Big Falcon Rocket

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Big Falcon Rocket
BFR in flight (cropped)-2018 version.png
Informazioni
ProduttoreSpaceX
Nazione di origineStati Uniti Stati Uniti
Dimensioni
Capacità
Carico utile verso orbita terrestre bassa100 tonnellate
Cronologia dei lanci
Statoin progettazione[1]
Volo inaugurale2020 (pianificato)

Il Big Falcon Rocket (abbreviato ufficialmente in BFR, anche detto Starship-Super Heavy) è un veicolo di lancio completamente riutilizzabile, sviluppato e finanziato da SpaceX. È composto da due stadi, il booster e la navicella, che a novembre 2018 Elon Musk ha rinominato rispettivamente Super Heavy e Starship. L'architettura generale del veicolo comprende sia il lanciatore sia il veicolo, nonché l'infrastruttura per il primo e i successivi lanci e una tecnologia di trasferimento di propellente a gravità zero da essere messo in orbita terrestre bassa (LEO in inglese). La capacità di carico in orbita terrestre di almeno 100 000 kg rende il BFR un lanciatore per carichi super-pesanti. Tuttavia, se lo schema visto nelle passate iterazioni si mantiene, l'insieme di Starship-Super Heavy potrebbe essere in grado di lanciare più di 150 tonnellate in orbita terrestre bassa, più di ogni altro veicolo di lancio finora pianificato. Il primo volo orbitale è programmato provvisoriamente per il 2020.[2]

SpaceX sta sviluppando un veicolo di lancio per carichi super-pesanti da molti anni, con numerosi revisioni di design (e di nomenclatura) nel corso del tempo. Prima del 2016, il veicolo veniva chiamato Mars Colonial Transporter (MCT), poi nel 2016 Elon Musk ha presentato il veicolo con il nome di ITS launch vehicle, parte centrale della visione generale di Musk di un Interplanetary Transport System (ITS).[3][4] A settembre 2017, il veicolo è diventato di 9 metri di diametro ed è stato rinominato BFR.[5][6]

Il design del veicolo dipende dal concomitante lavoro di sviluppo dei motori a razzo Raptor, alimentati da methalox, ossia metano liquido e ossigeno liquido (LOX), che saranno usati in entrambi gli stadi del BFR. Lo sviluppo del Raptor è cominciato nel 2012, e il motore è stato messo alla prova dal 2016.

Il sistema BFR ha lo scopo di sostituire interamente tutti gli attuali veicoli spaziali di SpaceX (i veicoli Falcon 9 e Falcon Heavy, e la capsula Dragon), inizialmente ambendo al mercato dei lanci in orbita terrestre, ma con la capacità di sostenere voli di lunga durata in ambiente cislunare e per l'esplorazione di Marte.[7][3][8]

Storia[modifica | modifica wikitesto]

A marzo 2012, i giornalisti riportarono che era cominciato lo sviluppo di un motore Raptor, il motore del BFR.[9] Ad ottobre 2012, Musk ha dichiarato pubblicamente un piano ad alto livello per costruire un secondo razzo riutilizzabile con capacità sostanzialmente superiori a quelle dei veicoli di lancio Falcon 9/Falcon Heavy, per i quali SpaceX aveva già speso allora molti miliardi di dollari.[10] Questo nuovo veicolo doveva essere "un'evoluzione del Falcon 9 di SpaceX [...] 'molto più grande'." Ma Musk ha detto che SpaceX non ne avrebbe parlato pubblicamente fino al 2013.[11][12]

A giugno 2013, Musk ha affermato che aveva intenzione di evitare qualsiasi eventuale offerta pubblica iniziale (IPO in inglese) delle azioni di SpaceX in borsa finché Mars Colonial Transporter non "volerà regolarmente."[13][14]

Ad agosto 2014, i media hanno speculato che il primo flight test del veicolo di lancio super-pesante spinto dal Raptor potrebbe accadere già nel 2020, in modo tale da testare completamente i motori in condizioni di volo orbitale; tuttavia, qualsiasi tentativo di colonizzazione è presunto essere "lontano nel futuro".[15][16]

Ad inizio 2015, Musk ha detto che sperava di rilasciare a fine 2015 dei dettagli della "architettura completamente nuova" del sistema che permetterebbe la colonizzazione di Marte. Questi piani sono posticipati,[17][18][19][20][21] a seguito di un lancio fallito a giugno 2015, fino a quando SpaceX è tornata a volare a fine dicembre 2015.[3]

A settembre 2016, al 67º incontro annuale dell'International Astronautical Congress, Musk ha svelato dettagli sostanziali di un progetto di un veicolo di trasporto molto grande, di 12 metri di diametro, l'ITS launch vehicle, mirato specificatamente al caso d'uso del trasporto interplanetario. Al tempo, l'architettura del sistema era chiamata "Interplanetary Transport System" (ITS) e comprendeva una discussione dettagliata dell'architettura generale della missione di trasporto su Marte. Questo ha compreso il veicolo di lancio ma anche rifornimenti di propellente in orbita, tempi di transito rappresentativi, e varie porzioni di infrastrutture, sulla Terra e su Marte, di cui SpaceX necessita per supportare tre veicoli. I tre veicoli distinti che costituivano l'abbozzo dell'ITS launch vehicle del 2016 erano:[22][7]

  • ITS booster, il primo stadio del veicolo
  • ITS spaceship, un secondo stadio e veicolo per voli spaziali di lunga durata
  • ITS tanker, un secondo stadio alternativo per portare più propellente per rifornire altri veicoli nello spazio

