Venerdì 16 aprile la NASA ha comunicato che SpaceX e Starship, nella versione modificata per la Luna, saranno gli unici mezzi finanziati dal programma HLS. Questo programma, la cui sigla significa Human Landing System, finanzia delle proposte private di lander per le prime missioni Artemis, in particolare per la terza e le sucessive. Le proposte erano tre, e quella di SpaceX si pensava fosse la meno probabile che la NASA scegliesse. Vediamo in questo articolo perchè si pensava questo, le principali differenze fra le tre proposte, e perchè nonostante tutto la NASA ha scelto SpaceX.

La scelta della NASA si basava su tre fattori principali: La tecnologia (aspetti tecnici); Il prezzo; Aspetti gestionali. Questi tre fattori sono in ordine di importanza decrescente. L’Agenzia Americana ha però esplicitamente sottolineato come il fattore 1 e il fattore 3 combinati siamo molto più importanti del fattore 2. Questo è importante, in quanto il prezzo minore della proposta di SpaceX, come vedremo, è stato fondamentale per la vittoria, ma non di certo l’unico considerato. Nella seguente tabella sono rappresentate le conclusioni date ad ognuno dei tre progetti per i fattori 1 e 3. I “voti” disponibili variavano, dal peggiore al migliore, in: Unacceptable; Marginal; Acceptable; Very Good; Outstanding. 

Possiamo allora vedere come SpaceX è stata la proposta migliore nell’aspetto di gestione del progetto. Vediamo ora nei dettagli le considerazioni della NASA per ognuna delle tre proposte.

Blue Origin e il National Team

La proposta è guidata dall’azienda di Jeff Bezos che ne è il prime contractor. Il lander era però costruito in collaborazione con altre 3 aziende: Lockheed Martin, Northrop Grumman e Draper, tutti assieme formavano il National Team. Nel seguente video è rappresentato il profilo missione di questa proposta.

Gli aspetti tecnici positivi

Iniziamo dalle considerazioni tecniche che la NASA ha fatto sulla proposta di Blue Origin. Essa è stata reputata accettabile, presentando una serie di difetti e alcuni aspetti particolarmente interessanti. Questi ultimi sono ad esempio un valore di massa trasportabile sulla superficie di 850 kg, maggiore di quanto richiesto come minimo dalla NASA, e un valore che garantirà flessibilità alle attività extraveicolari (EVA) possibili. La proposta di Blue Origin permetteva inoltre un numero minimo di EVA superiori a quelle richieste dalla NASA.

Una delle caratteristiche principali, la modularità del progetto, comportava tre diversi lanci per essere completata. I tre diversi pezzi del lander sarebbero stati lanciati separatamente, con vettori commerciali. Questo per la NASA è un aspetto positivo, non richiedendo un vettore pesante e aumentando quindi la flessibilità sulle date di lancio e la sicurezza. I tre vettori di lancio, si trovano potenzialmente già sul mercato.

Un altro vantaggio risiedeva nella modalità di aborto missione del lander, sia in fase di allunaggio sia in quella di risalita. Ancora una volta, l’aspetto modulabile del lander permette infatti un aumento significativo della sicurezza per gli astronauti.

Gli aspetti tecnici negativi

NASA ha rivelato innanzitutto che la proposta di Blue Origin era particolarmente arretrata nello sviluppo dei sistemi propulsivi per la discesa e la risalita sulla Luna. In particolare, la progettazione era particolarmente in ritardo, e programmata dopo lo sviluppo del sistema di alloggio degli astronauti. Questo, avrebbe potenzialmente comportato dei nuovi ritardi e aggiornamenti in quest’ultimo progetto se fossero emersi problemi durante lo sviluppo dei sistemi propulsivi. In particolare, i ritardi sono individuati nella mancanza di fornitori e subappaltatori per questi sistemi che non sono ancora stati selezionati. Infine, sempre i sistemi di propulsione sono stati presentati con alcune caratteristiche che non saranno testate prima della missione con astronauti. Un aspetto che aumenta i rischi per la sicurezza degli astronauti stessi.

La proposta di Blue Origin, se da una parte prevedeva un aumento della sicurezza dall’aspetto modulabile, prevede anche delle operazioni da parte degli astronauti. La NASA ha infatti individuato che almeno una giornata disponibile sarebbe stata impiegata all’arrivo sulla Luna e una alla partenza. Questo comporta ovviamente una “perdita di tempo” significativa.

