Starship (SpaceX)

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Starship
Informazioni
Funzione
ProduttoreSpaceX
Nazione di origineStati Uniti Stati Uniti
Costo per lancio2 milioni $ (anticipati)[1] (2020)
Dimensioni
Altezza120 m [2]
Diametro9 m
Massa5000 tonnellate [3][2] (11 000 000 lb)
Stadi2
Capacità
Carico utile verso orbita terrestre bassa100 tonnellate
Cronologia dei lanci
Statoin progettazione[4]
Basi di lancioLC-39A

SpaceX South Texas Launch Site

Lanci totali0
Successi0
Fallimenti0
Fallimenti parziali0
Volo inaugurale2020 (pianificato) [5]
1º stadio – Super Heavy
Propulsori31 Raptor
Spinta72,000 kN
Impulso specifico330 s (3.2 km/s)
PropellenteCH4 / LOX
2º stadio – Starship
Propulsori6 Raptor
Spinta12,000 kN
Impulso specifico380 s (3.7 km/s)
PropellenteCH4 / LOX

La Starship è un veicolo di lancio completamente riutilizzabile, in corso di sviluppo 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 sola navicella è progettata per essere utilizzata, in una prima fase, priva di booster sia per trasporto merci che passeggeri.

SpaceX sta sviluppando un veicolo di lancio per carichi super-pesanti dal 2012, 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).[6][7] A settembre 2017, il veicolo è diventato di 9 metri di diametro ed è stato rinominato BFR,[8][9] per poi giungere alla denominazione attuale a novembre 2018.

Test su prototipi della Starship sono iniziati a marzo 2019, con una prima versione in formato ridotto definita Starhopper. A partire dall'autunno dello stesso anno si è proceduto alla realizzazione, attraverso rapide iterazioni, secondo la logica del "fail fast, succeed faster", di ulteriori prototipi per giungere ad un rapido test di volo orbitale entro il 2020.[10] Ad aprile 2020 la NASA ha selezionato una versione modificata della Starship come uno dei tre sistemi di atterraggio per il Programma Artemis.[11]

La nomenclatura[modifica | modifica wikitesto]

Confronto tra i vari design della Starship nel corso degli anni

I frequenti cambi di nome del veicolo spaziale hanno creato spesso confusione. Nel 2005 SpaceX ha usato il termine "BFR" per descrivere il futuro razzo per Marte,[12] 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.[13] A partire a metà 2013, SpaceX si riferiva sia all'architettura della missione sia al veicolo con il nome di Mars Colonial Trasporter.[14] 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.

A ottobre 2016, in una risposta pubblicata durante un Q&A su Reddit, Musk affermò che "Penso ci serva un nuovo nome. ITS non funziona. Al momento stiamo utilizzando BFR per il razzo e BFS per la navicella, il che va bene interamente ma... Rilasceremo dettagli sul modulo abitativo quando avremo un modello dal vero, magari nel giro di un anno o due".[15] Durante la presentazione della nuova architettura all'International Astronautical Congress (IAC) in Adelaide, Australia del 2017, Musk affermò che "stiamo seriamente pensando di chiamarlo BFR".[16] Il BFR fu chiamato - informalmente dai media e internamente a SpaceX - "Big Fucking Rocket".[17][18][19] La navicella, per un periodo tra il 2017 e il 2018, fu indicata con il termine "BFS".[NB 1][20][21][22]

In un tweet pubblicato a novembre 2018, Musk comunicò il cambio di nome definitivo, passando da BFR a Starship, specificando che con quest'ultimo termine ci si riferisse sia alla navicella che all'architettura complessiva, mentre il booster sarebbe stato chiamato SuperHeavy.[23][24][25]

Storia[modifica | modifica wikitesto]

Magnifying glass icon mgx2.svgLo stesso argomento in dettaglio: Storia dello sviluppo della Starship.