La conferenza comprendeva la presentazione di una visione più grande, con la speranza che altre parti interessate (individui, aziende, governi) utilizzeranno la nuova - e significativamente più economica - infrastruttura che SpaceX spera di costruire per rendere possibile una colonizzazione di Marte sostenibile.[23][24]

A luglio 2017, Musk ha dichiarato che l'architettura è "abbastanza evoluta" dal 2016. Un fattore chiave dell'aggiornamento è rendere il sistema utile per lanci in orbita terrestre e cislunari cosicché il sistema possa ripagarsi da solo, tramite attività di volo vicino alla Terra.[25] A settembre 2018, è stato annunciato un altro design, meno drastico, che allungava leggermente il secondo stadio e aggiungeva alette canard anteriori sterzabili radialmente e pinne posteriori, usate per controllare il beccheggio in un nuovo profilo di rientro simile a uno skydiver in discesa. Le pinne fungono da gambe di atterraggio, con una terza gamba in cima che ha lo stesso aspetto ma non ha ragioni aerodinamiche.[26]

Presentazione[modifica | modifica wikitesto]

A settembre 2017, al 68º incontro annuale dell'International Astronautical Congress, SpaceX ha presentato la nuova architettura del veicolo. Musk ha detto "stiamo cercando il nome giusto, ma almeno il nome in codice è BFR."[7] Il design del 2017 prevede un diametro di 9 metri, con motori Raptor alimentati da methalox; inizialmente mirerà all'orbita terrestre e all'ambiente cislunare, in seguito sarà usato per voli fino a Marte.[5][27]

Il design del 2017 era cilindrico, con una piccola ala a delta posteriore con dei flap per controllare il beccheggio e il rollio. L'ala a delta e i flap servono ad espandere l'inviluppo di volo per permettere alla navicella di atterrare in varie condizioni di atmosfera, (assente, rarefatta, o densa) e di carico (assente, leggero, o pesante) nel muso della navicella. Sono state descritte tre versioni della navicella: BFS cargo, BFS tanker, e BFS crew. La versione cargo sarà utilizzata per lanciare satelliti in orbita terrestre bassa—e porterà "significativamente più satelliti rispetto a qualsiasi altra cosa precedente"—nonché per trasporto merci sulla Luna e su Marte. Dopo un rifornimento in orbita terrestre alta (ellittica) la navicella è progettata per essere in grado di atterrare sulla Luna e tornare sulla Terra senza un ulteriore rifornimento.[27][7]

Inoltre, il BFR è teoricamente capace di portare passeggeri e/o merci rapidamente in posti sulla Terra, consegnando il carico in qualsiasi punto del pianeta entro 90 minuti.[27]

A settembre 2017, i motori Raptor erano stati collaudati per un insieme di 1200 secondi di accensione su 42 test del motore. Il test più lungo è stato di 100 secondi, che è limitato dalla dimensione dei serbatoi di propellente alla struttura dei collaudi a terra di SpaceX. Il motore di prova lavora a una pressione di 20 MPa (200 bar; 2 900 psi), con l'obiettivo di 25 MPa (250 bar; 3 600 psi), e SpaceX si aspetta di raggiungere 30 MPa (300 bar; 4 400 psi) nelle iterazioni successive. A novembre 2017, Gwynne Shotwell, presidente e COO di SpaceX, ha denotato che metà dell'intero lavoro di sviluppo del BFR era allora incentrato sul motore Raptor.[28]

L'ambizioso obiettivo nel 2017 era mandare le prime due missioni cargo su Marte nel 2022, con lo scopo di "verificare le risorse d'acqua e identificare i pericoli" contemporaneamente a mettere "l'infrastruttura per l'alimentazione, per l'attività mineraria, e per il supporto vitale" sul posto per i futuri voli, seguite da quattro navi nel 2024, due con equipaggio e due con attrezzatura e provviste aggiuntive che hanno lo scopo di preparare una struttura di produzione di propellente.

In un annuncio successivo, tenuto alla sede di SpaceX a Hawthorne a settembre 2018, Elon Musk ha mostrato un nuovo design della BFS con l'aggiunta di tre pinne posteriori e due pinne canard anteriori. Il concept rivisitato di BFR ha sette motori Raptor di uguale dimensione nel secondo stadio. Il secondo stadio ha anche due piccole pinne azionabili vicino al muso della navicella, e tre pinne grandi alla base, due delle quali azionabili, e tutte e tre che fungono da gambe di atterraggio.[29] In aggiunta, è stata annunciata una missione di circumnavigazione lunare, programmata per il 2023. La navicella sarà usata per una missione privata proposta per far volare turisti spaziali, sponsorizzata da Yusaku Maezawa insieme ad altri artisti di varie discipline.[30]

SpaceX ha anche affermato che "non è più in programma il potenziamento del secondo stadio del Falcon 9 per riusabilità."[31] I due stadi del BFR hanno avuto il loro nome a novembre: Starship per il secondo stadio e la navicella e Super Heavy per il primo stadio (il booster) "necessario per uscire dalla gravità terrestre (non per altri pianeti o lune)."[32]

Inizio della costruzione[modifica | modifica wikitesto]

A inizio 2018, la prima navicella era in costruzione, e SpaceX aveva cominciato la realizzazione di una struttura di produzione per fabbricare i veicoli di 9 metri al porto di Los Angeles. La produzione della prima navicella era in corso a marzo 2018 in una struttura provvisoria al porto,[1] con i primi voli suborbitali di prova pianificati per il 2019 o più tardi.[1][33] L'azienda continuava a affermare pubblicamente l'obiettivo di compiere i primi voli di merci diretti su Marte per il 2022, seguiti dai primi voli con equipaggio il periodo sinodico successivo, nel 2024,[5][1] coerentemente con le date menzionate a fine 2017.

