Articolo del 5 maggio 2023

Dopo una lunga attesa, finalmente il 20 aprile 2023 abbiamo visto un evento storico: il primo volo di Starship e Super Heavy. Nei giorni successivi abbiamo analizzato il lancio, interrogandoci se questo sia stato un successo o un fallimento.

Ora che sono trascorse circa due settimane dal lancio, è il momento di fare il punto della situazione, grazie non solo alle molte informazioni rivelate dallo stesso Elon Musk, ma anche alle immagini che sono state scattate da giornalisti e osservatori al sito di test.

Potremmo assistere a un altro volo entro la fine dell’anno, ma i lavori e i problemi che SpaceX deve portare a termine sono ancora molti. Inoltre, anche a livello burocratico e di permessi, la situazione potrebbe rivelarsi complicata.

Il volo della Ship 24 e del Booster 7 in poche parole

Molte delle informazioni inerenti le prime analisi post lancio arrivano direttamente da Musk, rivelate durante un Twitter Space. Uno degli aggiornamenti più interessanti è il fatto che la sequenza di avviamento dei motori è durata circa 5-6 secondi, poiché il Booster 7 non ha avviato tutti e 33 i Raptor in contemporanea, e solo 30 sono stati accesi veramente.

Dalle parole di Musk emerge che il non utilizzo di 3 Raptor è stata una decisione presa dalla stessa SpaceX, in quanto non in grado di generare la spinta necessaria. L’enorme vettore, alto circa 120 metri, si è così alzato da terra con il numero minimo di motori necessari al volo. In futuro, SpaceX cercherà di dimezzare il tempo di avviamento, che potrebbe avvenire già con il Booster 9, sul quale stanno installando i Raptor in questi giorni.

First fully integrated Starship lifting off for the first time! pic.twitter.com/FlK3Rbgvmi

— SpaceX (@SpaceX) April 20, 2023

A causa del mancato avviamento di 3 motori, il vettore ha subito uno scostamento laterale appena alzatosi dall’Orbital Launch Mount (OLM). Si è trattato di un comportamento non voluto da SpaceX, in quanto può portare a danneggiare gravemente l’OLM. Le fiamme generate dai motori infatti, possono erodere velocemente l’acciaio che protegge i diversi sistemi interni del pad e causare gravi danni. SpaceX quindi dovrà evitare che ciò accada nuovamente.

Dopo 27 secondi dal decollo i controllori di volo hanno perso le comunicazioni con il motore numero 19. È probabile che sia avvenuta un’esplosione, che può aver coinvolto anche l’Hydraulic Power Unit, oltre a distruggere parte dello scudo dei motori.

Dopo 67 secondi anche sul lato opposto, il Booster 7 ha perso parte degli scudi dei Raptor, ma i motori hanno continuato a funzionare correttamente.

A T+85 il Booster 7 perde il Thrust Vector Control (TVC), ovvero la capacità di direzionare la spinta e orientare correttamente il vettore. Successivamente, SpaceX ha deciso di attivare il Flight Termination System (FTS), ma questo non ha funzionato come previsto e non ha distrutto immediatamente i due prototipi. Starship e Super Heavy sono rimasti uniti per 40 secondi dopo l’attivazione del FTS, dimostrando però la robustezza dell’intera struttura.

I lavori al pad di lancio

Abbiamo visto come uno degli elementi maggiormente danneggiati sia stata la base del pad di lancio. I gas ad alta pressione provenienti dai Raptor si sono infiltrati nelle piccole crepe del basamento, andando così a ingrandirle e spaccare il cemento. I diversi frammenti sono poi stati scagliati a centinaia di metri di distanza, colpendo anche i serbatoi della Tank Farm.

Inizialmente il danno sembrava molto grave, ma Musk ha dichiarato che i lavori di riparazione potrebbero essere completati in due mesi. In questi giorni gli operai hanno già quasi completamente riempito la buca scavata dal Super Heavy e presto potrebbero iniziare anche i lavori di modifica e upgrade al pad.

Musk infatti ha affermato che aggiungeranno due piastre di acciaio poste alla base del pad. Tra queste scorrerà acqua, e la piastra superiore sarà forata, in modo tale che l’acqua possa fuoriuscire sia per contrastare la pressione dei gas, che raffreddare l’area circostante. Questo è un elemento che l’azienda aveva già in programma di implementare.

(2/2) Pressurized water will enter the six sections and be released through holes in the top surface. The water will provide a layer on top of the steel that will absorb energy from the 33 Raptor engines. Precise water placement is critical to making this pad rapidly reusable. pic.twitter.com/mt44kHZ3bP

— Ryan Hansen Space (@RyanHansenSpace) May 3, 2023

Sarà inoltre necessario verificare che l’OLM non si sia inclinato, causando futuri problemi per il posizionamento dei prototipi sul pad. Musk ha dichiarato che l’OLM non ha subito grossi danni e che potrà essere riparato velocemente. Se avessero dovuto ricostruirlo avrebbero impiegato circa sei mesi.

SpaceX aveva in programma di modificare e sostituire anche alcuni serbatoi della Tank Farm, aggiungendo nuove coperture di protezione. Tra i serbatoi e la struttura di protezione verrà lasciato uno spazio in cui verrà creato il vuoto, per un migliore isolamento termico.

Alcuni detriti hanno colpito anche Mechazilla, ma questa non sembra avere subito grossi danni. I bracci infatti sono in grado di muoversi correttamente, segno che i meccanismi funzionano correttamente.