I primi annunci[modifica | modifica wikitesto]

A marzo 2012, i giornalisti riportarono che era cominciato lo sviluppo di un motore Raptor.[26] Alla Joint Propulsion Conference del 2010, furono presentate anche idee concettuali per i giganteschi veicoli di lancio Falcon X, Falcon X Heavy e Falcon XX per carichi pesanti. Questi dovevano essere alimentati da motori Merlin 2 molto grandi, capaci di produrre 7.565 kN (1.700.766 lbf) di spinta, con un ISP di 285,0 secondi al livello del mare e 321,4 secondi nel vuoto.[27] 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.[28] 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.[29][30]

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."[31][32]

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".[33][34]

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,[35][36][37][38][39] a seguito di un lancio fallito a giugno 2015, fino a quando SpaceX è tornata a volare a fine dicembre 2015.[6]

L'evoluzione del disegno[modifica | modifica wikitesto]

Rappresentazione artistica di un ipotetico atterraggio di ITS su Encelado (versione 2016)
L'ITS sulla rampa di lancio a Cape Canaveral (versione 2016)

A settembre 2016, al 67º incontro annuale dell'International Astronautical Congress, Musk svelò dettagli sostanziali di un progetto di un veicolo di trasporto molto grande, di 12 metri di diametro e 122 metri di altezza, l'"Interplanetary Transport System" (ITS) ideato per il trasporto interplenetario. Nell'occasione, Musk informò riguardo l'intenzione di lavorare su una tecnologia per il rifornimento in orbita della navicella, in modo da alleggerire il carico in fase di lancio e aumentare la capacità cargo conisiderevolmente.[40][41][42] Nel corso del 2017, Musk dichiarò che l'architettura era "abbastanza evoluta" dal 2016. Un fattore chiave dell'aggiornamento fu quello di rendere il sistema utile per lanci in orbita terrestre e cislunari cosicché il sistema potesse ripagarsi da solo, anziché pensarlo solamente per missioni verso Marte.[43]

Starship-Super Heavy separation.
Rappresentazione artistica della separazione nel BFR (versione 2018)

A settembre 2017, al 68º incontro annuale dell'International Astronautical Congress, SpaceX presentò la nuova architettura del veicolo che si iniziò a chiamare BFR (Big Falcon Rocket). Il nuovo design prevedeva un diametro di 9 metri e una lunghezza complessiva ridotta a 106 metri,[44] con una piccola ala a delta posteriore e 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. Così come per la versione precedente, furono 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. Inoltre, il BFR fu anche ipotizzato per il trasporto di merci e persone in collegamenti tra punti diversi della Terra, in un tempo inferiore ai 90 minuti.

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.

Durante una conferenza tenuta alla sede di SpaceX a Hawthorne a settembre 2018, Elon Musk mostrò un ulteriore aggiornamento del design del BFR con l'aggiunta di tre pinne posteriori e due pinne canard anteriori, con sette motori Raptor di uguale dimensione nel secondo stadio. Il secondo stadio aveva 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 fungevano da gambe di atterraggio.[45] Nell'occasione fu stata annunciata una missione privata, sponsorizzata da Yusaku Maezawa con altri artisti, di circumnavigazione lunare, programmata per il 2023.[46]

In un tweet pubblicato a novembre 2018, due mesi dopo l'aggiornamento sul design, Musk comunicò il definitivo cambio di nome dell'architettura: Starship sarebbe stato sia il nome complessivo che della navicella, mentre Super Heavy per il primo stadio (il booster) "necessario per uscire dalla gravità terrestre (non per altri pianeti o lune)."[24]

Nel 2015, SpaceX stava cercando luoghi per strutture dove costruire il razzo; le indagini sono furono fatte in California, Texas, Louisiana,[47] e Florida.[48] 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.]"[44]

A partire da marzo 2018 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.[4]L'azienda aveva affittato un sito di 18 acri per 10 anni, con la possibilità di molteplici rinnovi, e con l'intento di usare il sito per la manifattura, recupero di merci portate dalla navicella, e ricondizionamento del booster e della navicella.[49][50][51] I primi voli suborbitali di prova erano pianificati per il 2019 o più tardi.[4][52] 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,[4][8] coerentemente con le date menzionate a fine 2017.

