Il 2024 è terminato mentre SpaceX era a un passo dal raggiungere l’orbita per la prima volta, con Starship. Durante l’anno appena trascorso sono stati compiuto enormi progressi, sia durante i test di Starship, che a Starbase, ma non solo.

Il 2025 segnerà il debutto della Starship Block 2, la nuova versione della Ship, che introduce numerosi miglioramenti. Con la Block 2, SpaceX punta ai prossimi fondamentali obbiettivi, come la cattura al volo della Starship, il trasferimento di propellenti e il rilascio in orbita dei primi satelliti. La prima Block 2 sarà la Ship 33, ormai pronta per il settimo lancio di test, atteso per metà gennaio.

In questo nuovo articolo della rubrica “I progressi di Starship” esploreremo cosa ci attende nel nuovo anno, partendo già dall’imminente settimo volo. Prima, però, facciamo un ultimo, piccolo recap di ciò che è accaduto nel 2024.

Come ogni mese, i Progressi di Starship esce anche in formato video, sul canael Youtube di Astrospace:

Il 2024 in breve

Nel corso dell’anno appena concluso, si sono svolti quattro voli di Starship, ognuno dei quali ha segnato importanti passi avanti per SpaceX.

• Terzo volo / IFT-3 (14 marzo):
  La Ship 28 e il Booster 10 sono stati protagonisti del primo lancio del 2024, che aveva numerosi obiettivi da raggiungere. Tra i successi c’è stato il trasferimento di ossigeno tra il serbatoio principale e l’header tank. Tuttavia, un test di accensione di un Raptor nello spazio è stato annullato a causa della perdita di controllo della Ship 28, che, come il Booster, è esplosa durante un rientro incontrollato.
• Quarto volo / IFT-4 (6 giugno):
  Questo volo, con il Booster 11 e la Ship 29, ha dimostrato significativi progressi nelle ultime fasi del volo. Il Booster ha eseguito un ammaraggio controllato, mentre la Ship 29 ha effettuato un rientro controllato nonostante parte di una delle ali superiori si sia danneggiata a causa dell’impatto con l’atmosfera. Anche se durante l’ammaraggio mancò il bersaglio di 6 km, il risultato è stato comunque impressionante.
• Quinto volo / IFT-5 (13 ottobre):
  Durante questo volo hanno realizzato una delle manovre più complesse mai vista nel settore spaziale: la cattura al volo del Super Heavy. Il Booster 12 è stato catturato dai bracci di Mechazilla, sebbene non tutto sia andato perfettamente. Anche la Ship 30 ha completato un rientro controllato con precisione, grazie al nuovo scudo termico di seconda generazione.
• Sesto volo / IFT-6 (19 novembre):
  Durante questo volo SpaceX ha utilizzato la Ship 31, dotata della precedente versione di scudo termico, per testarne i limiti strutturali. Il Booster 13, invece, non è stato catturato al volo a causa di un problema di comunicazione con la torre.

Cosa ci aspettiamo dalla Starship Block 2?

Il 2025 sarà l’anno della nuova versione di Starship. In particolare, sarà con la Block 2 che SpaceX tenterà per la prima volta la cattura al volo di una Starship. Questa manovra potrebbe avvenire già all’ottavo lancio, secondo quanto dichiarato da Elon Musk. Tuttavia, affinché ciò sia possibile, durante il settimo volo la Ship 33 dovrà completare con successo un altro rientro controllato nell’Oceano Indiano.

Per effettuare la cattura al volo, la Starship dovrà compiere almeno un’orbita completa della Terra, il che significa che la Block 2 sarà anche la prima versione a entrare ufficialmente in orbita. Probabilmente prima del rientro ne saranno eseguite diverse, per concedere a SpaceX il tempo di liberare la prima rampa, o preparare al meglio la seconda. Non sappiamo infatti ancora se sarà già attiva la seconda rampa quando si tenterà questa manovra.

La nuova versione di Starship sarà anche la prima a rilasciare nello spazio i satelliti Starlink V3, progettati appositamente per essere lanciati con il nuovo vettore anziché con il Falcon 9.

