Pubblicazione iniziale: 2023/11/18 13:09. Ultimo aggiornamento: 2023/11/19 17:20.

Intorno alle 14 ora italiana SpaceX tenterà un secondo lancio del vettore gigante Super Heavy e del veicolo spaziale Starship. Per seguirlo in diretta, si può andare dalle 13:25 circa su X/Twitter e vederlo in bassa qualità (visto che SpaceX ha smesso stupidamente di fare la diretta YouTube) o si può seguire uno dei tanti streaming non ufficiali degli appassionati che offrono qualità superiore e assolutamente professionale (con audio in inglese).

Se volete uno streaming in italiano, c’è Adrian Fartade:

Il piano di volo è grosso modo lo stesso del primo tentativo, effettuato il 20 aprile scorso, ma con qualche novità:

• Attivazione del nuovo sistema di soppressione della pressione acustica (la “doccia capovolta”).
• Accensione dei 33 motori Raptor del vettore Super Heavy e decollo.
• Superamento della torre di lancio.
• Dopo due minuti e mezzo di volo, accensione dei motori della Starship mentre è ancora agganciata al vettore, in un cosiddetto hot staging, seguito dallo spegnimento dei motori del Super Heavy e dalla separazione dalla Starship (novità rispetto al tentativo precedente).
• “Atterraggio” simulato del vettore Super Heavy nel Golfo del Messico.
• Dopo sei minuti di propulsione della Starship, raggiungimento di quota e velocità quasi orbitali.
• Spegnimento dei motori della Starship e volo per inerzia quasi intorno al mondo per circa un’ora, per poi rientrare e ricadere nell’Oceano Pacifico con una manovra di “atterraggio” simulato.

In questo volo sperimentale non c’è carico a bordo ed entrambi i veicoli verranno sacrificati: non verrà tentato alcun recupero, ma verranno effettuate le manovre che in futuro porteranno ad atterraggi controllati e al recupero e al riuso del Super Heavy e della Starship.

14:20. Il lancio è avvenuto correttamente: il razzo gigante (oltre 120 metri, più alto di un Saturn V lunare) ha superato senza problemi la torre di lancio, che non sembra aver subìto danni, ed è stato sollevato rapidamente dai 33 motori del primo stadio Super Heavy, che si sono accesi tutti correttamente e sono rimasti tutti accesi per tutto il tempo richiesto, a differenza del primo tentativo, smentendo con i fatti chi teorizzava che controllare così tanti motori con così tanta potenza combinata fosse impossibile.

Il razzo ha raggiunto la fase di hot staging, che era una delle novità più critiche. Il primo stadio si è separato senza problemi a circa 90 km di quota (battendo il primato storico del vettore sovietico N-1) e Starship ha acceso i propri motori e ha continuato la propria corsa verso lo spazio. Tuttavia, poco dopo l’inizio della manovra di ritorno e rientro, il Super Heavy è esploso o è stato fatto esplodere dal sistema di autodistruzione automatico che si attiva in caso di anomalie.

La Starship ha raggiunto circa 150 chilometri di quota, diventando quindi il primo esemplare a superare la linea di Karman e ad arrivare formalmente nello spazio. Ma alcuni minuti dopo, mentre il veicolo volava a oltre 24.000 km/h, è stata persa la telemetria, per cui si presume che la Starship sia esplosa in volo.

Per ora è tutto quello che si sa; aggiornerò questo articolo se saranno disponibili altri dettagli.

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22:50. Ecco qualche bella ripresa del lancio.

Scott Manley, nel video qui sotto, ha altre immagini e fa una serie di prime ipotesi ragionate sulla dinamica degli eventi: nota che dopo la separazione del Super Heavy i suoi motori non si sono riaccesi correttamente, forse per via delle instabilità nell’alimentazione di propellente causate dalla decelerazione o dalla rapida rotazione del veicolo per la manovra di ritorno al punto di lancio. Nel video si nota inoltre che l’esplosione del Super Heavy inizia al centro del veicolo. 

Per la Starship, invece, Manley nota che alcune piastrelle del rivestimento termico si sono staccate durante il volo, prima della separazione dal Super Heavy, e osserva che verso la fine del volo quasi orbitale il consumo di ossigeno è aumentato rapidamente, come se ci fosse stata una perdita, e subito dopo si è vista la nube della probabile disintegrazione del veicolo. I radar del NOAA hanno rilevato la scia di frammenti di entrambi i veicoli e le immagini radar sono incluse nel video di Manley.