Il progetto della struttura permanente al porto di Los Angeles prevedeva un edificio di 18 910 metri quadri e alto 32 metri.[53] Il veicolo di lancio interamente assemblato sarebbe stato "trasportato da una chiatta, attraverso il Canale di Panama, fino a Cape Canaveral in Florida per il lancio."[47] Il sito fu, tuttavia, completamente smantellato ad aprile 2019 in seguito alla decisione di concentrare le attività a Boca Chica, in Texas e a Cocoa, in Florida. [54]

La nuova Starship: inizio della costruzione[modifica | modifica wikitesto]

Elon Musk con in mano un modellino della Starship ad aprile 2019
L'ogiva della Starship MK1 collocata all'esterno dello stabilimento di Boca Chica, 2020

Con un tweet pubblicato il 20 novembre 2018, Musk annunciò che la nuova navicella sarebbe stata rinominata Starship e sarebbe stata composta da due parti: la Starship vera e propria, ovvero lo stadio superiore e il Super Heavy, come razzo necessario a sfuggire alla gravità terrestre.

A dicembre 2018, inoltre, rivelò che una versione di prova di Starship, soprannominata Starhopper era in costruzione presso nel nuovo sito di Boca Chica, in Texas, acquistato nel 2014.[55] A gennaio 2019 viene confermato che la Starship non sarebbe stata più realizzata in fibra di carbonio ma in una particolare lega di acciaio inossidabile, adducendo motivazioni legate alla resistenza, all'economicità e alla facilità di lavorazione del materiale.[56][57][58][59] Starship fu 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 e il primo volo era previsto per la prima metà del 2019.[60][61]

I primi test[modifica | modifica wikitesto]

A luglio 2019, lo Starhopper effettua il suo primo test, un "salto" di circa 10 metri, e ad agosto un ulteriore di 150 metri, presso il sito di Boca Chica. [62] A settembre dello stesso anno, durante un evento pubblico nello stabilimento texano, Musk mostra il prototipo della Starship Mk1, annunciando aggiornamento sul design e sulla portata del carico ipotizzato a circa 100 000 kg iniziali, con l'obiettivo di raggiungere 150 000 kg con il passare del tempo. Dopo il cedimento dovuto a test di pressione della Mk1, SpaceX decide di sospendere la realizzazione della Mk2, all'epoca in corso a Cocoa, in Florida,[63] e passare direttamente alla Mk3, che viene rinominata SN1 per sottolinearne l'evoluzione delle tecniche di costruzione: gli anelli di acciaio diventano più alti, per ridurre i punti critici. Questo passaggio determina il relativo stop alle attività di costruzione dello Starship nel sito in Florida, che da quel momento saranno completamente trasferite a Boca Chica. A marzo 2020 l'SN1 viene distrutta durante un test di pressione. [64] Dopo un test riuscito con la SN2, e un ulteriore fallimento con l'SN3 dovuto a problemi di configurazione, ad aprile 2020 si procede con la realizzazione di SN4 e di SN5 (il primo protipo ad effettuare un volo di 150mt) e a seguire i numeri seriali successivi. L'intenzione annunciata da Musk è quello di rendere più rapido e semplice il processo di produzione e test, con l'obiettivo di effettuare più voli durante la stessa giornata. SN8 è il primo protipo completo e ad effettuare un test di accensione statica con tre Raptor contemporaneamente.

Descrizione[modifica | modifica wikitesto]

Starship a confronto con altri vettori di lancio

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.[65][66]

La Starship, che sarà un lanciatore completamente riutilizzabile per carichi super-pesanti, sarà composta da due parti: un primo stadio booster, chiamato Super Heavy e un secondo stadio con integrata sezione con payload, chiamato Starship.[44][24] Una delle innovazioni previste è il rifornimento in orbita, progetto a cui SpaceX sta lavorando in collaborazione con il Glenn Research Center in Ohio e il Marshall Space Flight Center in Alabama, due centri di ricerca della NASA.[67]

Le caratteristiche più importante del vettore sono:[6][65][21][68]

  • Entrambi gli stadi sono progettati per essere completamente riutilizzabili, con il booster che ritorna sulla rampa di lancio mentre il secondo stadio (e l'astronave) sarà in grado di ritornare vicino alla rampa di lancio. Entrambi usano l'atterraggio retropropulsivo e le tecnologie per lanciatori riutilizzabili sviluppati in precedenza da SpaceX.
  • L'insieme di Starship-Super Heavy sarà alto 120 m, cioè 27 m più alto della Statua della Libertà.[69]

