Quasi nessuno pensava che SpaceX sarebbe riuscita a catturare il razzo, almeno non al primo tentativo.
Nella quinta missione di test integrata di Starship, lanciata il 13 ottobre dal sito di Boca Chica, in Texas, il razzo Super Heavy aveva come obiettivo il ritorno alla torre di lancio, dove enormi braccia meccaniche – chiamate “bacchette” – lo avrebbero afferrato. Ci sono molteplici opportunità di errore, e per questo motivo, la maggior parte delle persone si aspettava un fallimento, simile ai tentativi iniziali di SpaceX di far atterrare i razzi Falcon 9 una decade fa.
All’interno dell’azienda, però, regnava la fiducia. Durante un incontro del comitato delle Accademie Nazionali solo quattro giorni prima del lancio, Bill Gerstenmaier, vicepresidente di SpaceX per costruzione e affidabilità dei voli, osservava che nel test di volo precedente, avvenuto a giugno, il razzo Super Heavy “era atterrato” con una precisione millimetrica — a meno di mezzo centimetro da un obiettivo nel Golfo del Messico. “Quindi, pensiamo di avere una ragionevole probabilità di tornare alla torre.”
Quella fiducia si è rivelata giustificata. Nel volo del 13 ottobre, il razzo Super Heavy è atterrato nella stessa torre di lancio dalla quale era decollato pochi minuti prima. Le bacchette si sono posizionate, accogliendo il razzo. La cattura ha funzionato.
Questo traguardo è fondamentale per i piani di SpaceX di riutilizzare rapidamente Starship. Nella visione a lungo termine dell’azienda, i razzi Super Heavy torneranno alla piattaforma di lancio, avendo un nuovo stadio superiore Starship collegato, e saranno pronti per il lancio successivo pochi giorni – o addirittura poche ore – dopo.
Il successo di questa cattura illustra il futuro dell’accesso allo spazio: non solo il metodo unico di SpaceX con Starship, ma una visione più ampia di veicoli riutilizzati rapidamente e frequentemente. SpaceX sta già dimostrando questo con Falcon 9, il cui razzo è stato riutilizzato più di 20 volte, ma Starship punta a spingere il riutilizzo ancora oltre. Altre aziende e paesi si stanno rendendo conto che per tenere il passo con SpaceX, anche loro devono adottare il riutilizzo, e in fretta.
“Il riutilizzo è obbligatorio”
A conferenze recenti da Milano a Mountain View, i leader delle agenzie spaziali e delle aziende hanno chiarito che il futuro dell’accesso allo spazio non si baserà su veicoli di lancio usa e getta, ma su quelli che sono almeno parzialmente riutilizzabili.
“Credo che tutti voi realizziate che il riutilizzo è obbligatorio per i lanciatori,” ha affermato S. Somanath, presidente dell’agenzia spaziale indiana ISRO, durante una plenaria dei capi agenzie al Congresso Astronautico Internazionale (IAC) a Milano, tenutasi il giorno dopo l’ultimo volo di Starship.
Ha spiegato che l’impulso per il riutilizzo è guidato dalla necessità di ridurre i costi di lancio. “L’accesso allo spazio deve essere accessibile per noi per espandere il programma spaziale.”
I suoi commenti sono arrivati un mese dopo che il governo indiano ha approvato formalmente il progetto del Veicolo di Lancio di Nuova Generazione (NGLV) dell’ISRO per sviluppare un razzo riutilizzabile. Progettato per portare fino a 30 tonnellate in orbita terrestre bassa — tre volte la capacità del razzo più grande dell’India attualmente, il LVM3 — lo farà a un costo solo del 50% superiore all’LVM3.
I risparmi sui costi deriveranno da un razzo riutilizzabile con un motore regoalabile che utilizza ossigeno liquido e metano come propellenti per consentire atterraggi controllati, ha detto. Lo sviluppo del motore guiderà la programmazione dell’NGLV, con un primo volo di prova previsto tra circa sei anni.
La settimana seguente, alla conferenza Satellite Innovation in Mountain View, California, un dirigente del settore ha ribadito questo punto di vista sull’importanza del riutilizzo.