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2023/11/19 11:10. Secondo Wired, il Super Heavy sarebbe esploso in maniera incontrollata, mentre per la Starship si sarebbe attivato il sistema di autodistruzione (Flight Terminazion System): “About three minutes after launch, the Starship successfully separated from the Super Heavy booster, after which the booster exploded [...] [B]efore Starship could reach orbit, SpaceX mission control lost contact with it and stopped receiving data. At about 12 minutes into the flight, the automated flight termination system triggered—aborting the flight”.

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2023/11/19 17:20. Ecco una foto spettacolare dell’hot staging pubblicata da SpaceX:

Fonte aggiuntiva: Ars Technica.

Pubblicazione iniziale: 2023/09/06 18:32. Ultimo aggiornamento: 2023/09/09 11:50.

Ieri (5 settembre) SpaceX ha assemblato la versione più recente della Starship e del vettore Super Heavy sulla rampa di lancio a Boca Chica, in Texas, in preparazione per il secondo test di volo. Secondo Elon Musk su X, il veicolo è pronto e in attesa dell’approvazione al lancio da parte della FAA (Ars Technica).

Si nota il nuovo anello interstadio che dovrebbe consentire l’accensione dei motori della Starship prima dello sgancio del vettore (hot staging).

Il piano di volo prevede, come per il primo tentativo, un volo suborbitale che farà quasi il giro del mondo e terminerà vicino alle Hawaii.

Non è stata annunciata una data, ma si ipotizza che il tentativo non avverrà prima della metà di settembre.

Nel frattempo, godiamoci le foto spettacolari che trovate in fondo a questo articolo.

2023/09/08

La FAA ritiene conclusa l’indagine sulle anomalie e sui danni verificatisi durante il primo test di volo, avvenuto ad aprile scorso, dicendo (PDF) che SpaceX deve effettuare 63 azioni correttive per evitare il ripetersi del problema: “Corrective actions include redesigns of vehicle hardware to prevent leaks and fires, redesign of the launch pad to increase its robustness, incorporation of additional reviews in the design process, additional analysis and testing of safety critical systems and components including the Autonomous Flight Safety System, and the application of additional change control practices”. 

La FAA precisa esplicitamente che la conclusione dell’indagine non è segnale di una ripresa immediata dei lanci della Starship a Boca Chica. L’indagine è gestita da SpaceX sotto la supervisione della FAA; è SpaceX che analizza e implementa le azioni correttive (fonte; FAA).

2023/09/09

Ars Technica, come consueto, ha un ottimo articolo in inglese che chiarisce la situazione e soprattutto i ruoli di SpaceX e FAA nel gestirla.

In sintesi, l’indagine richiesta dalla FAA e svolta da SpaceX è conclusa, ma questo non comporta automaticamente l’autorizzazione al lancio. Il rapporto di SpaceX sulle anomalie del lancio è riservato perché contiene informazioni proprietarie di SpaceX e altre informazioni regolamentate dalle norme statunitensi sull’esportazione di tecnologie.

Sembra che molte delle azioni correttive richieste siano già state realizzate. La rampa di lancio è ora dotata di un sistema di riduzione della pressione acustica, la cui mancanza aveva causato danni molto gravi e la proiezione di grandi detriti e polveri a grandi distanze. Il veicolo è stato modificato per ridurre le perdite di propellente e gli incendi alla base del vettore Super Heavy che avevano portato al tranciamento dei collegamenti con il computer di bordo primario, portando alla perdita di controllo dell’intero veicolo, ed è stato migliorato e riqualificato il sistema automatico di autodistruzione, che non aveva funzionato correttamente (si era attivato automaticamente come previsto dopo una deviazione dalla traiettoria normale e i detonatori si erano attivati, ma il veicolo non si era disintegrato subito come avrebbe dovuto fare), come riferisce SpaceX:

[...] During ascent, the vehicle sustained fires from leaking propellant in the aft end of the Super Heavy booster, which eventually severed connection with the vehicle’s primary flight computer. This led to a loss of communications to the majority of booster engines and, ultimately, control of the vehicle. SpaceX has since implemented leak mitigations and improved testing on both engine and booster hardware. As an additional corrective action, SpaceX has significantly expanded Super Heavy’s pre-existing fire suppression system in order to mitigate against future engine bay fires.

The Autonomous Flight Safety System (AFSS) automatically issued a destruct command, which fired all detonators as expected, after the vehicle deviated from the expected trajectory, lost altitude and began to tumble. After an unexpected delay following AFSS activation, Starship ultimately broke up 237.474 seconds after engine ignition. SpaceX has enhanced and requalified the AFSS to improve system reliability.

