Ultimo aggiornamento: 2020/05/02 11:25.

La NASA ha annunciato oggi i nomi delle tre aziende statunitensi che riceveranno finanziamenti per sviluppare per dieci mesi i veicoli di allunaggio per gli astronauti che torneranno sulla Luna nell’ambito del programma Artemis: Blue Origin, Dynetics e SpaceX. Grande assente, la Boeing, che però è già molto impegnata con lo sviluppo del lanciatore gigante SLS: la sua proposta di veicolo di allunaggio non è stata accettata.

Le tre aziende hanno presentato tre proposte molto differenti. L’obiettivo è portare equipaggi e cargo in zone finora inesplorate della Luna entro il 2024, per costruirvi un insediamento permanente entro il 2028. I veicoli definitivi (uno o più) verranno scelti al termine dei dieci mesi di sviluppo.


La proposta di Blue Origin (la società di Jeff Bezos che attualmente effettua brevi voli suborbitali), in consorzio insieme a Lockheed Martin, Northrop Grumman (la Grumman costruì il Modulo Lunare Apollo) e Draper, è un veicolo a tre stadi: lo stadio di discesa e i suoi motori BE-7 sono già in fase di sviluppo da alcuni anni presso Blue Origin; lo stadio di risalita, che comprende la cabina per l’equipaggio, verrà costruito da Lockheed, usando anche componenti già sviluppati per la capsula Orion, e sarà riutilizzabile; lo stadio di trasferimento da e verso l’orbita lunare alta spetterà a Northrop Grumman e si baserà sul veicolo cargo Cygnus che rifornisce la Stazione Spaziale Internazionale. Draper fornirà i sistemi di guida, navigazione e controllo, l’avionica e il software, anche qui basandosi su prodotti simili già in uso.

Questo veicolo si aggancerebbe alla capsula Orion o alla “stazioncina” spaziale lunare, il Gateway, per accogliere successivamente gli equipaggi. Il Gateway sarà collocato in orbita lunare alta, richiedendo quindi ai veicoli delle prestazioni molto superiori a quelle dei LM Apollo, che dovevano raggiungere un’orbita lunare bassa (circa 100 km).




La cordata diretta da Dynetics include 25 aziende e propone un veicolo a stadio singolo, capace di scendere e ripartire con l’ausilio di veicoli modulari di rifornimento. Si distingue dagli altri due progetti per la sua configurazione molto bassa, con la cabina a poca distanza dal suolo, che facilita l’accesso degli astronauti alla superficie lunare. Se vi pare che somigli molto a quello che viene proposto nella serie TV di storia alternativa For All Mankind, non siete i soli: lo pensa anche l’astronauta Garrett Reisman, consulente tecnico della serie.

Is it just me, or does the @Dynetics lunar lander selected by @NASA today for #Artemis look oddly familiar? @forallmankind_ @AppleTV #ForAllMankind pic.twitter.com/jTnbzjSxzw

— Garrett Reisman (@astro_g_dogg) April 30, 2020

SpaceX, invece, propone la sua Starship a stadio singolo, di cui finora esistono solo piccoli prototipi che non hanno ancora volato. La Starship sarebbe interamente riutilizzabile. Usando il vettore Super Heavy, anch’esso riutilizzabile, per prima cosa verrebbe lanciata una versione di rifornimento, che verrebbe collocata in orbita terrestre; questa versione verrebbe raggiunta (tramite un altro vettore Super Heavy) da quella con equipaggio, che verrebbe rifornita, sempre in orbita terrestre, prima di partire per la Luna. I motori utilizzati saranno i Raptor a metano, già esistenti. SpaceX ha incluso nella propria proposta degli allunaggi automatici dimostrativi senza equipaggio.

Va notato che l’illustrazione mostra una Starship priva di pinne o ali, differente da quella alata prevista per i rientri atmosferici, per cui questa Starship lunare non potrebbe mai rientrare sulla Terra: verrebbe usata come navetta dall’orbita terrestre alla superficie lunare.