“Se non hai un veicolo di lancio riutilizzabile, non credo tu possa avere un futuro come azienda di lancio,” ha detto Adam Spice, direttore finanziario di Rocket Lab, parlando su un pannello con altri dirigenti dei lanci. “I razzi usa e getta non hanno davvero un futuro.”
Rocket Lab ha sperimentato il riutilizzo sul suo razzo Electron, recuperando stadi e testandoli. Anche se non ha ancora riutilizzato un intero razzo Electron, ha riutilizzato un motore. Tuttavia, il riutilizzo è centrale per il razzo Neutron più grande dell’azienda, con un primo lancio previsto nel 2025.
Altre aziende stanno seguendo percorsi simili, sviluppando stadi inferiori riutilizzabili come il Falcon 9. Tra queste c’è Blue Origin, con il suo razzo New Glenn, molto più grande, previsto per un lancio inaugurale entro la fine dell’anno. L’azienda mira a far atterrare il primo stadio su una nave nell’oceano al primo tentativo.
“Nessuno ha mai fatto atterrare un razzo riutilizzabile al primo tentativo. Eppure, ci stiamo provando e abbiamo umilmente buona fiducia nell’atterrarlo,” ha detto Dave Limp, amministratore delegato di Blue Origin, in un post sui social media di settembre che svelava il nome del primo razzo booster New Glenn: “Quindi mi stai dicendo che c’è una possibilità.”
“Per questo primo lancio, ho due obiettivi principali: arrivare in orbita e far atterrare il razzo,” ha detto Jarrett Jones, vicepresidente senior per New Glenn di Blue Origin, durante un panel della Settimana Mondiale del Business Spaziale a metà settembre. “È super critico perché dobbiamo farlo bene, poi procedere su reusabilità e poi aumentare la frequenza. Non possiamo aspettarlo per il 2025.”
Il primo stadio del New Glenn in rotta verso il Cape Canaveral Launch Complex 36, trasportato su un trasportatore di carri armati dell’Esercito degli Stati Uniti riutilizzato. Credito: Blue Origin
Stoke Space sta andando un passo oltre, progettando un veicolo a due stadi in cui entrambi i stadi sono destinati a essere riutilizzati, simile alla visione finale di SpaceX per Starship.
“Se guardi al limite della velocità di volo per SpaceX,” ha detto Devon Papandrew, vicepresidente dello sviluppo commerciale di Stoke, “è la produzione del secondo stadio.” Anche se SpaceX può riutilizzare il razzo Falcon 9 20 volte o più, ogni lancio richiede comunque un nuovo secondo stadio.
“La nostra tesi — o almeno uno dei modi per competere con SpaceX nel lungo periodo — è il completo riutilizzo,” ha detto nel panel di Satellite Innovation. Questo approccio sposta il trasporto spaziale dalle elevate richieste di produzione alle sfide operative e logistiche. “Stai riportando indietro l’intero veicolo, facendo un ripristino, rifacendolo, rifornendolo e volandolo di nuovo.”
Sogni di riutilizzo europeo
In Europa, la reazione a Starship è stata mista. Josef Aschbacher, direttore generale dell’Agenzia Spaziale Europea, ha riconosciuto all’IAC il traguardo tecnico dell’ultimo volo di test di Starship, affermando: “Devo poi pensare, cosa significa per l’Europa e vedere quali sarebbero i cambiamenti nel panorama e nell’ecosistema, e cosa dobbiamo fare.”
Alcuni nell’industria spaziale europea considerano Starship un segno di quanto siano indietro rispetto a SpaceX. Rocket Factory Augsburg, uno sviluppatore tedesco di piccoli veicoli di lancio, ha dichiarato il giorno dopo il volo di Starship: “Dimostra e conferma che l’Europa ha completamente perso il contatto. Può ancora recuperare? Nessuna possibilità. Almeno non con la situazione attuale.”