Nel 2015, SpaceX stava cercando posti per strutture dove costruire il razzo; le indagini sono state fatte in California, Texas, Louisiana,[34] e Florida.[35] A settembre 2017, SpaceX aveva già cominciato a costruire dei componenti del veicolo di lancio. "La strumentazione per i serbatoi principali è stata ordinata, la struttura è in costruzione, cominceremo la fabbricazione della prima navicella [nel secondo trimestre del 2018.]"[7]

A marzo 2018, SpaceX ha dichiarato che produrrà il veicolo di lancio e la navicella nella nuova struttura in costruzione in Seaside Drive al porto di Los Angeles. L'azienda ha affittato un sito di 18 acri per 10 anni, con la possibilità di molteplici rinnovi, e userà il sito per la manifattura, recupero di merci portate dalla navicella, e ricondizionamento del booster e della navicella.[36][37][38] L'approvazione finale per la nuova struttura è arrivata dal Board of Harbor Commissioners ad aprile 2018,[34] e dal Los Angeles City Council a maggio.[39] A quel tempo, circa 40 dipendenti di SpaceX erano al lavoro sul design e sulla costruzione del BFR.[34] Alla lunga, ci si aspetta che il progetto avrà 700 tecnici.[35] Il progetto della struttura permanente al porto di Los Angeles prevedeva un edificio di 18 910 metri quadri e alto 32 metri.[40]

Il veicolo di lancio interamente assemblato sarà "trasportato da una chiatta, attraverso il Canale di Panama, fino a Cape Canaveral in Florida per il lancio."[34]

Nove mesi dopo l'inizio della costruzione di alcuni parti del primo veicolo di prova, cioè una versione di Starship in compositi di carbonio per test a basse altitudini, il CEO di SpaceX Elon Musk ha annunciato che il "nuovo approccio di design controintuitivo" di cui aveva parlato per un mese era che il materiale primario adoperato per la struttura del razzo e dei serbatoi di propellente sarebbe stato un metallo "abbastanza pesante...ma estremamente forte".[41][42][43]

Il 23 dicembre 2018, a seguito di una visita al South Texas Launch Site a Boca Chica, in Texas, Musk ha rivelato che la versione di prova di Starship era in costruzione lì per molte settimane. Lo "hopper" stava venendo costruito in una particolare lega di acciaio inossidabile — non compositi di carbonio come si pensava in precedenza. Secondo Elon Musk, il motivo di utilizzare questo materiale è che è "ovviamente economico, ovviamente veloce—ma non è ovvio che sia il più leggero. Ma in realtà è il più leggero. Se si guardano le proprietà dell'acciaio inossidabile di alta qualità, il fatto non ovvio è che a temperature criogeniche la forza è potenziata del 50%."[44] Starship sarà utilizzata nei primi test flight per caratterizzate il veicolo e sviluppare gli algoritmi di controllo dell'atterraggio e del rientro a bassa altitudine e velocità. Il veicolo iniziale volerà con tre dei sette motori Raptor, e il primo volo è previsto per la prima metà del 2019.[45][46]

A gennaio 2019, SpaceX ha cambiato rotta e ha detto che costruirà anche il secondo veicolo di test—il prototipo orbitale di Starship—in Texas, dopo aver inizialmente detto che sarebbe stato costruito al porto di Los Angeles.[47]

L'inizio dell'assemblaggio del prototipo di Super Heavy è in programma per aprile 2019. I primi voli del Super Heavy potrebbero non includere tutti i 31 motori Raptor nel caso in cui i voli siano un fallimento.[48]

Collaudo[modifica | modifica wikitesto]

Il collaudo è iniziato a livello di sottosistema, come capita per molti veicoli di lancio, con prove dei componenti del motore, seguite da prove del motore completo. I collaudi dei componenti dei motori Raptor è iniziato a maggio 2014[49] con la prima prova completa a settembre 2016.[50] A settembre 2017, il motore Raptor era stato collaudato per 1200 secondi di accensione dei motori nel corso di 42 test principali dei motori, con il test più lungo al tempo era di 100 secondi.[7]

SpaceX ha affermato a novembre 2018 che stava considerando il collaudo del secondo stadio del Falcon 9, fortemente modificato con l'aspetto di un "mini-BFR" per usarlo per test di rientro atmosferico di una serie di tecnologie necessarie per la navicella a grandezza naturale.[51][52][53] Alcune settimane dopo, Musk ha chiarificato che SpaceX non avrebbe costruito un mini-BFR ma che invece avrebbe accelerato lo sviluppo del BFR a grandezza naturale.[54]

Da ottobre 2017, il mese successivo alla presentazione del BFR, si prevedeva che i voli di prova a livello di sottosistema del BFR inizieranno con piccoli "salti" suborbitali del secondo stadio riutilizzabile—successivamente chiamato Starship—probabilmente pochi chilometri di altitudine e distanza laterale, con i primi voli di prova previsti per il 2019.[1][55] A settembre 2018, era chiaro che i salti della navicella saranno condotti dal SpaceX South Texas Launch Site vicino a Brownsville, in Texas.[26]