Altre criticità sono state individuate nella gestione dei fluidi criogenici, e nelle comunicazioni. Entrambi questi aspetti sono stati affrontati in modo non sufficientemente preciso nella proposta di Blue Origin.

Il prezzo e l’aspetto gestionale

Il prezzo di Blue Origin, seppur alto (non è stato dichiarato ufficialmente) è stato dichiarato conforme alla proposta. La richiesta di pagamenti anticipati per determinati sottoprodotti era però vietata dalla NASA, e nonostante questo presentata da Blue Origin. Questo avrebbe comportato la necessità di contrattazioni successive. Da un punto di vista gestionale, la NASA ha lodato l’organizzazione della collaborazione con le altre aziende, in particolare il fatto che ognuno dei partner si occupasse di un modulo diverso del lander, non mischiando fra loro i vari contributi. Una criticità è stata invece trovata nella gestione dei dati e delle proprietà intellettuali.

Nel programma HLS veniva però chiesto di fornire un piano di base per il futuro del progetto e per la sua sostenibilità commerciale. Questo non è stato fatto da Blue Origin. L’aspetto commerciale era confusionario, e si riferiva ad una generica commercializzazione dei progetti e del Know How acquisito. L’aspetto della futura sostenibilità prevedeva invece un generico aggiornamento del lander, ma talmente sostanziale da farlo sembrare completamente un altro lander.

Dynetics e la collaborazione internazionale

Anche il lander di Dynetics è in realtà un “lavoro di gruppo”. L’azienda americana collabora con altre 25 società sparse per tutto il territorio statunitense, oltre che con Thales Alenia Space in Italia. Il progetto si chiama Dynetics Human Landing System. Non ci sono moduli di discesa e risalita ma tutto il lander scende e risale dalla superficie. Una particolarità del progetto di Dynetics era il rifornimento in orbita, un aspetto giudicato un vero problema per la NASA. Questa proposta è stata infatti reputata la peggiore dal punto di vista tecnico, oltre che quella col prezzo maggiore.

Gli aspetti tecnici positivi

Uno degli aspetti tecnici ritenuti un vantaggio dalla NASA era la caratteristica di avere un singolo stadio. Questo non implica manovre di docking in orbita lunare, il che diminuisce di conseguenza i rischi. Inoltre, la posizione della camera pressurizzata permetterebbe un accesso alla superficie molto facile. Quest’ultima presenta anche due diverse postazioni di comando per astronauti e una grande visibilità durante l’allunaggio.

Queste caratteristiche favoriscono le attività sulla superficie, in particolare il trasferimento di campioni scientifici all’interno del lander. Qui però emerge un aspetto critico fondamentale.

Gli aspetti tecnici negativi

La proposta di Dynetics presentava addirittura una massa trasportabile negativa. Questo vuol dire che non sarebbe possibile per il lander trasportare della massa aggiuntiva sulla Luna o dalla Luna e che allo stato attuale del progetto il lander in questione era tecnicamente impossibile.

Altre criticità sono state trovate dei mezzi collegati proposti da Dynetics, in particolare nel trasferimento di propellente in orbita. La proposta è stata giudicata impreparata ad implementare questa tecnologia, come quella di gestione di fluidi criogenici sulla Luna. Tutti questi aspetti mancavano addirittura di informazioni dettagliate sulla loro progettazione. Un altro aspetto critico è stato individuato sul profilo missione di prova, troppo diverso da quella che sarà una missione con astronauti, il che comporterebbe il rischio di non eseguire sufficienti test.

Il prezzo e l’aspetto gestionale

Il prezzo presentato da Dynetics è stato giudicato corretto con la proposta, nonostante molto alto. Nessun pagamento anticipato è stato richiesto. NASA ha evidenziato invece come la proposta di commercializzazione della proposta sia stata fatta molto bene. Questa prevedeva il trasporto di carico utile commerciale, la costruzione di depositi di propellente e di nuove telecomunicazioni lunari.

