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Falcon 9 Flight 23 atterrato a bordo dell'ASDS "Of Course I Still Love You", 8 aprile 2016
Falcon 9 Flight 23 atterrato a bordo dell'ASDS "Of Course I Still Love You", 8 aprile 2016

Le nuove frontiere dei Reusable Launch Systems

AstroCaffè – In seguito ai recenti successi ottenuti da Blue Origin e SpaceX, i Reusable Launch Systems, sempre più numerosi, continuano a divenire più efficaci, e iniziano a configurarsi come dei sistemi in grado di rivoluzionare l’industria aerospaziale

SCRIVERE LA STORIA23 novembre 2015, il razzo New Shepard della Blue Origin è il primo VTVL (Vertical Take-Off, Vertical Landing) a superare i 100 chilometri di altitudine della linea di Kármán (confine convenzionale tra atmosfera terrestre e spazio esterno) e riatterrare autonomamente. 21 dicembre 2015, con il Falcon-9 SpaceX scrive un altro capitolo di storia, essendo la prima compagnia a far rientrare e atterrare il primo stadio di un vettore orbitale. 8 aprile 2016, altro primato per SpaceX, che riesce nel rientro e l’atterraggio del primo stadio di un vettore Falcon-9 sull’ASDS (Autonomous Space Drone Ship) “Of Course I Still Love You”. Queste tre date rappresentano i primi grandi successi nel campo dei Reusable Launch Systems ed è importante sottolineare che non sono stati raggiunti da agenzie spaziali nazionali, come NASA, Roscosmos e CNSA o come l’europea ESA, ma da due compagnie private. Sono proprio queste ultime che negli ultimi anni si stanno ritagliando una fetta sempre più importante del mercato dell’industria aerospaziale e che stanno acquisendo una considerevole notorietà come nuovi pionieri dell’esplorazione spaziale.

Fig.1 – Atterraggio del Falcon 9 Flight 20 alla Landing Zone 1, Cape Canaveral, 22 dicembre 2015

I REUSABLE LAUNCH SYSTEMSUn Reusable Launch System/Vehicle, o RLS/RLV, è un qualsiasi sistema in grado di trasportare un carico nello spazio per poi essere riutilizzato. Lanciare in orbita un razzo senza poi recuperarlo è un’operazione molto dispendiosa: il costo per lancio di un Falcon-9 si aggira intorno ai 60 milioni di dollari, mentre per i Delta IV e gli Atlas V di ULA si va dai 164 ai 360 milioni. È proprio per questo motivo che la tecnologia RLS può rappresentare un vero e proprio game-changer per l’industria aerospaziale. L’utilizzo degli RLS sarà infatti in grado di ridurre sensibilmente il costo dei lanci spaziali, in quanto non ci sarà bisogno di produrre un nuovo razzo, ma basterà preparare i vettori recuperati per un nuovo lancio. Secondo alcune stime fatte da Gwynn Shotwell, presidente di SpaceX, utilizzando un RLS si potrà ridurre il costo per lancio di circa il 30%. Perché gli RLS siano veramente efficaci, è però necessario che vengano soddisfatte alcune condizioni: innanzitutto il riutilizzo dei vettori dovrà essere rapido e completo – ovvero, una volta recuperato, il razzo dovrà essere pronto per il riutilizzo in un breve lasso di tempo, senza dover prima passare per lunghe riparazioni o sostituzioni. Inoltre, i razzi dovranno essere sviluppati per essere riutilizzati più volte: utilizzare lo stesso razzo per due lanci riduce i costi, ma è quando è possibile riutilizzarlo altre nove volte che i vantaggi aumentano notevolmente.

Fig. 2 – Il RLS di Virgin Galactic SpaceShipTwo agganciato al velivolo madre WhiteKnightTwo durante dei test nel deserto del Mojave in California, 15 luglio 2010

UNA RIVOLUZIONE NEL MERCATO AEROSPAZIALE – Vista la crescente importanza che lo spazio ricopre all’interno della nostra società (telecomunicazioni, GPS, ricerche scientifiche e applicazioni militari), i suoi risvolti potranno avere un forte impatto sul mercato delle industrie aerospaziali. L’implementazione diffusa dei RLS potrebbe infatti portare alla creazione di un simil-mercato libero con numerosi attori coinvolti, decisamente più competitivo e, di conseguenza, in grado di produrre un abbassamento dei costi legati a questo tipo di operazioni. In aggiunta a ciò, le possibili applicazioni di questa tecnologia sono e saranno molto numerose: si passa dalle operazioni più “convenzionali” di messa in orbita di satelliti o altri sistemi (telescopi, sonde, etc…), al trasporto di rifornimenti e di componenti – se non nuove sezioni – alla ISS, a operazioni finalizzate a fini turistici, come per esempio “crociere” orbitali a gravità 0. Si può giungere infine a progetti più avveniristici, come la realizzazione di nuove stazioni spaziali orbitanti oppure il lancio di materiali e rifornimenti per progetti come il “Moon Vilage” dell’ESA o il JourneyToMars della NASA. Come afferma Marco Caceres, direttore degli space studies del Teal Group, «se questo è l’inizio di una nuova era in cui l’impiego dei Reusable Systems verrà considerato come come regola e non come eccezione, allora si potrà rivoluzionare il mercato dei lanci spaziali».

Fig. 3 – Immagine della navicella SpaceX Dragon, lanciata in orbita dal Falcon 9 Flight 23, scattata dall’astronauta britannico Tim Peake a bordo dell’ISS, 10 aprile 2016

Riccardo Frigerio

Un chicco in più

Due esempi di applicazioni possibili grazie ai RLS:

– il Bigelow Aerospace B330, un habitat spaziale gonfiabile che utilizza la tecnologia TransHab con un volume di circa 330 m³, attualmente in sviluppo e programmato per il lancio non prima del 2017. Ambiente a gravità zero, sarà finalizzato a ricerche scientifiche e processi di produzione, oltre a rappresentare una potenziale destinazione per il turismo spaziale o una navicella per eventuali missioni  future sulla Luna e Marte.

– il turismo spaziale della Virgin grazie alla SpaceShipTwo, un RLS in grado di trasportare fino ad un massimo di 8 persone (2 piloti compresi) nello spazio per poi rientrare nell’atmosfera terrestre. 

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