Primo stadio: Super Heavy[modifica | modifica wikitesto]

Il primo stadio, o booster— chiamato da novembre 2018 Super Heavy[25]—del lanciatore di prossima generazione è lungo 70 metri ed è 9 metri di diametro. È prevista una massa complessiva al decollo di 3065000 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[70] che forniscono 61,8 meganewton di spinta al decollo. Si prevede che il booster atterri sulla rampa di lancio,[6][65][21] anche se inizialmente potrebbe atterrare su gambe.[71]

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

Starship[24][25] 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.[65] Sarà costruita almeno in tre versioni:[65]

  • 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:[6][65][21]

  • 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.[60]
  • 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."[60]
  • 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.[72][73]
  • 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.[21]

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, come evidenziato nel profilo della missione del progetto #dearMoon.[74][65]


Sistema di propulsione[modifica | modifica wikitesto]

SuperHeavy e Starship saranno spinti da motori Raptor, sia nella loro versione sea level che vacuum. 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. Durante dei test effettuati ad agosto 2020, sono stati raggiunti, tuttavia, i 33 MPa (330 bar; 4 800 psi). 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".[75] In tal modo, la navicella è progettata per raggiungere una "affidabilità nell'atterraggio allo stesso livello degli aerei di linea più sicuri."[65]

Versioni alternative[modifica | modifica wikitesto]

Artemis Human Landing System[modifica | modifica wikitesto]

Il 30 aprile 2020 la NASA annuncia che una versione alternativa, denominata Starship Human Landing System, sarà utilizzata come lander all'interno del programma Artemis nell'ambito dei Commercial Lunar Payload Services per un contratto da 135 milioni di dollari.[76]Questa variante sarà priva di scudi termici e pinne di coda, non necessarie per atterraggi su suolo lunare e utilizzerà tre motori SuperDraco. Nel documento a supporto delle motivazione della scelta del vettore di SpaceX, la NASA ha riportato la dichiarazione dell'azienda secondo la quale la Starship, ben prima di portare astronauti sulla Luna nel 2024, avrà già effettuato ripetuti voli orbitali di breve e lunga durata, voli oltre l'orbita bassa e una missione dimostrativa di atterraggio sul suolo lunare entro il 2022.

Secondo i piani, la Starship sarà regolarmente lanciata dalla Terra con un razzo Super Heavy per entrare in orbita lunare. L'equipaggio, invece, raggiungerà successivamente la Starship tramite una navicella Orion lanciata dalla Terra con l'SLS o tramite un attracco con il Lunar Gateway.

Prototipi[modifica | modifica wikitesto]

Razzo di prova Starhopper[modifica | modifica wikitesto]

SpaceX Starhopper

La costruzione del primo razzo di prova— "razzo di prova Starhopper" o "hopper di prova"[77] 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.[77] Il veicolo è stato usato per collaudare una serie di sottosistemi di Starship e per espandere l'inviluppo di volo.[77] 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.[78] In seguito ai progressi nella costruzione dei due prototipi orbitali, è stato deciso di dismettere l'hopper utilizzandolo eventualmente come banco prova motori statico.[79]

Prototipi orbitali di Starship[modifica | modifica wikitesto]

Magnifying glass icon mgx2.svgLo stesso argomento in dettaglio: Storia dello sviluppo della Starship § Elenco dei prototipi.
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.[80] Programmato per test ad alta velocità e altitudine,[81] il prototipo è più alto dell'hopper, con la superficie esterna più spessa e con il profilo del muso più arrotondato.[82]

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.[83] 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.[84]. A seguito dell'esplosione in un test di pressione (20 novembre 2019) della cupola superiore del metano del mk1 e l'abbandono del mk2, Spacex si concentrò su un nuovo prototipo, iniziando anche una nuova nomenclatura. Starship sn1, qualitativamente migliore del mk1, venne anche esso perso in un test di pressione (criogenico) il 28 febbraio 2020. Elon Musk comunicò che si trattava di un problema di progettazione del disco di spinta, e quindi SpaceX si concentrò sul sn2, che consisteva in un piccolo serbatoio con lo scopo di testare il disco di spinta, simulando la pressione del motore con un martinetto idraulico. Completati e superati i test criogenici su sn2 (8 marzo 2020), il team a Boca Chica costruì e testò il terzo prototipo completo (SN3). Il test fallì in seguito alla insufficiente pressurizzazione del serbatoio dell'Ossigeno liquido, che collassò sotto il peso del serbatoio superiore pressurizzato con metano liquido il 3 aprile 2020.