Starship e SpaceX

Il progetto di SpaceX è stato giudicato il migliore da un punto di vista del prezzo, ma anche da un punto di vista tecnico. E’ bene notare subito, come ogni aspetto tecnico valutato dalla NASA sia stato provato e analizzato da un team indipendente (come del resto anche quelli degli altri due progetti).

Gli aspetti tecnici positivi

NASA ha giudicato molteplici aspetti positivi nella proposta di SpaceX, in particolare nel superamento delle richieste minime del programma HLS. Un aspetto chiave, evidenziato dall’Agenzia spaziale è che il superamento delle richieste minime non impatta sulla qualità delle tecnologie con cui vengono soddisfatte le richieste della NASA. Un aspetto giudicato fondamentale.

In particolare, la Starship lunare proposta da SpaceX presenta già ora la predisposizione per alloggiare quattro astronauti (la missione Artemis 3 ne ospiterà due). Inoltre, il mezzo è in grado di stazionare 100 giorni in orbita, più dei richiesti 90. Questo aumenta la flessibilità sulle date delle missioni verso la superficie. Starship lunare sarà inoltre in grado di trasportare più massa di quella richiesta, un valore che inoltre è molto flessibile in base alle configurazioni di volo. Un altro aspetto positivo. La massa elevata trasportabile dalla Luna sarà relativamente poco importante, in quanto per tornare sulla Terra si userà comunque la Orion. Più importante invece, per quanto riguarda il trasporto di massa verso la Luna.

La proposta di SpaceX prevede inoltre più EVA rispetto a quelle richieste, ed in modo più sicuro. Starship lunare sarà infatti dotata di due diversi airlock indipendenti. Questo aumenta la flessibilità delle EVA ma anche la sicurezza. Ognuno dei due airlock dispone di un supporto vitale indipendente, fornendo quindi anche una postazione di sicurezza per gli astronauti in caso di problemi. Sempre parlando di sicurezza, le manovre di aborto della discesa sono state giudicate ottime, in quanto l’eccedenza di propellente comporta un ritorno sicuro al docking con Orion in caso di problemi. A questo si aggiunge anche una ridondanza dei motori, utile per lo stesso motivo.

L’ultimo aspetto tecnico giudicato positivamente dalla NASA è la campagna monumentale di test effettuati da SpaceX. Questo è permesso dal fatto che il progetto dispone di un utilizzo molteplice e più ampio, il che fa diminuire i rischi man mano che lo sviluppo avanza.

Gli aspetti tecnici negativi

Per un profilo di missione lunare la NASA ha criticato il grande numero di lanci richiesto. Per portare la Starship sulla Luna serve lanciare anche un serbatoio di carburante, da cui rifornirsi. Questa manovra verrà però eseguita in orbita terrestre invece che sulla Luna, diminuendo quindi i rischi. Anche il design che porta gli astronauti a trovarsi a più di 30 metri dalla superficie è stato criticato. Ulteriori critiche sono state mosse al sistema di propulsione, enormemente complesso e ancora in fase di test. Questo ovviamente si riferisce all’utilizzo del Super Heavy e dei motori Raptor.

Il prezzo e l’aspetto gestionale

Il prezzo è stato giudicato conforme alla proposta di SpaceX, senza nessuna richiesta di pagamenti anticipati. Inoltre il finanziamento finale di 2.89 miliardi è stato leggermente trattato rispetto al valore richiesto da SpaceX. NASA ha elogiato l’aspetto gestionale di SpaceX giudicandolo il migliore.

Innanzitutto, ha lodato la gestione del know How dell’azienda, e la proposta di utilizzare software e hardware già testato in programmi precedenti. In questo caso si parla in particolare del Commercial Crew Program e quindi della capsula Dragon. Infine è stato valutato attentamente l’aspetto fondamentale di tutto il progetto Starship. Il mezzo di SpaceX sarà usato indistintamente per il programma HLS e per altre attività, il che ne fa aumentare essenzialmente la campagna di test. Inoltre, questo utilizzo permetterà al progetto e alle richieste della NASA di evolvere parallelamente.

L’aspetto commerciale di SpaceX e Starship è infine stato giudicato come un’applicazione perfetta degli obbiettivi a lungo termine del programma HLS. Tutto questo, comporta che più di metà del costo del progetto Starship e dei rischi ad esso collegato siano a carico di SpaceX, un aspetto fondamentale per la NASA.

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