Starship will be used to land astronauts on the lunar surface on NASA’s Artemis III mission, which will put the first humans on the Moon since 1972 pic.twitter.com/qLiRp0PSAp

— SpaceX (@SpaceX) November 19, 2024

Uno degli obiettivi principali per il 2025 sarà effettuare anche il primo trasferimento in orbita di propellente tra due diverse Starship. Questo richiederà almeno due lanci ravvicinati. Poiché l’operazione richiederà tempo, è possibile che vedremo le prime Starship equipaggiate con pannelli solari per alimentare i sistemi di bordo e ricaricare le batterie.

Durante l’anno appena iniziato, potremmo anche assistere alla presentazione di un prototipo della Starship HLS, progettata come lander lunare per il programma Artemis. Per questa versione, SpaceX ha sviluppato motori dedicati alla fase di allunaggio, che potrebbero essere mostrati già nel 2025.

Le migliorie della nuova versione

Molte delle modifiche apportate da SpaceX alla Block 2 riguardano l’aggiunta di strutture di rinforzo e la loro ottimizzazione. Grazie alle analisi effettuate dal team del sito americano Ringwatchers, conosciamo molte delle modifiche implementate dagli ingegneri SpaceX, che ora vediamo più nel dettaglio.

Questi miglioramenti servono anche a rendere l’intera struttura più robusta, anche in vista della realizzazione della Block 3, che sarà ancora una volta diversa, pià alta, arrivando a circa 70 metri.

Molte delle innovazioni introdotte nella Block 2, servono anche a migliorare i processi produttivi delle diverse componenti, dato che SpaceX ha in programma di incrementare notevolmente il ritmo di produzione delle Starship, arrivando, probabilmente nel 2026, a tre prototipi a settimana.

Il nose cone

Uno degli aspetti più interessanti legati al nose cone, la parte superiore della Starship, riguarda l’assenza di longheroni in una parte della zona non ricoperta dallo scudo termico. La mancanza di queste strutture di rinforzo in tale area suggerisce che SpaceX sta lavorando alla realizzazione di un portellone per il trasporto e il rilascio di grandi satelliti. Per Starship hanno già ottenuto contratti con diverse aziende per il lancio di satelliti, il che richiederà un portellone significativamente più grande rispetto a quello utilizzato per gli Starlink.

Starship ready for testing ahead of Flight 7 pic.twitter.com/urGAsbQSR8

— SpaceX (@SpaceX) December 12, 2024

In cima al nose cone si trovano anche gli header tank, i serbatoi utilizzati per alimentare i motori Raptor durante la fase di rientro. La versione Block 2 presenta serbatoi con una forma ottimizzata, sebbene occupino lo stesso volume. Inoltre, l’header tank dell’ossigeno, posizionato nella parte più alta, è ora completamente ricoperto dallo scudo termico. Sembrerebbe che abbiano adottato questa soluzione per una migliore gestione delle temperature durante le lunghe permanenze nello spazio.

Un’altra modifica significativa della parte superiore della Block 2 riguarda la posizione e le dimensioni delle nuove superfici aerodinamiche. SpaceX ha spostato le ali verso una zona non ricoperta dallo scudo termico, in modo che sia le ali sia le cerniere rimangano in ombra rispetto al flusso di plasma. Questa configurazione dovrebbe risolvere i problemi di danneggiamento delle cerniere osservati durante i voli precedenti. Inoltre, la nuova disposizione riduce anche la resistenza parassita generata dalle strutture che proteggono le cerniere e che, in passato, hanno contribuito a creare momenti destabilizzanti, che portavano la Starship a tentare di riposizionarsi in verticale.

I serbatoi principali

La Starship Block 2 è dotata di un anello in più rispetto alla versione precedente, che la rende più alta di circa 1.8 metri, raggiungendo così un’altezza totale di 52.1 metri, secondo i dati ufficiali. Nonostante l’aggiunta di un solo anello, l’ottimizzazione degli spazi interni ha permesso a SpaceX di aumentare notevolmente il volume di entrambi i serbatoi principali. Complessivamente, ora i serbatoi dispongono di quattro anelli aggiuntivi, per un aumento totale dell’altezza di circa 7.2 metri.

Secondo le stime di Ringwatchers, la capacità del serbatoio del metano liquido è passata da 590 a 790 metri cubi, mentre quella del serbatoio dell’ossigeno liquido è aumentata da 820 a 1030 metri cubi.