A novembre 2018, SpaceX ha presentato una domanda al FCC per una licenza sperimentale di comunicazioni radio per supportare il programma di prove di volo, con tutti i test flight autorizzati programmati a stare sotto i 5 chilometri di altitudine.[46] Sia la Starship di prova sia il sito di lancio erano in costruzione in South Texas nella fine del 2018[45] e la struttura principale del primo "hopper" era completa entro il 10 gennaio 2019.[56] Il 15 gennaio 2019, i tecnici di SpaceX hanno separato il muso e la coda dello hopper in modo tale da cominciare ad installare le paratie dei serbatoi di metano e di ossigeno il 21 gennaio 2019.[57][58] Il 23 gennaio 2019, la sezione del muso dell'hopper (essenzialmente una copertura aerodinamica in acciaio) cadde al suolo a causa di una forte raffica di vento, danneggiandosi in maniera sostanziale.[59] Fu deciso di procedere con l'allestimento dell'hopper tralasciando la ricostruzione del muso, non necessaria per i profili di voli prova previsti.[60] La prima accensione del Raptor (con l'hopper ancorato al suolo) avvenne il 3 aprile 2019. Il 25 luglio 2019 fu effettuato un primo breve volo autonomo, raggiungendo una quota di 20 metri. Il 27 agosto 2019 è stato condotto il secondo ed ultimo volo dell'hopper, che in questa occasione ha raggiunto i 150 metri di altezza.[61]

Nomenclatura[modifica | modifica wikitesto]

Già nel 2005 SpaceX ha usato il termine "BFR" per descrivere il futuro razzo per Marte,[62] indicando che l'obiettivo del vettore era riuscire a portare 100 tonnellate in orbita, ma anche che non si sapeva ancora come pagare lo sviluppo.[63] A partire a metà 2013, SpaceX si riferiva sia all'architettura della missione sia al veicolo con il nome di Mars Colonial Trasporter.[64] Al momento della rivelazione del design di 12 metri di diametro, a settembre 2016, SpaceX aveva già cominciato a riferirsi all'architettura generale con il nome di Interplanetary Transport System, e al veicolo di lancio con il nome di ITS launch vehicle.

Con l'annuncio di un nuovo design di 9 metri a settembre 2017, SpaceX ha ricominciato a usare il nome "BFR".[5][6][65] Musk ha detto nell'annuncio "stiamo cercando il nome giusto, ma almeno il nome in codice è BFR."[7] Il presidente di SpaceX, Gwynne Shotwell, ha affermato dopo che BFR sta per "Big Falcon Rocket".[66] Elon Musk ha spiegato che, sebbene BFR sia il nome ufficiale, ha preso ispirazione dall'arma BFG presente nella serie videoludica di Doom.[67] Il BFR è stato chiamato - informalmente dai media e internamente a SpaceX - "Big Fucking Rocket".[68][69][70] Lo stadio superiore è anche la navicella, per un periodo tra il 2017 e il 2018 chiamata "BFS".[NB 1][71][72][73] Il booster al primo stadio è stato chiamato "BFB".[NB 2][74][75][76] A novembre 2018, la navicella è stata rinominata Starship, e il booster al primo stadio è stato rinominato Super Heavy.[32][77]

Tra l'altro, come è solita fare SpaceX, anche il termine super heavy è stato precedentemente usato da SpaceX in un contesto diverso. A febbraio 2018, al tempo del primo lancio del Falcon Heavy, Musk "ha suggerito la possibilità di un Falcon Super Heavy — Falcon Heavy con booster extra. 'Possiamo davvero regolarlo a qualsiasi performance che si desidera. Se volessimo potremmo di fatto aggiungere ancora due booster laterali e renderlo Falcon Super Heavy.'"[78]

Descrizione[modifica | modifica wikitesto]

Il veicolo di lancio di SpaceX di prossima generazione combina molti elementi che, secondo Musk, renderanno possibili i voli di lunga durata oltre l'orbita terrestre (inglese: Beyond Earth Orbit, BEO). SpaceX prevede che il progetto riduca i costi per tonnellata dei lanci in orbita terrestre bassa (inglese: Low Earth Orbit, LEO) e dei trasporti tra destinazioni BEO. Servirà anche a tutti i casi d'uso per il convenzionale mercato in LEO. Questo permetterà a SpaceX di concentrare la maggior parte delle risorse per lo sviluppo sul veicolo di lancio di prossima generazione.[79][27][8]

Il Big Falcon Rocket, che sarà un lanciatore completamente riutilizzabile per carichi super-pesanti, sarà composta da due parti: un stadio con il booster, chiamato Super Heavy e un secondo stadio con integrata sezione con payload, chiamato Starship.[32][7] Questi nomi vengono usati da novembre 2018. Combinare il secondo stadio di un lanciatore con un'astronave per voli lunghi sarà un tipo unico di architettura. Tale architettura dipende dall'esito del rifornimento in orbita.[27]

Le caratteristiche più importante del vettore sono:[3][27][72][80]

Primo stadio: Super Heavy[modifica | modifica wikitesto]

Il primo stadio, o booster— chiamato da novembre 2018 Super Heavy[77]—del lanciatore di prossima generazione è lungo 63 metri ed è 9 metri di diametro. Ci si aspetta che abbia una massa complessiva al decollo di 3 065 000 kg. È costituito di serbatoi e struttura di acciaio inossidabile, con al suo interno propellenti di metano liquido raffreddato e ossigeno liquido (CH4/LOX), alimentati da 31 motori Raptor[82] che danno 61,8 meganewton di spinta al decollo. Si prevede che il booster atterri sulla rampa di lancio,[3][27][72] anche se inizialmente potrebbe atterrare su gambe.[83]

Starship-Super Heavy separation.
Rappresentazione artistica della separazione tra Starship e Super Heavy

Secondo stadio e navicella: Starship[modifica | modifica wikitesto]

