Si avvicina il primo volo orbitale di Starship e lo scudo termico sarà uno degli elementi più importanti da testare. SpaceX ha stretto una collaborazione con la NASA proprio per studiare le conseguenze dell’attrito atmosferico sullo scudo termico. L’Agenzia ha pubblicato uno studio proprio in questi giorni, con alcune informazioni importanti. Tra queste sembra esserci un’indicazione sulla data del primo lancio orbitale. “Targeting Starship reentry observation opportunity near March 2022” è quanto si legge nella descrizione del progetto. Una frase ambigua che comunque potrebbe dare alcuni indizi sui primi test orbitali di Starship.
Scudo termico sotto osservazione, anche dal cielo
L’obbiettivo di SpaceX era quello di effettuare il primo lancio orbitale entro la fine dell’anno, ma questo potrebbe non essere possibile. Il principale problema non è tecnico ma burocratico. Sono ancora assenti infatti i permessi della Federal Aviation Administration, in quanto è ancora sotto analisi l’impatto ambientale che avranno i voli orbitali dall’area di Starbase. Il primo novembre terminerà la raccolta dei commenti pubblici riguardo tale analisi, quindi la FAA non rilascerà nessun permesso prima di quella data. Successivamente serviranno altre settimane per la stesura dell’analisi completa. Un lancio a marzo 2022 quindi non sembra un’ipotesi così assurda.
La frase in questione potrebbe riferirsi anche a un altro sistema, in sviluppo da parte del NASA Scientifically Calibrated In Flight Imagery (SCIFLI). Questo team di ricerca è nato nel 2007, iniziando a studiare il comportamento dello scudo termico dello Space Shuttle tramite immagini termiche ad alta risoluzione. Nel corso degli anni il campo di studi si è allargato, supportando anche diversi partner commerciali della NASA, studiando ad esempio lo scudo termico della prima Dragon.
Il nuovo progetto che stanno sviluppando prende il nome di SCIFLI Starship Reentry Observation (SSRO) e si tratta di uno strumento da utilizzare in volo. Delle particolari camere a infrarossi verranno montate su un velivolo di proprietà dell’agenzia americana, un WB-57F, in grado di volare ad altezze superiori a 18 km.
Sfruttando questo aereo sarà possibile avvicinarsi alla Starship durante la fase di rientro, quando il secondo stadio si troverà parallelo al terreno. Il secondo stadio assume questa posizione per sfruttare l’atmosfera e rallentare la discesa. L’attrito dell’aria comporta un aumento delle temperature, rendendo essenziale la presenza di uno scudo termico a protezione della struttura. Grazie all’SSRO sarà possibile analizzare nel dettaglio la distribuzione delle temperature sull’intero scudo termico in modo non invasivo, ovvero senza avere sensori direttamente sul razzo.
Per effettuare tali osservazioni quindi è necessario che il WB-57F voli abbastanza vicino alla Starship. La data di marzo 2022 potrebbe quindi riferirsi a un possibile secondo o terzo lancio, in modo che SpaceX possa migliorare il rientro e renderlo più sicuro.
Starbrick, le mattonelle di Starship
Lo scudo termico sviluppato da SpaceX ha caratteristiche molto differenti rispetto quanto visto finora sui diversi velivoli spaziali. Così come accade per il Falcon 9 e la capsula Dragon, anche Starship e Super Heavy saranno riutilizzabili. Questi ultimi però sono progettati in modo che le operazioni di recupero e ripristino siano molto più veloci. Affinché ciò diventi possibile, è fondamentale che le diverse mattonelle che compongono lo scudo termico durino a lungo, siano facilmente ispezionatili e singolarmente sostituibili. Nel documento dello SCIFLI queste mattonelle vengono chiamate Starbrick, un nome attualmente non ancora utilizzato in modo ufficiale da SpaceX.
Le Starsbrick hanno tutte la stessa forma e dimensione, a eccezione delle parti più curve sulle ali. Ciò consente di produrle velocemente in serie, abbattendo così i costi.
Starship 20 nose missing tiles still from cryo proof test:
3:52 pm 10/3/21 pic.twitter.com/2mzwPLtSOj
— Starship Gazer (@StarshipGazer) October 4, 2021
Con la Ship20, l’ultimo prototipo di Starship che ha raggiunto il sito di lancio, SpaceX ha iniziato a effettuare per la prima volta delle prove su uno scudo termico completo. L’azienda ha anche progettato un meccanismo di aggancio che non prevede l’utilizzo di colle. Tale sistema è stato messo alla prova durante i primi test di pressurizzazione dei serbatoi, dovendo resistere all’espansione e contrazione dell’acciaio sottostante. La prossima importante prova sarà la resistenza alle vibrazioni generate dall’accensione dei motori Raptor. Un test che dovrebbe avvenire a breve, dato che gli operai hanno iniziato a installare i motori sulla Ship20 proprio in questi giorni (11 ottobre).
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