Articolo del 5 agosto 2023

SpaceX ha compiuto un altro importante progresso verso il secondo lancio di Starship, collaudando il Booster 9 ma soprattutto il nuovo Water Deluge System. Questo sistema dovrebbe proteggere la base del pad dal calore e dalla pressione dei 33 motori del Super Heavy, evitando di creare un nuovo cratere.

Luglio è stato un mese in cui abbiamo visto lo spostamento di diversi prototipi a Starbase, anche grazie all’utilizzo sempre più intenso del nuovo sito di Massey. Qui avvengono i primi collaudi strutturali delle nuove Starship e Super Heavy, oltre ai piccoli prototipi utilizzati per verificare il comportamento di specifici componenti.

Negli scorsi giorni abbiamo anche dovuto dire addio alla SN15, attualmente l’unica Starship sopravvissuta a un volo, avvenuto a maggio 2021. SpaceX aveva tenuto SN15 in esposizione da allora, facendo crede che sarebbe rimasta lì ancora per molto tempo. Il 25 luglio invece, gli operai hanno iniziato i lavori di smantellamento.

Ecco le ultime novità legate al progetto di SpaceX in questo nuovo articolo della rubrica “I progressi di Starship”.

I primi collaudi del Water Deluge System

Una volta completati i lavori per ripristinare le fondamenta del pad di lancio, il 5 luglio gli operai hanno trasportato sotto l’Orbital Launch Mount (OLM) la prima grande componente in acciaio del Water Deluge System (WDS). È proprio dai fori presenti sulla superficie di questa struttura che fuoriesce l’acqua ad alta pressione. Nei giorni successivi, hanno installato anche le altre componenti del WDS, nelle quali sono presenti le tubazioni che portano l’acqua dai serbatoi fino al pad.

Sono seguiti poi giorni in cui hanno dovuto spurgare le diverse condutture, per poi iniziare a effettuare i primi collaudi. Il 17 luglio è avvenuto il primo test del WDS, non sfruttando però le piene prestazioni del sistema. È stata una preparazione per la prova avvenuta il 28 luglio, in cui SpaceX ha attivato il WDS a piena potenza. Successivamente, hanno rilasciato anche un video in cui è possibile vedere al rallentatore l’attivazione del sistema ad acqua, che SpaceX chiama “flame deflector”.

Additional view of Starship flame deflector test pic.twitter.com/fOLVfAZVZ2

— SpaceX (@SpaceX) July 28, 2023

Da queste immagini è possibile notare come siano disposti i fori sulla lastra di acciaio e la direzione dei getti d’acqua. Nella parte esterna, i gruppi di fori formano 20 cerchi disposti come i 20 Raptor dell’anello esterno  del Super Heavy.

La parte centrale invece, presenta una disposizione dei fori differente. I getti d’acqua di questa sezione devono contrastare i gas di scarico dei 13 Raptor più interni e la direzione dei diversi flussi di acqua è orientata dal centro verso l’esterno.

Ciò è stato fatto per due motivi: disperdere le fiamme e i gas di scarico, ed evitare che l’acqua raggiunga i motori del booster, andando quindi a compromettere il loro avviamento.

Prototipi sparsi per Starbase

Il test del 28 luglio del WDS è avvenuto mentre sul pad si trovava il Booster 9, che ha raggiunto il sito di test il 20 luglio, quando Mechazilla ha utilizzato i suoi bracci per sollevarlo e collocarlo sul’OLM. Il 23 luglio, SpaceX ha riempito completamente i serbatoi del prototipo, mantenendolo così per circa due ore. Trattandosi del primo utilizzo dei sistemi di rifornimento dopo il lancio del 20 aprile, è probabile che questo test sia servito per collaudare sia le riparazioni ai sistemi di terra che il booster.

I maggiori movimenti si sono visti a Massey, con l’arrivo in questo sito sia del Booster 10 che della Ship 28, per il collaudo dei serbatoi utilizzando azoto liquido. Questa dovrebbe essere la futura coppia che SpaceX farà volare, dopo il Booster 9 e la Ship 25.

Sebbene il Booster 10 sia molto simile al suo predecessore, la Ship 28 porta con sé un’importante novità: monterà i Raptor con attuatori elettromeccanici. Al momento, solamente il Booster 9 è dotato di questa tipologia di motori, mentre la Ship 25 utilizza ancora un sistema idraulico per il movimento dei Raptor. In un’immagine rilasciata da Musk della Ship 25 è possibile notare, a destra, proprio l’Hydraulic Power Hunit. Nel testo che accompagna la foto, Musk ha lasciato intendere che in futuro il piano di SpaceX è quello di aggiungere alla Starship altri tre Raptor ottimizzati per il vuoto, portando il totale a 9.

A Massey è poi arrivato un altro importante prototipo, necessario per collaudare il nuovo anello che servirà per eseguire l’hot staging.