Il prototipo SN5 della Starship di SpaceX effettua un test di lancio e atterraggio a Boca Chica, Texas

Il prototipo SN4 è il primo a passare i test a pressione criogenici, con un test di wet dress rehearsal (WDR) e due test accensione statica effettuati con successo il 5 e il 6 maggio 2020[85], ulteriori test criogenici ad alta pressione (7.5 bar) superati il 10 maggio e un'ulteriore accensione statica effettuata il 19 maggio con un diverso raptor (SN20) rispetto al test precedente (SN18). Dopo circa 90 secondi dalla quinta accensione statica avvenuta con successo il 29 maggio, l'SN4 è esplosa. Nel mese di aprile inizia la costruzione dell'SN5 e successivamente dell'SN6. A partire da metà giugno vengono effettuati dei test distruttivi sull'SN7, un serbatoio di prova realizzato con un acciaio a minor contenuto di carbonio (304L invece di 301). I primi test a pressione effettuati confermarono le migliori caratteristiche di questo acciaio, con delle perdite del serbatoio verificatesi intorno ai 7.6 bar. In un tweet pubblicato poco dopo le prove, Musk affermò che SpaceX stava sviluppando una nuova lega ancora più efficiente. [86] Il 22 giugno il serbatoio è esploso in seguito ad ulteriori test distruttivi. Il 31 luglio SN5 effettua uno static fire test con successo in seguito ai test criogenici. Tra il 4 e il 5 agosto SN5 effettua il primo volo di 150 metri, decollando e atterrando perfettamente su una piattaforma poco distante. Successivamente sono previsti altri piccoli voli per perfezionare tutte le fasi in vista del volo da 20km. In un tweet pubblicato dopo il lancio, Elon Musk ha riferito che le gambe di atterraggio nella versione 1.1 saranno più lunghe del 60% di quelle utilizzate nel primo volo, mentre quelle nella versione 2.0 saranno ancora più lunghe e ampie, in maniera simile a quelle del Falcon 9, ma capaci di atterrare su superfici dissestate. [87]

Prototipi di SuperHeavy[modifica | modifica wikitesto]

In un tweet pubblicato il 27 agosto 2020, Elon Musk ha annunciato che entro il successivo mese di ottobre SpaceX avrebbe possibilmente effettuato il primo "salto" di un prototipo di SuperHeavy, considerata la maggiore facilità nel processo di costruzione e progettazione derivata dall'architettura simile a quella dei booster già utilizzati per i Falcon 9.

Sebbene possano sembrare simili, Starship e Super Heavy in futuro avranno anelli di acciaio inossidabile differenti. Quelli di Starship saranno molto più fini, mentre per il primo stadio SpaceX deve utilizzare anelli con un diametro maggiore. Musk ha spiegato che per supportare l’intera struttura, il serbatoio inferiore del Super Heavy sarà dotato anche id rinforzi longitudinali

Intorno il 16 novembre è iniziato nella High Bay l’assemblaggio di SuperHeavy SN1. Da quanto si è potuto capire studiando i pezzi issati all’interno del VAB di Boca Chica, le maestranze di SpaceX hanno iniziato la saldatura del serbatoio dell’ossigeno liquido

Galleria d'immagini[modifica | modifica wikitesto]

Applicazioni[modifica | modifica wikitesto]

La Starship è progettata per sostituire tutti gli attuali veicoli e sonde di SpaceX: i veicoli Falcon 9 e Falcon Heavy e la capsula Dragon 2. SpaceX stima che i lanci della Starship 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.[44][65][88]

La Starship è stata pianificata per diversi utilizzi:[6][88]

  • 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[89]
  • viaggi commerciali di passeggeri sulla Terra, in competizione con i voli aerei di lunga distanza.[90][44][91][92]

Viaggi commerciali terrestri[modifica | modifica wikitesto]