I critici notano che l’Ariane 6 europea è stata sviluppata prima che SpaceX dimostrasse la fattibilità e i benefici del riutilizzo, e non ci sono piani per retrofittare il razzo per il riutilizzo. Tuttavia, stanno emergendo iniziative private in Europa per sviluppare lanciatori riutilizzabili. Ad esempio, MaiaSpace, una startup nata da ArianeGroup, sta lavorando su un piccolo veicolo di lancio con un razzo progettato per l’atterraggio verticale e il riutilizzo, simile al Falcon 9 di SpaceX.
Un’altra azienda europea con ambizioni di riutilizzo più grandi è PLD Space. A un evento del 7 ottobre che segnava il primo anniversario del suo lancio suborbitale Miura 1, la startup spagnola ha delineato un foglio di lavoro di un decennio di progetti veicolari, cominciando dal suo veicolo di lancio Miura 5.
PLD Space mira a recuperare e riutilizzare il primo stadio di Miura 5. Inizialmente, l’azienda considerava paracadute e un atterraggio in oceano – stessa strategia seguita da Rocket Lab con il suo Electron – ma ora pianifica di perseguire atterraggi propulsivi simili a quelli del Falcon 9.
“Se vedi un aereo da Boeing o un aereo da Airbus, il modo di atterrare è lo stesso,” ha detto Raúl Torres, amministratore delegato di PLD Space, in un’intervista. “Siamo giunti alla conclusione che l’unico modo per rendere un palcoscenico riutilizzabile è riportarlo indietro nello stesso modo in cui SpaceX o Blue Origin stanno facendo.”
Il razzo Miura Next Super Heavy di PLD Space avrebbe quattro razzi laterali che effettuano atterraggi simultanei di ritorno al sito di lancio. Credito: PLD Space
Miura 5 è programmato per cominciare i lanci nel 2025 dalla Guyana Francese, con il riutilizzo che sarà incorporato gradualmente, volando razzi riutilizzati non prima del 2028. PLD Space prevede che il riutilizzo raddoppierà la redditività del razzo ma non ha rivelato l’impatto sulle prestazioni del carico utile.
PLD Space intende estendere il riutilizzo a una linea di razzi più grandi chiamati Miura Next. Il modello base sarà un razzo di classe media con un razzo in grado di atterrare di nuovo al sito di lancio o su una nave a lungo raggio. Una variante, Miura Next Heavy, aggiungerà due, simili al Falcon Heavy, mentre il Miura Next Super Heavy includerà due in più.
Anche se i veicoli Miura Next possono volare in modalità usa e getta per massimizzare la capacità di carico utile, l’azienda prevede di recuperare il razzo in molte delle sue missioni, facendo tornare i razzi laterali al sito di lancio. Al suo evento, PLD Space ha presentato un’animazione che mostrava quattro razzi laterali di un razzo Miura Next Super Heavy effettuare atterraggi simultanei.
Il riutilizzo, ha affermato Torres, è essenziale per gli obiettivi dell’azienda sia per la sostenibilità ambientale che per la riduzione dei costi. “Se non possiamo riportarlo indietro,” ha detto, indicando un’immagine dei quattro atterraggi simultanei, “questa immagine è solo un sogno.”
ULA adotta il metodo SMART
United Launch Alliance ha adottato un approccio diverso al riutilizzo. L’azienda sostiene che il design del suo razzo Vulcan — un razzo “ad alta energia” che vola per la maggior parte della strada verso l’orbita prima della separazione dei stadi — rende poco praticabile l’atterraggio. Invece, ha offerto un’alternativa chiamata Sensible Modular Autonomous Return Technology (SMART), che recupererebbe solo la sezione del motore per il riutilizzo. Questo sarebbe più tecnicamente fattibile, ha sostenuto, mentre recupererebbe la parte più preziosa del razzo.
Mentre lavorava per portare Vulcan sulla rampa di lancio, l’azienda non ha enfatizzato molto il riutilizzo SMART. Con Vulcan finalmente in volo, però, ULA sta dedicando più tempo a parlare dei suoi piani per recuperare e riutilizzare la sezione del motore del razzo Vulcan.