I tre ugelli ovali situati all’incirca a metà altezza sono quelli dei motori di allunaggio: questa collocazione è stata scelta per ridurre il problema del sollevamento della polvere lunare, che grazie all’assenza di atmosfera e alla bassa gravità verrebbe scagliata a distanze enormi (con conseguente contaminazione di qualunque apparecchiatura) dal getto di motori vicini alla superficie. Alcuni indizi presenti nelle animazioni presentate da SpaceX suggeriscono che comunque verranno usati almeno per parte della discesa anche i motori principali alla base del razzo.

Dei tre, il veicolo di SpaceX è di gran lunga quello più grande: l’illustrazione qui sopra mostra il sistema proposto per calare gli astronauti dal portello posto a grande altezza, mentre qui sotto vengono proposti i tre veicoli in scala fra loro.

Scale was way off, so I fixed it!😆 pic.twitter.com/myD9juavfs

— Cyber Bunny🐰16-Bit TRK 👾 (@TruckTesla) April 30, 2020

Alle tre aziende verranno erogati finanziamenti molto dissimili: 579 milioni di dollari a Blue Origin, 253 milioni a Dynetics e 135 a SpaceX. Gli importi sono basati sui rispettivi preventivi: questo indicherebbe che la proposta di SpaceX sarebbe di gran lunga la più economica.

Ma le dichiarazioni della NASA in proposito rendono chiaro che si tratta anche della proposta più rischiosa e ambiziosa e, al tempo stesso, della più promettente se funzionerà, per cui vale la pena di approfondirla. Per la NASA 135 milioni di dollari sono una scommessa accettabile, considerato che uno solo dei quattro motori del vettore SLS costerà 140 milioni di dollari (e verrà buttato via dopo l’uso).

Non sarà per nulla facile passare entro il 2024 da un barilotto che svolazza a un centinaio di metri a un vettore più grande di un Saturn V (120 metri di altezza, 4400 tonnellate di propellente), e renderlo oltretutto riutilizzabile, facendo atterrare verticalmente sulla Luna l’equivalente di un piccolo grattacielo (50 metri di altezza). Ma SpaceX ha già costruito cinque prototipi nel giro di pochi mesi con un approccio costruttivo estremamente originale e dinamico: staremo a vedere.


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La notizia è stata data soltanto oggi, ma ieri Blue Origin, l’azienda aerospaziale di Jeff “Amazon” Bezos, ha lanciato un razzo che ha raggiunto lo spazio ed è poi rientrato a terra verticalmente. Godetevi il video, che è un misto di riprese reali e animazioni digitali un po’ ingannevole (per esempio, nel lancio reale non c’erano persone a bordo):


C'è anche un’altra bellissima ripresa del decollo e della discesa (senza effetti digitali) qui.

A prima vista sembra che Jeff Bezos abbia umiliato Elon Musk di SpaceX, che da alcuni anni tenta (finora senza successo) di far rientrare interi dallo spazio i suoi lanciatori Falcon 9. Ma non è così: senza nulla togliere al notevole risultato tecnico di Bezos, bisogna infatti precisare bene le caratteristiche di questo nuovo volo spettacolare prima di lanciarsi in paragoni affrettati.

Prima di tutto, il razzo di Bezos, soprannominato New Shepard (un omaggio all’astronauta Alan Shepard), è sì andato nello spazio, nel senso che ha superato (di 500 metri) la quota di 100 chilometri alla quale si fa iniziare per convenzione lo spazio, ma ha fatto un volo esclusivamente verticale: è andato su dritto e poi è ridisceso subito, vicinissimo alla base di lancio in Texas.

Questo è molto, molto diverso da quello che fa un normale razzo vettore per il lancio di satelliti o il trasporto di astronauti, che non solo deve arrampicarsi oltre la quota minima alla quale inizia lo spazio ma deve soprattutto acquisire una velocità orizzontale elevatissima: sotto i 28.000 km/h, infatti, non si mantiene in orbita e quindi ricade a terra. In un lancio spaziale il consumo di propellente è dovuto in larghissima parte al bisogno di raggiungere questa enorme velocità orizzontale, come spiega bene Xkcd.

