capacità di far girare rapidamente un razzo per voli ripetuti.

Ma la capacità di carico che l’Aeronautica Militare ha in mente metterebbe molto stress sui sistemi di protezione termica, sugli attuatori e su altri componenti dei razzi, ha spiegato, ed è importante che i produttori di razzi come SpaceX tengano presenti queste esigenze durante la progettazione. razzi.

Supporti a pressione

Forse il dato più importante che l'Air Force Research Laboratory vuole raccogliere è quello sulla velocità con cui la pressione diminuisce quando un razzo raggiunge lo spazio, e quindi il cambiamento di pressione quando rientra nell'atmosfera, ha detto Spanjers. Ciò aiuterà il servizio a capire come il carico potrebbe rispondere nel vuoto dello spazio e quindi come proteggerlo.

“Se il nostro carico tocca un vuoto profondo, è un vero problema perché non vogliamo produrre un carico appositamente progettato per sopravvivere al trasporto missilistico”, ha affermato. “Questo razzo è abbastanza grande da poterci mettere degli Humvee. [Ma] se prendi un veicolo e lo metti sotto vuoto, tutti i grassi, gli oli, i carburanti si vaporizzeranno all’istante”.

Il laboratorio sta considerando alcune opzioni riguardo a quali sezioni del razzo pressurizzare e in quale misura, ha detto Spanjers.

È allo studio un processo di test sui contenitori che avrà luogo nelle grandi camere a vuoto dell’Aeronautica Militare e della NASA entro la fine del 2024. Spanjers ha affermato che i test inizieranno probabilmente con piccoli contenitori per poi coinvolgere quelli più grandi man mano che SpaceX avanza nel proprio sviluppo di missili. Ha notato che l'Air Force prevede di raccogliere dati su ogni lancio di astronavi utilizzando sensori sia esterni che interni.

"Abbiamo una grande opportunità qui per testare insieme a loro", ha detto. "Faremo molti test a un costo molto vantaggioso per i contribuenti."

L’Air Force vuole anche raccogliere informazioni su “vibrazioni e shock” che tengano traccia della turbolenza che il carico a bordo di un razzo deve sopportare durante il lancio. Ma Spanjers non si aspetta che le vibrazioni rappresentino un grosso problema. Dopotutto, ha detto, l’Air Force lancia regolarmente pallet di merci dal retro di enormi aerei da trasporto.

E man mano che i razzi diventano più grandi, ha aggiunto, “la corsa diventa più dolce”.

Tuttavia, ha osservato, gli ingegneri del laboratorio hanno bisogno di dati sulle vibrazioni per garantire che i contenitori – che cinque società stanno lavorando per creare – saranno in grado di trasportare carichi militari e sopravvivere a un lancio nello spazio. Il programma Rocket Cargo deve anche dimostrare se le persone possono scaricare rapidamente il carico da questi container per riutilizzarli per il prossimo lancio, ha affermato.

Il laboratorio vuole anche più dati su come funzionano i sistemi di protezione termica dei razzi e quanta massa può essere portata giù dall’orbita in sicurezza. Più peso significa più forza di trascinamento, ha spiegato Spanjers, che quindi crea una quantità significativa di calore che deve in qualche modo dissiparsi.

"La quantità di peso che SpaceX sta cercando di abbattere dallo spazio è ben oltre qualsiasi cosa abbiamo fatto con il programma Space Shuttle", ha affermato Spanjers. "Penso che sia circa un fattore cinque superiore a qualsiasi cosa abbiamo mai portato giù dall'orbita prima."

Spanjers ha affermato che il settore missilistico statunitense ha recentemente fatto diversi progressi che suggeriscono la fattibilità del concetto di Rocket Cargo. Per decenni, ha osservato, il Paese ha effettuato tre o quattro lanci di razzi all’anno. Ma l’anno scorso, ha detto, il numero è salito a 100 lanci – per lo più effettuati da SpaceX – e l’anno prossimo potrebbe superare i 150, circa uno a giorni alterni.

E due volte negli ultimi mesi, ha detto Spanjers, SpaceX è stata in grado di riutilizzare una piattaforma di lancio due giorni e mezzo dopo il decollo di un razzo da lì.

Inoltre, a settembre, lo Space Systems Command ha effettuato un lancio di razzi dalla base spaziale di Vandenberg in California 27 ore dopo aver ricevuto gli ordini di lancio. Ciò ha segnato un record per il lancio spaziale tatticamente reattivo.

"Se torni indietro di un anno o due, ci sono voluti dai quattro mesi ai quattro anni per lanciare un razzo", ha detto Spanjers. “Questi sono risultati piuttosto significativi che stiamo ottenendo nella creazione di operazioni di lancio che assomigliano molto di più alle operazioni aeree”.

Spanjers ha aggiunto che il laboratorio dell'Air Force prevede di sottoporsi a diversi cicli di sperimentazione "costruisci, distruggi, costruisci, distruggi" finché non troverà un progetto che funzioni.

“Queste sfide [scientifiche e tecnologiche] di cui stiamo parlando qui, non sono banali”, ha affermato. "Nessuno ha mai provato a mettere un Humvee su un razzo prima d'ora."

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• Fonte: https://www.defensenews.com/battlefield-tech/space/2023/12/04/will-rocket-cargo-work-data-collected-in-2024-may-hold-the-answer/