In un briefing prima del lancio Cert-2 di Vulcan del 4 ottobre, il CEO di ULA Tory Bruno ha riferito progressi sul riutilizzo di SMART, incluso un riesame preliminare del design del sistema all’inizio dell’anno. Un elemento chiave del progetto è uno scudo termico gonfiabile progettato per decelerare la sezione del motore da velocità ipersoniche post-separazione. Questa tecnologia si basa sul test di volo Low-Earth Orbit Flight Test of an Inflatable Decelerator (LOFTID) della NASA, che ha dimostrato con successo una versione in scala ridotta durante un lancio dell’Atlas nel novembre 2022.
Bruno ha affermato che ULA è in programma per completare una revisione critica del design del sistema di recupero entro la fine dell’anno. “Poi iniziamo a produrre hardware di volo,” ha detto. “Ci sono ancora ulteriori test su quell’hardware di volo effettivo prima di farlo volare, ma probabilmente ci vorranno ancora uno o due anni per il primo volo.”
Ha affermato che l’azienda adotterà un approccio incrementale al recupero e riutilizzo del motore. Il primo test sarà quello di garantire che la sezione del motore possa separarsi pulitamente dal razzo. Solo allora ULA testerà il deceleratore gonfiabile, che Bruno ha notato servirebbe anche come un “eccellente zattera” dopo un ammerraggio assistito da paracadute. ULA collaborerà con Blue Origin per esaminare i motori BE-4 recuperati, anche se non verranno riutilizzati immediatamente.
“Potremmo farlo un paio di volte fino a sentirci davvero a nostro agio,” ha detto riguardo ai test di recupero, prima di riutilizzare i motori. Alla fine, ha affermato l’azienda eseguirà i lavori di ristrutturazione e reinstallazione dei motori presso Cape Canaveral. “Questo è un po’ negli anni futuri, e non so esattamente quando accadrà.”
Riutilizzo ridotto
Seppur l’industria del lancio stia rapidamente tendendo verso almeno un riutilizzo parziale, non tutti sono ancora sintonizzati sul riutilizzo.
“Non credo che il riutilizzo di per sé equivalga a sopravvivenza,” ha dichiarato Giulio Ranzo, CEO della compagnia italiana di veicoli di lancio Avio, alla conferenza Satellite Innovation. La sua azienda produce il Vega C, un piccolo razzo a propellente solido, senza alcun piano di incorporare il riutilizzo.
Ha sostenuto che un fattore chiave che guida il riutilizzo è l’elevata cadenza di lancio che ne consente. Per SpaceX, ha notato, questo è cruciale a causa della sua ampia clientela nel governo degli Stati Uniti e nella sua stessa costellazione Starlink. “Se vivi in una parte del mondo senza un cliente di riferimento di questo tipo, non so come gestirai quella cadenza,” ha detto.
Ha notato che Avio sta sviluppando tecnologie — come un motore a razzo che utilizza propellenti a ossigeno liquido e metano — che potrebbero supportare futuri veicoli riutilizzabili. “Penso che quella cadenza debba essere dimensionata correttamente alla dimensione del mercato che puoi realmente raggiungere,” ha detto, “altrimenti, non fare praticamente nulla.”
Rocket Lab inizialmente impegnata nel riutilizzo per aumentare il tasso di lancio di Electron senza espandere la sua fabbrica. Tuttavia, la domanda non ha soddisfatto le aspettative: l’azienda una volta prevedeva 22 lanci di Electron quest’anno ma ne aveva completati solo 11 fino a ottobre.
“Stiamo ancora lavorando sui tempi di introduzione del razzo riutilizzabile,” ha detto Spice, CFO di Rocket Lab riguardo ai piani per Electron. Ha aggiunto che l’azienda sta dando priorità al lavoro su Neutron.
Il riutilizzo può anche essere messo in secondo piano da SpaceX. Il giorno dopo il volo di prova di Starship, l’azienda ha lanciato un razzo Falcon Heavy che trasportava la missione Europa Clipper della NASA. Le esigenze di quel veicolo spaziale diretto a Giove hanno comportato che SpaceX ha esaurito i tre razzi del core su quel razzo Falcon Heavy per massimizzare le prestazioni. Tuttavia, questo è diventato sempre più l’eccezione alla regola.
Questo articolo è apparso per la prima volta nel numero di novembre 2024 di SpaceNews Magazine.