In occasione della presentazione del nuovo veicolo spaziale nel 2018, Musk annunciò la possibilità di utilizzarlo anche per collegare velocemente città sulla Terra. Nel 2019, la Shotwell riferì che SpaceX avrebbe potuto iniziare ad offrire questa possibilità a partire dal 2025, e che entro una decina di anni il costo del biglietto potrà essere di poco superiore a quello di un volo aereo in classe economy. [93]

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.[45] I partecipanti saranno Yūsaku Maezawa,[94] e da 6 a 8 artisti che egli inviterà a volare con lui.[95] Il volo è in programma per il 2023 e durerà circa 6 giorni.[94][95]

Trasporto marziano[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.[96][97][98][99][100]

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.[96][97][101][102]

Struttura per il lancio[modifica | modifica wikitesto]

Inizialmente SpaceX aveva ipotizzato di effettuare i suoi lanci dal Pad 39A al Kennedy Space Center, la piattaforma di lancio storica da cui un tempo decollavano le missioni Apollo[103] e dall' ex piattaforma degli Space Shuttle, piattaforma attualmente affittata proprio da SpaceX. Con la costruzione dello SpaceX South Texas Launch Site, tuttavia, la maggior parte dei voli saranno effettuati da Boca Chica, con in previsione la realizzazione di piattaforme galleggianti per lanci/atterraggi da mare.

Note[modifica | modifica wikitesto]

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  3. ^ elonmusk, Mk1 ship is around 200 tons dry & 1400 tons wet, but aiming for 120 by Mk4 or Mk5. Total stack mass with max payload is 5000 tons. (Tweet), su Twitter, 26 September 2019.
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    «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.'».
  5. ^ (EN) Eric Berger, SpaceX pushing iterative design process, accepting failure to go fast, in Arstechnica, 21 febbraio 2020.
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  9. ^ (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.».
  10. ^ (EN) Eric Berger, SpaceX pushing iterative design process, accepting failure to go fast, in Arstechnica, 21 febbraio 2020.
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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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    «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)».
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    «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.».
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    «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.'».
  31. ^ 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.».
  34. ^ 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.
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    «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.».
  37. ^ 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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    «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.».
  44. ^ a b c d e Filmato audio Becoming a Multiplanet Species, 29 settembre 2017.
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    «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”.».
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  66. ^ 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."».
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    «The flight engine design is much lighter and tighter, and is extremely focused on reliability.».
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    «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.».
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  85. ^ SpaceX has fired Starship’s Raptor engine and the vehicle still stands, in Arstechnica, 5 maggio 2020. URL consultato il 6 maggio 2020.
  86. ^ elonmusk, Tank didn’t burst, but leaked at 7.6 bar. This is a good result & supports idea of 304L stainless being better than 301. We’re developing our own alloy to take this even further. Leak before burst is highly desirable., su Twitter, 16 giugno 2020.
  87. ^ SpaceX Starship SN5 si solleva per 150 metri: altro passo in avanti per il sogno di Elon Musk, 7 agosto 2020. URL consultato il 7 agosto 2020.
  88. ^ a b (EN) Chris Gebhardt, The Moon, Mars, & around the Earth – Musk updates BFR architecture, plans, in NASASpaceflight, 29 settembre 2017.
  89. ^ 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, 12 maggio 2018.
  90. ^ Filmato audio Starship | Earth to Earth, SpaceX, 28 settembre 2017.
  91. ^ (EN) Jeff Foust, Musk offers more technical details on BFR system, in SpaceNews, 15 ottobre 2017.
    «[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.».
  92. ^ (EN) Neil Strauss, Elon Musk: The Architect of Tomorrow, in Rolling Stone, 15 novembre 2017.
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  96. ^ a b (EN) Eric Ralph, SpaceX wants to use the first Mars-bound BFR spaceships as Martian habitats, su teslarati.com, 27 agosto 2018.
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  103. ^ Inclusa quella del primo atterraggio sulla luna.

Annotazioni[modifica | modifica wikitesto]

  1. ^ Big Falcon Spaceship

Voci correlate[modifica | modifica wikitesto]

Altri progetti[modifica | modifica wikitesto]

Collegamenti esterni[modifica | modifica wikitesto]


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