domenica 10 aprile 2016

SpaceX e Blue Origin: il futuro del volo spaziale










La nuova filosofia del volo spaziale mira a realizzare veicoli riutilizzabili per abbattere i costi, in una riedizione moderna dello spirito con cui era stato progettato lo Space Shuttle. 
Questa volta, però, lo sviluppo vede in prima linea realtà industriali che, a differenza dei colossi governativi, devono mantenere un più stretto equilibrio tra innovazione e bilancio aziendale.
Tale approccio rende gli investimenti nell'innovazione rapidamente remunerativi o come piace dire agli anglofoni: "cost effectiveness".


Il primo stadio del razzo Falcon 9 durante l'ultima fase di atterraggio.






Mentre SpaceX​ realizza il secondo atterraggio del primo stadio del razzo Falcon 9, questa volta su una piattaforma galleggiante nell'oceano Atlantico; Blue Origin​ effettua il terzo volo suborbitale con lo stesso modulo propulsivo, il New Shepard​, che rientra autonomamente atterrando in una piazzola vicino alla torre di lancio.


Il modulo propulsivo del razzo New Shepard di Blue Origin dopo l'atterraggio.







I due voli, apparentemente simili, sono in realtà molto diversi. 
in questa immagine si può notare la differenza.


Disegno schematico dei profili di volo del razzo New Shepard e del primo stadio del razzo Falcon 9










Il New Shepard effettua un volo suborbitale, il razzo cioè non raggiunge mai una velocità tangenziale (parallela alla superficie terrestre) sufficiente a far percorrere al veicolo un intera circonferenza della Terra, tale velocità è di circa 7 Km/s. Al momento della separazione, poco prima dell'apice della parabola di volo, la velocità, in valore assoluto, è prossima allo zero. 


Rapporto in scala delle dimensioni del razzo Falcon 9 di SpaceX e New Shepard di Blue Origin


Il primo stadio del Falcon 9, pur non raggiungendo neanche esso una velocità orbitale, rientra dopo una separazione a circa 75 Km di quota ed alla velocità di 6500 Km/h ovvero 1,8 km/s. Tale condizione è drammaticamente diversa da quella del New Shepard. Dopo la separazione, mentre il secondo stadio prosegue verso l'orbita, il primo stadio dissipa la velocità acquisita salendo fino a circa 150 Km, solo allora vengono riaccesi 3 dei 9 motori Merlin per indirizzare il razzo nella giusta traiettoria di rientro (BoostBack Burn). Rientrando il razzo perde quota e aumenta la sua velocità, negli ultimi Km di discesa viene riacceso il motore centrale per rallentare il veicolo e controllare la posizione, l'assetto è mantenuto da quattro alette poste in cima, in modo che si posi dolcemente sulle quattro zampe dispiegate.

Se la velocità al momento della separazione del primo stadio è troppo elevata, non è possibile far ritorno alla base di lancio, e qui entra in gioco la piattaforma galleggiante Drone Ship, che fornisce una piazzola di atterraggio nell'oceano.


"Drone Ship": la piattaforma oceanica di SpaceX per l'atterraggio del primo stadio del Falcon 9, è utilizzata quando il profilo di volo non permette il rientro in sicurezza alla base di lancio.









Profilo di lancio e rientro del primo stadio del Falcon 9 con atterragio su piattaforma oceanica.
Qui di seguito il video del rientro del primo stadio del razzo Falcon 9



Il video dei tre voli del razzo suborbitale NewShepard di Blue Origin




Anche in Europa Airbus sta progettando la sua declinazione del razzo riutilizabile.
L'idea si basa sulla constatazione che il costo maggiore del razzo è concentrato nei motori, il resto sono serbatoi vuoti che danno ragione solo per 1/4 del costo complessivo del primo stadio di un razzo orbitale.

Airbus intende sviluppare un modulo motori, in grado di sganciarsi dal corpo del razzo al termine della sua funzione e rientrare, in regime di volo atmosferico, come una piccolo aereo automatico.
























in questo video l'animazione del funzionamento del sistema Adeline di AirBus





Alla Prossima