La maggiore capacità dei serbatoi è stata ottenuta anche grazie a miglioramenti nella forma e nella struttura delle cupole che li compongono. La cupola superiore del serbatoio del metano e quella che separa i serbatoi di metano e ossigeno presentano ora una forma più “piatta”. Le lastre di acciaio utilizzate per realizzare queste componenti sono passate da 36 a 18, semplificando il processo di costruzione e riducendo il numero di saldature, che rappresentano i punti critici della struttura.

SpaceX ha inoltre modificato le condutture che trasportano il metano ai motori Raptor. Ora sono presenti quattro condotti distinti che permettono al metano di raggiungere i motori partendo dal serbatoio principale. In precedenza, era presente una sola conduttura che si diramava alla base. SpaceX ora utilizza tubi isolati a vuoto, in modo da gestire meglio le temperature per lo spostamento dei fluidi, soprattutto in vista del trasferimento di propellente tra Starship.

La nuova configurazione prevede una tubazione centrale dedicata all’alimentazione dei Raptor ottimizzati per il volo in atmosfera, posizionati al centro. Vi sono poi tre condotti separati che servono i tre Raptor ottimizzati per il vuoto. Oltre a fornire percorsi distinti per le due tipologie di motori, questa soluzione faciliterà le modifiche future. Per la Block 3, SpaceX prevede infatti di aggiungere altri tre Raptor ottimizzati per il vuoto.

Il vano motori

Anche la sezione inferiore, che ospita i motori, ha ricevuto numerosi rinforzi strutturali aggiuntivi. Ora sono presenti 156 longheroni, 60 in più rispetto alla versione precedente. Questa zona è quella che deve sostenere l’intero peso della Starship e del carico utile.

Nella parte inferiore si trovano i fori utilizzati per agganciare la Starship ai tre perni situati sull’anello per l’hot staging del Super Heavy. Tuttavia, i fori totali sono sei, poiché la Starship viene ancorata in sei punti durante i test.

La Ship 33 monta ancora i Raptor 2, la versione dei motori utilizzata da SpaceX fino a oggi. Il 15 e il 16 dicembre, hanno condotto due diversi static fire test con la Ship 33. Durante il primo test il prototipo ha acceso tutti e sei i Raptor, mentre nel secondo ha avviato un solo motore, simulando l’accensione che avverrà nello spazio.

Static fire of Flight 7 Starship pic.twitter.com/3Xa2bYFkdp

— SpaceX (@SpaceX) December 15, 2024

Secondo quanto dichiarato da Elon Musk, SpaceX dovrebbe iniziare a installare i Raptor 3 sulla Starship entro la fine dell’anno. I motori attualmente installati sulla Ship 33 presentano una piccola modifica: una componente che permette il movimento dei Raptor è ora montata direttamente sui motori, anziché sulla Starship. Questa modifica probabilmente semplificherà l’implementazione dei Raptor 3 sulle future Ship.

Nel frattempo, al sito di test di McGregor, SpaceX sta continuando le prove con i Raptor 3. È possibile che alcuni di questi motori arrivino presto a Starbase, anche per effettuare test di assemblaggio sia sulla Starship sia sul Super Heavy. Musk ha anche accennato a una nuova versione, chiamata per ora semplicemente Raptor 4, che dovrebbe permettere a SpaceX di raggiungere le 300 tonnellate di spinta, 20 in più rispetto ai Raptor 3.

Vano di carico più piccolo ma ugualmente capiente

La riorganizzazione della struttura interna della Starship Block 2 ha portato a una riduzione del volume del vano di carico. Nonostante ciò, lo spazio dedicato al trasporto dei satelliti Starlink è rimasto praticamente invariato. La sezione cilindrica situata immediatamente sotto l’ogiva della Starship è ora composta da tre anelli anziché cinque, con un’altezza ridotta da circa 9 metri a 5.5 metri.

SpaceX ha rimosso alcune strutture interne progettate per fornire supporto strutturale alle ali superiori. Queste strutture erano particolarmente ingombranti e rendevano inutilizzabile la parte superiore del nose cone.

Le nuove soluzioni, unite al dispositivo migliorato per il carico e il rilascio degli Starlink V3, potrebbero consentire alla Block 2 di trasportare fino a 53 satelliti, rispetto ai 40 stimati della versione precedente.

Nella Starship HLS, questa zona destinata al carico sarà utilizzata come area abitativa per gli astronauti, e per ospitare un airlock per uscire dalla Ship.