SpaceX is also implementing a full suite of system performance upgrades unrelated to any issues observed during the first flight test. For example, SpaceX has built and tested a hot-stage separation system, in which Starship’s second stage engines will ignite to push the ship away from the booster. Additionally, SpaceX has engineered a new electronic Thrust Vector Control (TVC) system for Super Heavy Raptor engines. Using fully electric motors, the new system has fewer potential points of failure and is significantly more energy efficient than traditional hydraulic systems.

SpaceX also made significant upgrades to the orbital launch mount and pad system in order to prevent a recurrence of the pad foundation failure observed during the first flight test. These upgrades include significant reinforcements to the pad foundation and the addition of a flame deflector, which SpaceX has successfully tested multiple times. [...]

Il veicolo è stato inoltre dotato di un sistema elettrico di controllo dell’orientamento degli ugelli al posto di quello idraulico e di maggiori protezioni fisiche intorno a ciascuno dei 33 motori Raptor del primo stadio per ridurre il rischio che l’esplosione di un motore possa danneggiare quelli adiacenti, portando a un effetto valanga.

Le riprese del fotografo Trevor Mahlmann e della squadra di Everyday Astronaut mostrano con un dettaglio stupefacente le fasi del volo di collaudo della Starship di SpaceX. Il rallentatore consente di notare che le onde di pressione sono talmente intense da diventare visibili nella nube di fiamme e polvere, e le irregolarità e disuniformità della combustione durante l’arrampicata verso il cielo sono chiaramente visibili.

Le posizioni di ripresa consentono anche di apprezzare con grande chiarezza le brusche variazioni di assetto che hanno caratterizzato le fasi finali del volo.

Finora la spiegazione più plausibile del grande numero di motori malfunzionanti è che la mancanza di un sistema di assorbimento delle onde di pressione abbia divelto la superficie in cemento armato sotto il piedistallo di lancio e parte dei detriti risultanti siano stati proiettati lateralmente, come si vede nei video, e abbiano colpito alcuni degli ugelli perimetrali.

Nel frattempo le autorità hanno revocato la licenza di lancio di Starship, come è prassi dopo un lancio terminato con conseguenze inattese non solo per il veicolo ma anche per l’ambiente (la pioggia di detriti).

Starship liftoff in slow motion pic.twitter.com/KqHjqwP88Z

— Elon Musk (@elonmusk) April 22, 2023

Elon Musk ha tweetato che tre mesi fa era iniziata la costruzione di una grande lastra in acciaio raffreddata ad acqua da piazzare sotto il piedistallo di lancio, ma non era pronta in tempo e sulla base dei test di accensione dei motori fatti prima del lancio, a metà potenza, si riteneva che la zona di lancio sarebbe sopravvissuta per almeno una partenza. Non è andata così.

La costruzione di una trincea di deviazione delle fiamme e di assorbimento delle onde di pressione sembra impossibile perché la falda acquifera è vicinissima alla superficie e l’area in cui sorge la base di SpaceX è zona protetta dal punto di vista ambientale (perlomeno secondo i singolari criteri statunitensi che permettono di installare in zona protetta un apparato industriale complesso e incline alle dispersioni incontrollate di materiale come una rampa di lancio di razzi spaziali).

Phil Metzger racconta un caso analogo di rampa di lancio priva di trincea: quella del piccolo veicolo spaziale sperimentale Morpheus, al cui progetto partecipò anni fa. Anche lì furono usate lastre in acciaio, e le analisi indicarono che il calore si sarebbe disperso abbastanza in fretta da evitare la fusione superficiale delle lastre. Secondo lui l’idea di Musk potrebbe funzionare. Metzger scrive anche molti altri dettagli interessanti, anche a proposito del disastro sfiorato del primo volo Shuttle a causa delle onde di pressione. Trascrivo qui le sue parole ma non ho tempo di tradurle al volo: dai commenti mi dicono che ci ha già pensato Marco Zambianchi su Forumastronautico.it.