In altre parole: se vuoi andare nello spazio per farci una capatina di pochi secondi, ti basta il razzo di Bezos, ma se vuoi andare nello spazio per restarci (per esempio per lanciare un satellite) ti serve un razzo decisamente più potente. Il confronto con i tentativi di SpaceX è quindi scorretto: questi, infatti, sono i dati riferiti al primo stadio riutilizzabile di SpaceX (Ars Technica; Spaceflight101; NASA; ISS101).

– Quota raggiunta (apogeo): 100.5 km per Blue Origin, 140 km per SpaceX
– Velocità orizzontale raggiunta: zero per Blue Origin, Mach 10 (10.000 km/h) per SpaceX
– Distanza orizzontale percorsa: zero per Blue Origin, 345 km per SpaceX
– Spinta del/i motore/i (primo stadio): 490 kilonewton per Blue Origin, 8400 kilonewton per SpaceX

Non va dimenticato, inoltre, che i tentativi di SpaceX sono stati effettuati mentre il razzo trasportava un carico utile commerciale, che è stato poi messo in orbita, mentre il carico di Blue Origin (una capsula) è ritornato subito a terra con i suoi paracadute separati proprio perché non aveva raggiunto una velocità orizzontale sufficiente a tenerla in orbita.

In secondo luogo, in realtà il volo di Blue Origin non è il primo a raggiungere lo spazio e rientrare a terra usando un veicolo interamente riutilizzabile. Una capatina oltre i 100 km, infatti, fu fatta ben 52 anni fa dall'aereo-razzo X-15, che il 19 luglio 1963 si arrampicò fino a 106 km di quota per poi rientrare planando come un aliante. Lo stesso velivolo ripeté la missione un mesetto dopo (ai comandi, in entrambi i voli, c’era Joe Walker, che divenne quindi astronauta due volte).

In tempi molto più recenti (2004), inoltre, l’aereo-razzo privato SpaceShipOne della Virgin Galactic ha raggiunto i 100 km di quota e lo ha fatto ripetutamente. Elon Musk, boss di SpaceX, non ha perso tempo a farlo notare.

Tuttavia questi voli precedenti sono stati realizzati usando veicoli spaziali trasportati in quota da aerei-madre e si sono conclusi con atterraggi orizzontali su pista, mentre il successo di Blue Origin di ieri ha fatto a meno di aerei ausiliari e si è concluso con un atterraggio verticale controllato dalla spinta del motore: tecnicamente è quindi una sfida decisamente superiore a quella di questi predecessori.

In sintesi: il volo di Blue Origin è il primo volo di un veicolo riutilizzabile a decollo e atterraggio verticali, sostentato soltanto da motori, che raggiunge la quota alla quale inizia lo spazio. È un primato soltanto se lo si specifica in questi termini. Ma non è un volo spaziale nel senso tradizionale, e non si sa quanto possa avere sviluppi pratici.

Bezos, infatti, sta offrendo Blue Origin non come lanciatore di satelliti, ma come veicolo per esperimenti e per passeggeri (fino a sei) che si accontentino di quattro minuti di assenza di peso (quando spegne il motore, a fine arrampicata, capsula e passeggeri proseguono la propria corsa verso l’alto per inerzia e poi iniziano a ricadere verso terra; in queste fasi sono in caduta libera e quindi percepiscono un’assenza di peso). Di esperimenti fattibili in queste condizioni restrittive ce ne sono, mentre non si sa quanto potrebbe costare un volo con passeggeri né quanti sarebbero interessati a farlo, visto che il profilo di volo della capsula è decisamente brusco (specialmente all'atterraggio).

Ma che importa, in fondo? Abbiamo due miliardari in competizione tra loro per andare nello spazio con tecnologie che riducono i costi e migliorano l’accesso al cosmo: chiunque vinca, ne otterremo dei benefici.


Fonti aggiuntive: Slate, Astronautinews, Astronautinews, Ars Technica, Planetary.org, Ars Technica.