Il 20 aprile 2023 SpaceX ha dato inizio a una nuova fase del progetto Starship, eseguendo il primo lancio di Starship in versione completa. Alle 15:33 del 20 aprile 2023 è decollata la Starship formata dal Booster 7 e dalla Ship 24, che insieme hanno composto il razzo più grande e potente mai costruito dall’Umanità.

Oltre a quel decollo in un anno ne sono avvenuti altri due, che hanno permesso a SpaceX di acquisire dati “sul campo”, in modo da ottenere quante più informazioni possibili sul comportamento reale del vettore. Sebbene tutti e tre i voli siano terminati con le esplosioni dei prototipi, abbiamo potuto osservare i progressi compiuti nello sviluppo di Starship, dato che a ogni lancio SpaceX ha posto l’asticella sempre più in alto, con obiettivi sempre più ambiziosi per una macchina complessa come Starship.

Le tappe per questi primi tre lanci prevedevano: riuscire a decollare, effettuare la separazione tra i due stadi ed eseguire le prime manovre nello spazio. Gli obbiettivi del quarto volo, previsto per Maggio 2024, sarà invece quello di effettuare un ammaraggio controllato del Super Heavy e di far soppravvivere la Ship fino al contatto con l’oceano. A un anno dal primo volo, ecco un riassunto dei tre diversi Integrated Fligh Test di Starship e i relativi risultati ottenuti, e di cosa aspettarci in futuro.

IFT-1: un volo rocambolesco

Il primo decollo, avvenuto il 20 aprile 2023 quando in Italia erano le 15:33, aveva un solo obiettivo: non esplodere sulla rampa di lancio. In quell’occasione, SpaceX ha collaudato molti elementi per la prima volta tanto che diversi fattori avrebbero potuto portare alla distruzione del vettore duranti i suoi primi secondi di utilizzo.

Un’esplosione nei pressi della rampa di lancio avrebbe potuto causare enormi danni alle infrastrutture di terra, comportando numerosi interventi di manutenzione e ritardi nell’effettuare altri lanci. Nonostante il decollo di successo, i danni sono stati comunque ingenti, a causa della mancanza di un sistema per contrastare i gas di scarico dei motori. I Raptor del Booster 7 hanno scavato un’enorme voragine alla base del pad, scagliando i detriti e la polvere anche a km di distanza.

La Starship si è sollevata da terra sfruttando “solo” 30 dei suoi 33 motori. I computer di bordo avevano infatti stabilito che tre Raptor non erano nelle condizioni di avviarsi in maniera sicura. Più la Starship prendeva quota inoltre, e più ulteriori motori si sono spenti. SpaceX ha poi comunicato che i problemi sono stati dovuti alla perdita di propellente alla base del Booster 7. Tali perdite hanno innescato diversi incendi che hanno danneggiato, tra le altre cose, diverse parti elettriche, interrompendo le comunicazioni con i computer di bordo.

 

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Il primo volo di Starship è durato in totale 237,474 secondi, raggiungendo un’altezza massima di 39 km, interrotto dall’attivazione dell’Autonomous Flight Safety System (AFSS). Qualche istante prima, la Starship aveva iniziato a ruotare in maniera incontrollata e lo stesso AFSS ha impiegato più tempo del previsto a distruggere il vettore.

Il primo volo si è concluso con numerosi danni e molti elementi del vettore che non hanno funzionato correttamente. È stato difficile definirlo un successo, ma sicuramente non un fallimento: fu un test importante, che ha permesso a SpaceX di progredire.

IFT-2: tutto nuovo

A seguito di quanto appreso il 20 aprile, SpaceX ha apportato numerose modifiche sia al vettore che alle infrastrutture di terra. Ciò ha comportato diversi mesi di lavori, soprattutto per le riparazione del sito di lancio e l’installazione del Water Deluge System. Quest’ultimo ha inoltre richiesto una nuova analisi di impatto ambientale, a causa dell’enorme sversamento di acqua che comporta il suo utilizzo.

I prototipi utilizzati per il secondo volo sono stati il Booster 9 e la Ship 25. Sebbene quest’ultima fosse molto simile al prototipo precedente, era il Super Heavy che portava con sé diverse novità. Per la prima volta il booster montava motori dotati di attuatori elettromeccanici e un anello aggiuntivo forato, posto in cima, per eseguire la manovra di hot staging.