Starship[77][32] è un secondo stadio completamente riutilizzabile con integrata sezione con payload, che ha l'abilità di operare come una navicella con equipaggio in voli di lunga durata in, e oltre, l'orbita terrestre.[27] Sarà costruita almeno in tre versioni:[27]

  • navicella: un veicolo spaziale grande, capace di portare passeggeri o carico a destinazioni interplanetarie, in LEO, o tra luoghi sulla Terra.
  • tanker: un tanker solo per carico per sostenere il rifornimento di propellente in orbita terrestre. Il tanker permetterà di lanciare un veicolo pesante nello spazio interplanetario dato che il veicolo, venendo rifornito in orbita, può consumare il serbatoio due volte, una volta per entrare in LEO e dopo per lasciare l'orbita terrestre. Il design raggiunge un Delta-v simile a razzi a tre stadi senza necessitare dei corrispondenti rapporti di massa.[senza fonte]
  • veicolo per dislocare satelliti: un veicolo con una grande porta della stiva che si può aprire nello spazio per facilitare la collocazione del veicolo in orbita, o il recupero del veicolo o di detriti spaziali.

Alcune importanti caratteristiche di Starship sono:[3][27][72]

  • l'abilità di ritornare vicino alla rampa di lancio usando l'atterraggio retropropulsivo e le tecnologie per lanciatori riutilizzabili sviluppati in precedenza da SpaceX.
  • l'affidabilità dell'atterraggio, che SpaceX stima che arriverà a un livello di sicurezza equiparabile a quello degli aerei di linea.
  • Ci saranno trasferimenti di propellenti in orbita dal tanker alla Starship.
  • Una Starship con il suo carico sarà capace di volare fino alla Luna o a Marte dopo caricamento di propellente in orbita.
  • Struttura in acciaio inossidabile. Il rapporto forza-su-massa è paragonabile o migliore rispetto alle alternative dei design precedenti di compositi di fibra di carbonio nella gamma di temperatura prevista, da temperature criogeniche a quelle, elevate, del rientro atmosferico.[45]
  • Alcune parti del veicolo saranno costruiti con una lega di acciaio inossidabile che "ha subito [un tipo di] trattamento criogenico, nel quale i metalli sono [...] lavorati [per produrre un] acciaio trattato a freddo [...] molto più leggero e più resistente all'usura dell'acciaio tradizionale."[45]
  • Il sistema di protezione termica contro il rientro atmosferico, non userà uno scudo termico, ma un doppio strato di acciaio inossidabile con un raffreddante che scorre tra i due strati. Il lato controvento ha molti piccoli pori che permettono il raffreddamento per traspirazione, essenzialmente "sudando" acqua o metano liquido.[84][85]
  • Come visto nella rivelazione del design del 2017, Starship dovrebbe avere un volume pressurizzato di circa 1000 metri cubi, che potrebbero essere configurato in 40 cabine, grandi aree comuni, un magazzino centrale, una cambusa, e un rifugio da tempeste solari più 12 container a poppa non pressurizzati di un volume totale di 88 metri cubi.[72]

Quando Starship è usata in lanci BEO, il funzionamento del sistema generale della spedizione include la produzione di propellente sulla superficie di Marte. Questo è necessario per il viaggio di ritorno e per riutilizzare il veicolo a un costo minimo. Le destinazioni lunari (alcuni sorvoli, orbite e atterraggi) sarà possibile senza depositi di propellente lunare, a patto che il veicolo venga rifornito in un'orbita ellittica prima del transito lunare.[27] Alcuni sorvoli lunari saranno possibili senza il rifornimento in orbita, come evidenziato nel profilo della missione del progetto #dearMoon.[26]

Specifiche e prestazioni del veicolo di lancio[modifica | modifica wikitesto]

Il progetto del motore Raptor prevede una pressione della camera di 25 MPa (250 bar; 3 600 psi), anche se SpaceX ha intenzione di aumentarla a 30 MPa (300 bar; 4 400 psi) nelle successive iterazioni del motore. Il motore sarà progettato concentrandosi particolarmente sull'affidabilità di ogni singolo motore e avere "sette motori significa che è assolutamente in grado di [mitigare] l'avaria di un motore [engine out in inglese], anche di due motori, in quasi qualsiasi circostanza. Quindi si potrebbero perdere due motori e stare comunque tranquilli. Di fatto, [in] alcuni casi si possono perdere anche quattro motori e va comunque bene. Quindi ha bisogno di tre motori per atterrare; tre su sette".[86] In tal modo, la navicella è progettata per raggiungere una "affidabilità nell'atterraggio allo stesso livello degli aerei di linea più sicuri."[27]

Prototipi di Starship[modifica | modifica wikitesto]

Razzo di prova Starhopper
SpaceX Starhopper

La costruzione del primo razzo di prova— "razzo di prova Starhopper" o "hopper di prova"[87]—è cominciata a inizio dicembre 2018 e la struttura esterna è stata completata il 10 gennaio 2019. Il razzo è stato costruito in meno di sei settimane , all'aperto, in una proprietà di SpaceX distante due miglia da Boca Chica Beach sul golfo del Messico in South Texas. Le tecniche costruttive adottate allo SpaceX South Texas Launch Site erano più simili a quelle di un cantiere navale che ad una struttura aerospaziale, con largo impiego di acciaio piegato e saldato sul posto in luogo di leghe aeronautiche assemblate in atmosfera controllata.

