Razzi spaziali: da oggi potranno essere riutilizzabili

Il successo del lancio del Falcon 9, il razzo prodotto dalla compagnia SpaceX, potrebbe segnalare l’inizio di una nuova era di razzi spaziali riutilizzabili. Spendere un po’ meno per inviare persone o sonde nello spazio potrebbe diventare realtà. Dopo diversi fallimenti, SpaceX è finalmente riuscita a riportare a terra una sezione del Falcon 9. Il razzo è partito da Cape Canaveral in Florida, quando in Italia erano le 2.20 del mattino del 22 dicembre. Subito dopo il primo stadio si è capovolto iniziando a rallentare in direzione Terra; Il secondo stadio del razzo ha invece continuato a trasportare i satelliti in orbita. Infine i razzi di posizione hanno corretto la sua traiettoria permettendogli di atterrare in verticale in una zona appositamente allestita, nei pressi della base NASA.

I razzi spaziali pluristadio

Quasi tutti i razzi utilizzati per portare persone o materiale oltre l’atmosfera terrestre (ad esempio i razzi Ariane, Saturn, Soyuz ecc.) sono composti da più stadi. Ogni stadio contiene i motori a razzo per la propulsione e i serbatoi di propellente per razzi e ossidante per il loro funzionamento; l’ultimo stadio contiene anche il carico utile (satelliti, materiali, persone ecc.). La divisione in stadi è fondamentale perché un singolo stadio non riuscirebbe a sollevare fino allo spazio il peso della propria stessa struttura, o comunque dovrebbe utilizzare molto più carburante, e quindi renderebbe il lancio molto più costoso.

Nei razzi spaziali pluristadio quando il primo stadio finisce il proprio carburante si separa dal resto del razzo; quindi il secondo stadio non deve più trascinarsi dietro il peso morto della struttura del primo. Lo stesso procedimento di separazione avviene fino all’ultimo stadio, che porta il carico utile fino alla posizione desiderata. Ciò rende possibile portare carichi più pesanti in orbita con meno carburante possibile, riducendo il costo delle missioni.

La riutilizzabilità del primo stadio: il Falcon 9

In molti razzi il primo stadio, dopo la separazione, viene fatto schiantare in un luogo isolato; ovviamente dopo lo schianto non può più essere utilizzato per altri lanci. Esso però non viene sottoposto ad elevatissimi stress meccanici e termici durante la caduta; con i dovuti accorgimenti si può controllare la caduta e riportare il primo stadio a terra senza romperlo, per poi poterlo riutilizzare. A questo proposito la SpaceX ha montato sul razzo spaziale Falcon 9 quattro alette aerodinamiche di titanio per poter controllare l’assetto durante la caduta e 4 zampe retrattili per dare stabilità al contatto con la piattaforma di atterraggio. Il terzo ingrediente per permettere l’atterraggio è la possibilità di riaccendere i motori per rallentare la caduta, caratteristica quasi mai implementata nei razzi spaziali. Così il primo stadio del Falcon 9 potrà essere riutilizzato, abbattendo il costo dei lanci spaziali con questo razzo.

Il primo atterraggio riuscito di un Falcon 9

“Welcome back, baby!” – “Bentornato, tesoro!” è stato il tweet di benvenuto di Elon Musk, l’imprenditore sudafricano che ha fondato SpaceX ed altre imprese sempre all’avanguardia. “È come lanciare una matita sopra l’Empire State Building e poi farle fare marcia indietro, farla tornare a terra e mandarla a cadere in una scatola di scarpe posata sul suolo, il tutto durante una tempesta di vento”: con questa metafora il giornalista e blogger Tim Urban ha definito l’impresa durante la diretta del lancio e dell’atterraggio, avvenuta nei pressi di Cape Canaveral, in Florida.

Questo è un risultato molto importante per la compagnia di Elon Musk. Arriva ad alcuni mesi di distanza dal fallimento di questa estate, quando un Falcon 9, diretto verso la Stazione spaziale internazionale, si è disintegrato pochi secondi dopo il lancio. Erano andati male anche i due precedenti tentativi di far riatterrare il primo stadio del razzo su una chiatta ancorata in mare: nel primo caso il razzo si era schiantato, nel secondo ribaltato. Ora  il Falcon 9 sarà sottoposto a una serie di test per verificare le eventuali problematiche causate dal breve volo suborbitale. Il prossimo passo sarà dimostrare che lo stesso razzo potrà essere usato una seconda volta, senza la spesa di costruirne uno totalmente nuovo. Una sfida difficile ma non impossibile.

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Nonostante il clamore, non è proprio la prima volta che un razzo senza equipaggio realizza un atterraggio verticale. Il mese scorso il New Shepard, un razzo più piccolo messo a punto da Blue Origin, la compagnia di Jeff Bezos, il proprietario di Amazon, è riuscito appunto a tornare a Terra in Texas; tuttavia questo razzo non oltrepassa il confine teorico dell’atmosfera terrestre, ossia la linea di Karman. Questi esperimenti, ad ogni modo, fanno intravedere l’inizio della nuova era delle esplorazioni spaziali. Dalla fine del programma Shuttle, tutti i razzi spaziali utilizzati per portare oggetti o persone in orbita vengono distrutti o comunque diventano inutilizzabili dopo il rientro dell’atmosfera. I razzi spaziali riutilizzabili permetterebbero di risparmiare centinaia di milioni di dollari alle compagnie che li costruiscono (sempre più spesso private) e quindi alle agenzie spaziali loro clienti.