Proprio il 29 dicembre, all’interno della Starfactory, è stato avvistato quello che sembrerebbe essere l’airlock della Starship HLS. Potrebbe trattarsi di un componente utilizzato per i test o della prima versione integrale della Starship lunare. Maggiori dettagli potrebbero emergere nei prossimi mesi.

La continua evoluzione dello scudo termico

Durante i test a terra e i voli della Starship, lo scudo termico si è dimostrato uno degli elementi più critici. Diverse volte, le varie Ship hanno perso alcune piastrelle, un problema che potrebbe rappresentare un grave rischio per l’integrità strutturale della Starship, soprattutto durante il rientro in atmosfera.

Lo scudo termico della Starship Block 2 è composto da tre strati: un materiale isolante di colore bianco, un materiale ablativo nero e infine le piastrelle. SpaceX ha già testato questa configurazione durante il quinto volo, con la Ship 30. Tuttavia, nell’ultimo lancio, la Ship 31 ha utilizzato la precedente versione dello scudo termico, che si basa sull’uso di colle speciali. Questa configurazione non consente di installare il materiale ablativo sotto le piastrelle.

In passato, la colla veniva utilizzata nelle zone in cui i robot saldavano le diverse sezioni del corpo principale della Starship, poiché non era possibile installare i perni necessari per fissare le piastrelle. Ora, una volta completate le saldature delle sezioni, i robot possono installare anche i perni per l’aggancio delle piastrelle.

Lo scudo termico della Starship è composto da circa 18500 piastrelle. Tuttavia, come accaduto con la Ship 31 durante il sesto volo, SpaceX potrebbe ridurre l’estensione della sezione laterale dello scudo. Questa decisione dipenderà dai dati raccolti durante i prossimi voli.

Ultimi preparativi per il settimo volo

Il 9 dicembre, SpaceX ha eseguito uno static fire test con i 33 motori Raptor del Booster 14, il Super Heavy che porterà la Ship 33 nello spazio. La prova con i motori è avvenuta soltanto 20 giorni dopo il sesto volo di Starship del 19 novembre.

Il giorno successivo, il Booster 14 è stato riportato al sito di costruzione, dove il team ha effettuato gli ultimi controlli e preparativi prima del volo. Tra questi interventi, sono stati installati l’anello per l’hot staging e diversi rinforzi nella sezione in cui si trova la cupola che separa i serbatoi del metano e dell’ossigeno. Il 29 dicembre, Mechazilla ha riposizionato il Super Heavy sul pad dove, il 3 gennaio, gli operatori hanno installato le cariche esplosive del Flight Termination System.

Static fire of the Flight 7 Super Heavy booster pic.twitter.com/xqfykcq7QU

— SpaceX (@SpaceX) December 9, 2024

Con il Booster 14, SpaceX effettuerà un’operazione mai tentata prima: riutilizzare un Raptor che ha già volato su un altro Super Heavy. Sul Booster 14 è montato uno dei motori che ha consentito al Booster 12 di decollare e successivamente tornare tra i bracci di Mechazilla.

Il 17 dicembre, SpaceX ha ottenuto dalla FAA i permessi necessari per procedere con il settimo lancio di Starship. L’azienda non ha potuto utilizzare i permessi precedenti poiché per questo lancio verrà impiegata la Block 2, che come abbiamo visto, presenta numerose differenze rispetto al prototipo utilizzato in precedenza. La FAA ha quindi dovuto condurre nuove analisi per approvare il lancio.

Elon Musk ha dichiarato che il lancio è previsto per il 10 gennaio, ma SpaceX non ha ancora ufficializzato la data. È probabile che venga effettuato un Wet Dress Rehearsal prima del lancio, sia per verificare la funzionalità dei sistemi sia per collaudare il pad con la prima Block 2.

Gli obiettivi per il settimo volo

Il 3 gennaio, SpaceX ha annunciato anche gli obiettivi che intende raggiungere con il settimo volo, oltre che fare un riassunto alle modifiche apportate sia alla Starship che al Super Heavy. La principale novità riguarda il test di rilascio di un carico utile, che sarà effettuato per la prima volta proprio con la Ship 33. Non si tratterà di veri e propri satelliti, ma di mockup che simulano le dimensioni e la massa degli Starlink V3. La Ship 33 rilascerà dieci di questi mockup, i quali rientreranno anch’essi in atmosfera e ammarando nell’Oceano Indiano, seguendo la Ship, poiché non saranno immessi in orbita.