Il veicolo ha un diametro di 9 metri per una altezza che all'origine era prevista in 39 metri, ma dopo la distruzione della copertura aerodinamica anteriore a causa di una forte raffica di vento, fu poi ridotta a seguito della decisione di non ricostruire l'appendice aerodinamica andata persa.[87] Il veicolo è stato usato per collaudare una serie di sottosistemi di Starship e per espandere l'inviluppo di volo.[87] Le prove sono state condotte presso lo SpaceX South Texas Launch Site vicino a Boca Chica, Texas ed il 3 aprile fu provato il motore per la prima volta con l'hopper saldamente ancorato al suolo. Il primo volo libero, con un'altezza massima di 20 metri, fu eseguito il 25 luglio 2019 mentre il 27 agosto 2019 è stato condotto il secondo ed ultimo volo dell'hopper, che in questa occasione raggiunse i 150 metri di altezza.[88] In seguito ai progressi nella costruzione dei due prototipi orbitali, è stato deciso di dismettere l'hopper utilizzandolo eventualmente come banco prova motori statico.[89]

Prototipi orbitali di Starship
Prototipo Starship Mk 2 in costruzione a Cocoa, Florida, nell'agosto 2019

A dicembre 2018 iniziò la produzione delle prime parti di un prototipo orbitale di Starship a San Pedro, in California.[90] Programmato per test ad alta velocità e altitudine,[91] il prototipo orbitale sarà più alto dell'hopper, con la superficie esterna più spessa e con il profilo del muso più arrotondato.[92]

A marzo del 2019, la costruzione della struttura esterna e dei serbatoi di propellente del primo prototipo orbitale presso il cantiere in Texas erano a buon punto, tanto da prevederne il completamento e l'inizio delle prove per giugno.[93] A maggio emerse la notizia che i prototipi orbitali in construzione erano in realtà due (denominati Mk1 e Mk2), con il secondo esemplare (gemello del primo) in costruzione presso il cantiere SpaceX a Cocoa, in Florida. Entrambi i prototipi saranno equipaggiati con tre motori Raptor[94]

Applicazioni[modifica | modifica wikitesto]

Il Big Falcon Rocket è progettato per sostituire tutti gli attuali veicoli e sonde di SpaceX: i veicoli Falcon 9 e Falcon Heavy e la capsula Dragon. SpaceX stima che i lanci di BFR saranno più economici di quelli della flotta esistente e persino più del ritirato Falcon 1, grazie alla totale riutilizzabilità e dell'atterraggio di precisione dei booster sulla rampa di lancio per una logistica di lancio semplificata. SpaceX intende sostituire completamente l'attuale flotta durante l'inizio degli anni 2020.[7][27][95]

Il BFR è stato pianificato per eseguire cinque diversi casi d'uso:[3][95]

  • invio di satelliti commerciali in orbita terrestre
  • voli spaziali di lunga durata nella regione cislunare
  • trasporto su Marte, sia di cargo, sia di passeggeri
  • voli di lunga durata per i pianeti oltre la fascia principale, per cargo e astronauti[96]
  • viaggi commerciali di passeggeri sulla Terra, in competizione con i voli aerei di lunga distanza.[97] Sebbene sia il CEO Musk sia la COO Shotwell hanno menzionato che in teoria il BFR sarebbe in grado di portare passeggeri in voli suborbitali tra qualsiasi due punti sulla Terra in meno di un'ora, non hanno ancora annunciato alcun piano concreto per perseguire questo caso d'uso.[7][55][98]

Tour di sorvolo lunare[modifica | modifica wikitesto]

Magnifying glass icon mgx2.svgLo stesso argomento in dettaglio: Progetto dearMoon.
Artistic rendition of the BFS firing all 7 of its engines while passing by the Moon
Interpretazione artistica di Starship che accende tutti i suoi sette motori mentre passa dalla Luna

A settembre 2018, SpaceX ha annunciato di aver firmato un contratto per far volare un gruppo di privati intorno alla Luna a bordo di Starship.[29] I partecipanti saranno Yūsaku Maezawa,[99] e da 6 a 8 artisti che egli inviterà a volare con lui.[100] Il volo è in programma per il 2023 e durerà circa 6 giorni.[99][100]

Transporto a Marte e utilizzo sulla superficie di Marte[modifica | modifica wikitesto]

SpaceX ha intenzione di costruire nel lungo periodo una base abitata su Marte per un'estesa presenza sulla superficie, che si spera diventi una colonia autosufficiente.[101][102][103][104][105]

Ogni spedizione su Marte rifornirebbe di carburante la Starship in orbita terrestre bassa prima di partire per Marte. Le prime navicelle andranno lasciate su Marte per ospitare l'attrezzatura, immagazzinare il propellente e per tenere parti di ricambio. Alla lunga, dal momento dell'arrivo su Marte degli umani, almeno una delle riutilizzabili Starship dei voli precedenti sarà capace di essere rifornita di carburante per servire da veicolo spaziale di riserva per il ritorno sulla Terra.[101][102][106][107]

Note[modifica | modifica wikitesto]