We used steel plates for some of the Morpheus launch locations so we weren’t tied down to places with concrete. I analyzed the heating of the sheet and showed that the heat would redistribute fast enough that it would not locally melt on the surface, and that the steel plate was large enough to take the heat of the entire launch event without melting. To be conservative (because that’s what nasa does 😉) we also put paint-on ablative on the top of the steel. An ablative erodes under heat and thus uses up some of the heat keeping what was under the ablative cooler. (Partly we were just testing the use of ablative. It wasn’t just conservatism that motivated this.) So compare to Elon’s tweet about Starship. They plan to make their giant steel plate water-cooled. That way it doesn’t have to be large enough to take all the heat of the plume without melting, the way we designed the Morpheus steel plates. For such a large rocket that much steel would be excessive. And ablative would not be enough to solve this, either. Would the ablative need to be 3 feet thick?!!

But he said it will be water-cooled, which is an awesome idea. The water will be taking heat out of the steel in realtime so it won’t melt. Simple, and it should be effective. We still had two concerns. One was that the vaporized ablative was hazardous to breathe, but the rocket exhaust would dilute it into the air so no problem. (I still had to show this with math to convince the team.) The second was that the plate might be too hot to walk on so you had to wait for it to cool before going onto the pad. We handled that with operational procedures.

So we had the steel plates, the steel drop-in flame trench, instrumentation like cameras to record the launch, and lighting. We called this system “Launch Pad in a Box”. This concept was inspired in part when I was driving to Maine and passed a carnival ride folded up on a truck going down the highway. I had a vision of an entire launch complex folded up on a truck for transport so we could launch anywhere, anytime.

We got a picture of the truck and I showed it to the Swamp Works team. I think Rob Mueller was already having the same idea. He and I started fighting to get the idea funded. Meetings, meetings, meetings. And we got the funds. We were already working on these technologies when we applied them to Morpheus. The two projects were synergistic. We also talked about portable lighting arrestor towers but never developed that part of the kit. So all that was just to say that I like the idea SpaceX is pursuing. I think it will work great to solve the plume erosion problem.

It will *not* mitigate launch acoustics. The flat plat will reflect the sound back up along the sides of the vehicle, shaking the structure. There very first “sound” that happens on launch is the shockwave from engine ignition. It bounces off the pad then runs up the sides of the vehicle, stressing everything. At nasa it is called the “Initial OverPressure” or IOP. The IOP almost ruined the 1st Shuttle launch.

The reason there is a shockwave is because a converging-diverging rocket nozzle tricks the gas flow into going supersonic. The fuel burns in the combustion chamber and creates high pressure. The restriction at the throat causes the gas to “choke” at the speed of sound.

On the first Space Shuttle launch the IOP deflected the elevons— the control surfaces on the wings — so far the engineers were worried they could have snapped. So they added the water deluge system to absorb and break up the IOP shockwave.

After the IOP, the rocket exhaust continues to produce acoustic noise. It does this through turbulence. The noise is random — not like a coherent shockwave — but it is still a lot of energy that reflects off the pad and vibrates the rocket.

We do not have great models of acoustic noise production in rocket plumes. NASA’s models are conservative, predicting more noise than there really is. Therefore we build rocket structures stiffer than they really need to be. This wastes the mass margin, reducing payload mass.

So it is important to keep researching rocket plume acoustics to make rockets more efficient. But also, it is important to design launch pads to reduce acoustics so we can save more payload margin.

In the previous thread I told how we designed the portable flame trench for Morpheus to duct the acoustic energy away from the vehicle, because we think that acoustic energy is what destroyed the first Morpheus.

So I have no idea of the acoustics experienced by Starship or it’s structural beefiness. It may not be a problem at all, for all I know. I’m just saying that a flat steel plate does not do anything to reduce acoustic energy from coupling into the vehicle. If the rocket doesn’t mind the shaking, then fine. But it is easy to design systems that reduce launch acoustics and give more margin back to the vehicle, so if SpaceX decided to do so then it could be done.

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2023/04/30. Astrospace.it riferisce che Elon Musk ha tenuto un intervento riservato agli abbonati al suo profilo su Twitter, nel quale ha detto varie cose (leggete l’articolo di Astrospace per i dettagli e per molte altre informazioni):

• non ci sono conferme che i danni ai motori siano stati causati dall’impatto con detriti;
• la base della rampa verrà rinforzata in acciaio al posto del cemento armato;
• il sistema di autodistruzione (FTS o Flight Termination System) è intervenuto troppo lentamente e andrà ricertificato;
• tre dei 33 motori del primo stadio non sono stati accesi da SpaceX intenzionalmente perché “non erano pronti”;
• l’allontanamento laterale dalla rampa non era voluto ma è stato causato dalla mancanza di tre motori;
• il costo del progetto Starship nel 2023 sarà intorno ai 2 miliardi di dollari.