And with a glimpse of the future, views from Starship entering Earth’s atmosphere were made possible by Starlink.

Soon, Starship will launch our V3 Starlink satellites, which will add 60 Tbps of capacity to the network per launch – more than 20x per Falcon 9 launch today pic.twitter.com/wgxU1Bpe1h

— Starlink (@Starlink) December 31, 2024

Una delle modifiche apportate alla Starship Block 2 riguarda anche l’aggiunta di telecamere, che ora sono più di 30. Una di queste è posizionata accanto al vano del Flight Termination System, e punta direttamente verso il portellone di carico e rilascio dei satelliti. SpaceX avrà quindi una visione chiara del dispiegamento dei satelliti, e speriamo che queste immagini siano anche trasmesse anche durante la diretta del lancio.

È inoltre nuovamente prevista l’accensione di un Raptor nello spazio, come nel lancio precedente.

Lo scudo termico della Ship 33 include anche una tipologia di piastrella metallica dotata di un sistema di raffreddamento attivo. SpaceX non è entrata nei dettagli sul funzionamento di questo sistema, quindi non è chiaro se sia stato introdotto come il sistema traspirante annunciato diversi anni fa, ne quante piastrelle usano questo sistema, ne quale fluido verrà usato per il sistema refrigerante. Sarà una delle spiegazioni più attese durante la diretta del settimo volo.

Per migliorare le comunicazioni e il trasferimento di dati, SpaceX ha riprogettato l’avionica. Oltre a un computer più potente, hanno installato antenne che combinano l’utilizzo di Starlink, di telecomunicazioni satellitari standard e un sistema di radiofrequenze di backup.

Anche nel prossimo volo, SpaceX tenterà di catturare al volo il Booster 14. Per rendere possibile questa operazione, sono state apportate diverse migliorie alla torre, aggiungendo rinforzi ai sistemi di comunicazione e alla struttura. Questo dovrebbe evitare i problemi ai sensori che hanno comportanto l’annullamento del rientro precedente.

Altri “pezzi di Starship” – Brevi novità e aggiornamenti

• All’inizio di dicembre, SpaceX ha ripreso i lavori sulle infrastrutture di Starship al pad 39A del Kennedy Space Center. L’azienda aveva sospeso le attività per diversi mesi, probabilmente per apportare modifiche e miglioramenti al design della torre, basati sui dati ottenuti dai voli precedenti. Il 10 dicembre, gli operai hanno iniziato a demolire quello che avrebbe dovuto essere il serbatoio dell’ossigeno. Il 26 dicembre, hanno poi collaudato i bracci della torre del pad 39A, due anni dopo la loro installazione.
• Il 12 dicembre, Kathryn Lueders, General Manager di Starbase, ha inviato una lettera al giudice della Contea di Cameron per richiedere una consultazione speciale. L’obiettivo è stabilire se la sede di SpaceX a Boca Chica possa essere ufficialmente riconosciuta come città, il che consentirebbe all’azienda di gestire in maniera più efficiente alcuni aspetti logistici legati alla crescita e allo sviluppo dell’area.
• Il 26 dicembre, gli operai hanno spostato il nose cone della Ship 35 verso la Mega Bay 2, rivelando un prototipo più avanzato di Block 2. A differenza della Ship 33, il nuovo nose cone presenta dei fori rettangolari sotto le ali superiori, che potrebbero servire per l’installazione dei perni necessari alla cattura al volo. Diversamente dal Super Heavy, sulla Starship questi perni potrebbero essere retrattili per evitare danni causati dal plasma durante il rientro in atmosfera.
  

  Starship 35’s nose cone and payload section has rolled into Megabay 2 this afternoon to finish stacking. This will be the Starship for flight 9.

  12/26/24 pic.twitter.com/un5UTOdD8z

  — Starship Gazer (@StarshipGazer) December 26, 2024

• A fine dicembre, presso il sito di Massey, SpaceX ha collaudato i serbatoi del Booster 15 in preparazione dell’ottavo volo di Starship. Questo Super Heavy dovrebbe volare insieme alla Ship 34, che potrebbe essere la prima Starship con cui verrà tentata la cattura al volo.