  1. ^ a b c d e (EN) Jeff Foust, Musk reiterates plans for testing BFR, in SpaceNews, 12 marzo 2018. URL consultato il 19 febbraio 2019.
    «Construction of the first prototype spaceship is in progress. 'We're actually building that ship right now,' he said. 'I think we'll probably be able to do short flights, short sort of up-and-down flights, probably sometime in the first half of next year.'».
  2. ^ (EN) Matt Williams, The first SpaceX BFR should make orbital launches by 2020, in Phys.org, 19 marzo 2018.
  3. ^ a b c d e f g (EN) Phillip Gaynor, The Evolution of the Big Falcon Rocket, in NASASpaceflight, 9 agosto 2018.
  4. ^ (EN) Eric Berger, Elon Musk scales up his ambitions, considering going “well beyond” Mars, in Ars Technica, 18 settembre 2016.
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  6. ^ a b (EN) William Harwood, Elon Musk revises Mars plan, hopes for boots on ground in 2024, in SpaceflightNow, 29 settembre 2017.
    «The new rocket is still known as the BFR, a euphemism for 'Big (fill-in-the-blank) Rocket.' The reusable BFR will use 31 Raptor engines burning densified, or super-cooled, liquid methane and liquid oxygen to lift 150 tons, or 300,000 pounds, to low Earth orbit, roughly equivalent to NASA’s Saturn 5 moon rocket.».
  7. ^ a b c d e f g h i j Filmato audio Becoming a Multiplanet Species, 29 settembre 2017.
  8. ^ a b (EN) Steve Dent, Elon Musk's Mars dream hinges on a giant new rocket, su engadget.com, 29 settembre 2017.
  9. ^ Zach Rosenberg, SpaceX readies upgraded engines, in Flightglobal, 16 marzo 2012. URL consultato il 17 gennaio 2018.
    «SpaceX is in the midst of a variety of ambitious engine programmes, including the Merlin 2, a significant modification of the Merlin 1 series, and the Raptor upper stage engine. Details of both projects are tightly held.».
  10. ^ Zach Rosenberg, SpaceX aims big with massive new rocket (Flight Global), 15 ottobre 2012. URL consultato il 28 ottobre 2015.
  11. ^ Huge Mars Colony Eyed by SpaceX Founder (Discovery News), 13 dicembre 2012. URL consultato il 14 marzo 2014 (archiviato dall'url originale il 15 novembre 2014).
  12. ^ Rod Coppinger, Huge Mars Colony Eyed by SpaceX Founder Elon Musk, su Space.com, 23 novembre 2012. URL consultato il 10 giugno 2013.
    «The fully reusable rocket that Musk wants to take colonists to Mars is an evolution of SpaceX's Falcon 9 booster.... 'It's going to be much bigger [than Falcon 9], but I don’t think we’re quite ready to state the payload. We’ll speak about that next year,' Musk said. ... 'Vertical landing is an extremely important breakthrough — extreme, rapid reusability.'».
  13. ^ Steve Schaefer, SpaceX IPO Cleared For Launch? Elon Musk Says Hold Your Horses, in Forbes, 6 giugno 2013. URL consultato il 10 giugno 2013.
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    «The Mars transport system will be a completely new architecture. Am hoping to present that towards the end of this year. Good thing we didn't do it sooner, as we have learned a huge amount from Falcon and Dragon.».
  16. ^ Chris Bergin, Battle of the Heavyweight Rockets -- SLS could face Exploration Class rival, su NASAspaceflight.com, 29 agosto 2014. URL consultato il 30 agosto 2014.
  17. ^ Chris Heath, How Elon Musk Plans on Reinventing the World (and Mars), in GQ, 12 dicembre 2015. URL consultato il 12 dicembre 2015.
  18. ^ 2016 StartmeupHK Venture Forum - Elon Musk on Entrepreneurship and Innovation (video), StartmeupHK Venture Forum--2016, Invest Hong Kong, 26 gennaio 2016. URL consultato il 26 gennaio 2016. Ospitato su YouTube.
    «We'll have the next generation rocket and spacecraft, beyond the Falcon and Dragon series... I'm hoping to describe that architecture later this year at the International Astronautical Congress. which is the big international space event every year. ... first flights to Mars? we're hoping to do that in around 2025 ... nine years from now or thereabouts.».
  19. ^ Alan Boyle, SpaceX’s Elon Musk wants to go into space by 2021 and start Mars missions by 2025, in GeekWire, 27 gennaio 2016. URL consultato il 29 gennaio 2016.
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  25. ^ Filmato audio Elon Musk, ISS R&D Conference, 19 luglio 2017, a 49 min 48 s.
    «the updated version of the Mars architecture: Because it has evolved quite a bit since that last talk. ... The key thing that I figured out is how do you pay for it? If we downsize the Mars vehicle, make it capable of doing Earth-orbit activity as well as Mars activity, maybe we can pay for it by using it for Earth-orbit activity. That is one of the key elements in the new architecture. It is similar to what was shown at IAC, but a little bit smaller. Still big, but this one has a shot at being real on the economic front.».
  26. ^ a b c Filmato audio First Private Passenger on Lunar BFR Mission, SpaceX, 17 settembre 2018.
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    «Shotwell estimated that around 50 percent of the work on BFR is focused on the Raptor engines.».
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    «Starship is the spaceship/upper stage & Super Heavy is the rocket booster needed to escape Earth’s deep gravity well (not needed for other planets or moons)».
  33. ^ Falcon Heavy maiden flight press conference, su youtube.com.
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    «SpaceX is actively considering expanding its San Pedro, California facility to begin manufacturing its interplanetary spacecraft. This would allow SpaceX to easily shift personnel from headquarters in Hawthorne.».
  39. ^ Samantha Masunaga, All systems are go for SpaceX’s BFR rocket facility at Port of Los Angeles after City Council OKs plan, in Los Angeles Times, 8 maggio 2018. URL consultato il 24 maggio 2018.
  40. ^ (EN) Regular Meeting, Planning & Strategy, Resolution (PDF), su portoflosangeles.org. URL consultato il 6 giugno 2018 (archiviato dall'url originale il 12 giugno 2018).
  41. ^ Elon Musk [elonmusk], The new design is metal (Tweet), su twitter.com, 8 dicembre 2018.