Dal primo al secondo volo infatti, SpaceX ha deciso di modificare la separazione tra Ship e Booster. L’esecuzione dell’hot staging era proprio l’obiettivo principale di questo secondo lancio, avvenuto il 18 aprile alle 14:02. A SpaceX ora non bastava decollare, ma doveva spingersi oltre. Il Booster 9 e la Ship 25 hanno eseguito alla perfezione l’hot staging, con l’accensione dei motori del secondo stadio mentre questo era ancora unito al Super Heavy.

A seguito della separazione la Ship 25 ha continuato la sua salita, divenendo così la prima Starship a raggiungere lo spazio. Dopo un volo durato circa 8 minuti, una perdita di propellente ha poi causato la sua esplosione. Il Booster 9 invece, è esploso a 90 km di altezza per via del non corretto apporto di propellente nei motori, che ha comportato la loro distruzione.

Anche in questo caso, SpaceX ha raggiunto in parte lo scopo che si era prefissata, ma progredendo sensibilmente rispetto al primo volo e continuando così lo sviluppo di Starship tramite questo particolare processo iterativo.

IFT-3: ci siamo quasi

Con il volo effettuato dal Booster 10 e dalla Ship 28, SpaceX ha iniziato a raccogliere i frutti dei numerosi dati ottenuti. Man mano che il progetto progredisce, aumentano anche i traguardi che SpaceX si prefigge di raggiungere. Il principale obiettivo del terzo volo consisteva nell’effettuare diversi test nello spazio. Questi prevedevano: lo scambio di ossigeno tra serbatoio principale e header tank, l’apertura e chiusura del portellone di carico, l’accensione di un Raptor nello spazio, il rientro controllato in atmosfera.

Decollata alle 14:25 del 14 marzo, la Starship ha volato per circa 49 minuti, dopo i quali SpaceX ha perso il segnale con la Ship 28 durante la fase di rientro, mentre si trovava a 65 km di altezza.

Per motivi di sicurezza, la Starship non è entrata in orbita e non ha raggiunto velocità tali da permetterle di farlo. Durante il volo però, la Ship 28 ha raggiunto un’altezza massima di 234 km, viaggiando a circa 26.000 km/h.

A causa di alcuni problemi tecnici, sui quali SpaceX sta ancora indagando, il prototipo di Starship ha perso il controllo dell’assetto nello spazio e ciò ha costretto l’azienda a evitare di eseguire il test di accensione del motore. La rotazione ha anche compromesso il suo ingresso in atmosfera e ciò potrebbe aver portato al danneggiamento di alcune componenti con conseguente distruzione del prototipo.

Ancora una volta però, SpaceX ha dimostrato di avere migliorato ulteriormente i suoi mezzi, spingendosi ancora più lontano rispetto ai voli precedenti.

I prossimi voli: prove di recupero

Elon Musk ha dichiarato che entro la fine del 2024 spera che SpaceX riesca a effettuare almeno altri sei lanci di Starship. I prototipi per il quarto volo, ovvero la Ship 29 e il Booster 11, sono già quasi pronti e il loro decollo potrebbe avvenire entro la prima metà di maggio. Oltre a eseguire nuovamente le manovre che non sono riuscite a concludere con il volo precedente, SpaceX si concentrerà anche sul recupero del Super Heavy.

Il Booster 11 infatti, dovrà effettuare un rientro controllato in una zona ben specifica nel Golfo del Messico perché, entro la fine dell’anno, SpaceX punta alla cattura al volo del Super Heavy. Questa avverrà tramite l’utilizzo dei bracci di Mechazilla, la torre posta accanto al pad di lancio, che stanno ricevendo alcune migliorie proprio in questi giorni.

Il recupero della Starship invece sarà più complesso, in quanto deve rientrare dall’orbita. Musk ha dichiarato che, prima di tentare la presa al volo di Starship tramite Mechazilla, dovranno eseguire almeno due ammaraggi controllati di successo. Operazioni di recupero come quelle proposte da SpaceX sono molto rischiose, perché potrebbero distruggere le infrastrutture di terra. Presto a Starbase inizieranno a costruire un nuovo pad di lancio, sia a supporto di un numero elevato di voli, evitando le lunghe attese per la manutenzione.

Una delle principali sfide per il prossimo anno invece, sarà riuscire a effettuare il trasferimento di propellenti tra due diverse Starship. Questo sarà un elemento fondamentale sia per il programma Artemis, in quanto Starship è proprio uno dei lander lunari selezionati dalla NASA, che per l’esplorazione oltre l’orbita terrestre in generale.

Nel corso dei prossimi anni inoltre, assisteremo a ulteriori evoluzioni della Starship, in quanto sono in fase di progettazione nuove versioni, che raggiungeranno anche i 150 metri di altezza.