Le analisi della Federal Aviation Administration

La procedura standard a seguito di voli di prova come quello del 20 aprile, prevede la sospensione dei permessi di volo e un’analisi dettagliata del lancio. SpaceX e la FAA stanno lavorando proprio su questo, dato che uno dei punti critici direttamente legati al vettore sembrerebbe essere il FTS. L’azienda di Musk potrebbe essere costretta ad apportare diverse modifiche a questo sistema di terminazione del volo, per poi doverlo nuovamente certificare. Dalla Ship 26 in poi, SpaceX ha già prodotto una struttura con alcune variazioni al FTS.

Un’ulteriore indagine riguarderà gli impatti che il lancio ha avuto sull’intera area. Musk ha dichiarato che dalle prime analisi effettuate, sembrerebbe che non ci siano stati danni significati all’ambiente. Ciò che però preoccupa maggiormente è la nube di polvere e particolato sollevato durante il decollo del vettore.

Dalle immagini abbiamo potuto vedere come la nube di polvere si estendesse per centinaia di metri. Successivamente è emerso che parte di questa nube sia giunta fino alla città di Port Isabel, a 10 km dal pad di lancio. Bisognerà quindi valutare se queste polveri possano rappresentare un rischio per la salute sia dell’uomo che per la fauna locale.

Proprio a causa dei possibili impatti negativi che le operazioni di SpaceX possono portare alla vita delle diverse specie animali, alcune organizzazioni non profit ambientaliste hanno citato in giudizio la FAA. Le organizzazioni lamentano il fatto che l’agenzia federale non abbia condotto un Environmental Impact Statement (EIS), ma solo un Environmental Assessment. Quest’ultima è un’indagine meno approfondita dell’EIS e richiede meno tempo, motivo per il quale SpaceX è riuscita a ottenere i permessi di lancio in tempi relativamente brevi.

Attualmente non è certo se queste azioni legali possano o meno rallentare le operazioni di SpaceX in vista di un prossimo lancio entro la fine del 2023.

I prossimi prototipi che voleranno

Musk ha dichiarato con certezza che il prossimo Super Heavy che utilizzeranno sarà il Booster 9, che porta centinaia di novità rispetto al precedente prototipo. La principale riguarda il comparto motori, dove ci sarà l’utilizzo di attuatori elettromeccanici per il movimento. SpaceX ha già effettuato due diversi test di pressurizzazione dei serbatoi utilizzando azoto liquido con il Booster 9, a cui stanno installando i Raptor nella Mega Bay.

È incerto invece il prototipo di Starship che utilizzeranno con questo Super Heavy. Musk non si è sbilanciato, ma osservando come SpaceX ha operato in passato possiamo ipotizzare due diversi approcci.

Il primo prevede il tentativo di eseguire un volo simile a quello che avrebbe dovuto fare la Ship 24, ovvero ammarare al largo delle Hawaii. In questo modo potrebbero fin da subito collaudare le manovre di rientro ad alte velocità e la tenuta dello scudo termico. Per seguire questa strada hanno a disposizione la Ship 25, che ha già superato due test criogenici. È in fase di completamento invece la Ship 28, che attualmente si trova all’interno della High Bay.

High resolution composite image of Ship 27 in the rocket garden today. @NASASpaceflight

Full resolution here ➡️https://t.co/faHX0LbmcE pic.twitter.com/8cfmRL9QSS

— Jack Beyer (@thejackbeyer) April 25, 2023

Le Ship 26 e 27

SpaceX potrebbe anche decidere di seguire un altro approccio, focalizzandosi solamente sulle prime fasi di lancio, puntando all’esecuzione della separazione tra Starship e Super Heavy. Per fare ciò potrebbero utilizzare dei prototipi privi di alcune parti, come scudo termico e ali, non necessari per quelle fasi di volo. In passato abbiamo già osservato SpaceX utilizzare prototipi incompleti, con l’unico scopo di collaudare determinate parti. Ne sono un esempio SN5 e SN6, con i loro brevi voli.

Le Ship 26 e 27 potrebbero servire proprio a tale scopo, permettendo di testare le diverse modifiche apportate alla struttura, oltre a collaudare le fasi iniziali di volo. Questi due prototipi sono alquanto particolari, poiché sono i primi privi di ali e di scudo termico. SpaceX ha già verificato in due diverse prove la tenuta dei serbatoi della Ship 26, mentre la numero 27 ha lasciato l’High Bay solamente il 24 aprile. Entrambi i prototipi ora si trovano al Rocket Garden, dove i tecnici hanno installato i sei motori Raptor sulla Ship 26.

Oltre alle modifiche strutturali che presentano i due prototipi rispetto alle versioni precedenti, S26 e S27 presentano anche un’importante differenza tra loro. Quest’ultima infatti è dotata di PEZ dispenser, ovvero la struttura utilizzata per trasportare gli Starlink V2, con annesso portellone di carico. La struttura inserita all’interno della S27 può contenere un numero maggiore di satelliti rispetto quelle installate sulle versioni precedenti. Il nose cone della S26 invece è vuoto e non vi è nemmeno il portellone per il rilascio degli Starlink.

Questa Starship quindi, potrebbe servire all’azienda di Musk per verificare le manovre di volo che porteranno alla separazione tra i due stadi. Utilizzeranno poi i prototipi successivi per analizzare e studiare il rientro in atmosfera.