  42. ^ Elon Musk [elonmusk], Fairly heavy metal, but extremely strong (Tweet), su twitter.com, 8 dicembre 2018.
  43. ^ Eric Ralph, SpaceX CEO Elon Musk teases new Starship photos and “heavy metal” BFR, in Teslarati, 9 dicembre 2018. URL consultato il 9 dicembre 2018.
    «wide-reaching changes to BFR’s general structural composite, Musk at long last confirmed what some suspected – now known as Starship/Super Heavy, the BFR program has officially moved away from carbon fiber composites as the primary material of choice for the rocket’s structure and propellant tanks, instead pivoting to what Musk described as a “fairly heavy metal”.».
  44. ^ (EN) Ryan D'Agostino, Elon Musk: Why I'm Building the Starship out of Stainless Steel, su popularmechanics.com, Popular Mechanics, 22 gennaio 2019. URL consultato il 22 gennaio 2019.
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    «Elon Musk, the founder and chief executive of SpaceX, said that development of the vehicle itself, including the Raptor engines that power it, would continue in Hawthorne, while at least the prototype versions of Starship are built in Texas. “We are building the Starship prototypes locally at our launch site in Texas, as their size makes them very difficult to transport,” he said.».
  48. ^ (EN) Eric Ralph, SpaceX CEO Elon Musk reveals photos of Starship's first completed Raptor engine, su teslarati.com, 1º febbraio 2019. URL consultato il 1º febbraio 2019.
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    «"Falcon 9 second stage will be upgraded to be like a mini-BFR Ship," Musk said. The BFR’s upper stage is sometimes referred to as a "spaceship"».
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    «[The] spaceship portion of the BFR, which would transport people on point-to-point suborbital flights or on missions to the moon or Mars, will be tested on Earth first in a series of short hops. [...] a full-scale Ship doing short hops of a few hundred kilometers altitude and lateral distance, [...] fairly easy on the vehicle, as no heat shield is needed, we can have a large amount of reserve propellant and don’t need the high area ratio, deep space Raptor engines.».
  56. ^ Mike Murphy, Elon Musk shows off SpaceX’s massive Starship test rocket, in MarketWatch, 10 gennaio 2019. URL consultato il 12 gennaio 2019.
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    «SpaceX would build a huge rocket: the BFR, or Big Falcon Rocket—or, more crudely among staff, the Big F**king Rocket».
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  79. ^ Filmato audio (EN) Elon Musk, Making Humans a Multiplanetary Species, SpaceX, 27 settembre 2016, a 9 min 20 s.
    «"So it is a bit tricky. Because we have to figure out how to improve the cost of the trips to Mars by five million percent ... [which] translates to an improvement of approximately 4 1/2 orders of magnitude. These are the key elements that are needed ... to achieve ...[this] improvement. Most of the improvement would come from full reusability—somewhere between 2 and 2 1/2 orders of magnitude—and then the other 2 orders of magnitude would come from refilling in orbit, propellant production on Mars, and choosing the right propellant."».
  80. ^ (EN) Jeff Foust, Musk offers more technical details on BFR system, su spacenews.com, 15 ottobre 2017.
    «The flight engine design is much lighter and tighter, and is extremely focused on reliability.».
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  84. ^ (EN) SpaceX Starship will "bleed water" from tiny holes, says Elon Musk, su Futurism. URL consultato il 28 aprile 2019.
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  86. ^ Filmato audio First Private Passenger on Lunar Starship Mission, 17 settembre 2018.
    «Seven engines means it's definitely capable of [mitigating] engine out at any time, including two engine out, in almost all circumstances. So you could lose two engines and still be totally safe. In fact, [in] some cases you can lose up to four engines and still be totally fine. So it only needs three engines for landing; three out of seven.».
  87. ^ a b c (EN) Eric Berger, Here’s why Elon Musk is tweeting constantly about a stainless-steel starship, in Ars Technica, 8 gennaio 2019. URL consultato il 12 gennaio 2019.
  88. ^ (EN) SpaceX launches Starship “hopper” on dramatic test flight, spaceflightnow.com, 27 agosto 2019.
  89. ^ (EN) SpaceX’s Starhopper completes 150 meter test hop, nasaspaceflight.com.
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  91. ^ (EN) Elon Musk, Should be done with first orbital prototype around June, su twitter.com, 10 gennaio 2019. URL consultato l'11 marzo 2019.
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  96. ^ Elon Musk [elonmusk], SpaceX will prob build 30 to 40 rocket cores for ~300 missions over 5 years. Then BFR takes over & Falcon retires. Goal of BFR is to enable anyone to move to Moon, Mars & eventually outer planets. (Tweet), su twitter.com, 12 maggio 2018.
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  98. ^ (EN) Neil Strauss, Elon Musk: The Architect of Tomorrow, in Rolling Stone, 15 novembre 2017.
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  101. ^ a b (EN) Eric Ralph, SpaceX wants to use the first Mars-bound BFR spaceships as Martian habitats, su teslarati.com, 27 agosto 2018.
  102. ^ a b (EN) Elizabeth Rayne, We’re going to Mars by 2024 if Elon Musk has anything to say about it, su SYFY WIRE, 15 agosto 2018. URL consultato il 19 febbraio 2019.
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  106. ^ Filmato audio (EN) Paul Wooster, SpaceX's Plans for Mars - 21st Annual International Mars Society Convention, Mars Society, 29 agosto 2018.
  107. ^ (EN) Darrell Etherington, Everything SpaceX revealed about its updated plan to reach Mars by 2022, su TechCrunch, 29 settembre 2017.

Annotazioni[modifica | modifica wikitesto]

  1. ^ Big Falcon Spaceship
  2. ^ Big Falcon Booster

Voci correlate[modifica | modifica wikitesto]

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