Un anello sotto stress

I tecnici hanno installato il nuovo elemento su un particolare prototipo, la cui base è costituita da una sezione superiore di un Super Heavy, mentre in alto vi è la base di una Starship. Tra queste due sezioni vi è proprio l’anello in acciaio utilizzato per rendere possibile l’hot staging.

Siccome la Starship dovrà avviare i suoi motori mentre sarà ancora collegata al Super Heavy, è necessario aggiungere un anello per far fuoriuscire i gas di scarico. Con il nuovo prototipo giunto a Massey, SpaceX vuole eseguire alcuni test strutturali per verificare la resistenza proprio dell’anello traforato.

New Hot Staging test section rolled out today. Label on it says “Hot Stage Load Head”.

7/30/23https://t.co/qn7TnVyZhR@elonmusk @SpaceX pic.twitter.com/WvzgIgAi9q

— Starship Gazer (@StarshipGazer) July 30, 2023

Il collaudo avviene collocando in cima al prototipo una particolare struttura alla quale poi vengono collegati delle funi. Mettendole in tensione, sono in grado di simulare le forze che agiranno sull’anello durante il lancio, verificando quindi i carichi che è in grado di sopportare. È anche possibile che arrivino a eseguire un test a rottura, in modo da conoscere i carichi massimi e il tipo di danni che potrebbe subire.

SpaceX ha deciso di modificare la manovra di separazione tra stadi in corso d’opera, dovendo quindi progettare un nuovo elemento ad hoc. Durante i test a Massey non è da escludere la possibilità che emergano delle problematiche e che SpaceX debba escogitare nuove soluzioni. Per avere delle indicazioni sulle tempistiche del prossimo lancio, sarà quindi importante osservare cosa accade a Massey. Trovato il design adeguato per l’anello dell’hot staging, questo dovrà poi essere realizzato e montato sul Booster 9 al sito di costruzione.

Il Booster 9 inizia a utilizzare i suoi Raptor

Le prove che SpaceX deve superare prima di un nuovo lancio sono ancora molte e richiedono tempo per essere completate. La Ship 25 ha già eseguito con successo uno static fire test avviando tutti e 6 i Raptor, quindi per SpaceX questo potrebbe essere sufficiente. Il Booster 9 invece, è ancora nella fase iniziale della sua campagna di prove.

Attualmente il Super Heavy ha superato tre test di pressurizzazione a temperature criogeniche mentre il 4 agosto ha utilizzato per la prima volta i suoi motori per uno spin prime test, avviando solamente le turbopompe dei motori, mentre la loro accensione è prevista nei prossimi giorni. Come accaduto con il Booster 7, è possibile che eseguano più static fire test, aumentando di volta in volta il numero di Raptor.

Oltre a verificare il funzionamento di Starship e Super Heavy, SpaceX deve essere certa che il WDS possa resistere al lancio, e per questo hanno bisogno di effettuare molti voli per poter migliorare di nuovo Starship e Super Heavy, e ulteriori danni alle infrastrutture di terra rischierebbero di allungare di volta in volta le tempistiche.

C’è la possibilità quindi che assisteremo a ulteriori prove del WDS nel corso delle prossime settimane, anche senza l’accensione dei Raptor del Booster 9. Sarà poi importante verificare anche il corretto sincronismo tra WDS e avviamento dei motori.

Quando potremmo assistere a un nuovo lancio ?

In virtù delle operazioni che SpaceX deve ancora svolgere, è difficile che un lancio possa avvenire prima dell’inizio di settembre. Se non dovessero emergere grossi problemi, SpaceX potrebbe puntare al lancio verso la metà di settembre. Ci saranno però diversi segnali che preannunceranno l’avvicinarsi di questo nuovo tentativo.

Tra questi, il ritorno del Booster 9 al pad dopo l’installazione del nuovo anello e, successivamente, un Wet Dress Rehearsal. Con questa prova, SpaceX simulerà tutte le operazioni che porteranno al decollo, arrivando a pochi secondi dall’avviamento dei motori. Saranno poi necessari almeno tre giorni per rifornire nuovamente i serbatoi di terra con ossigeno, metano e azoto, per poter poi tentare il lancio.

Quando la Ship 25 sarà posizionata sul Booster 9 inoltre, SpaceX dovrà verificare il corretto funzionamento del Quick Disconnect Arm (QDA), dopo le modifiche apportare. La Starship si troverà più in alto a causa del nuovo anello, quindi hanno dovuto modificare i bracci del QDA per farlo combaciare con i bocchettoni della Starship.

Rimane poi l’incognita dei permessi di lancio da parte della FAA, di cui non si hanno informazioni. A seguito del lancio del 20 aprile, sono iniziate le analisi del volo e dell’impatto ambientale, dovuto all’esplosione e ai detriti scagliati anche a kilometri di distanza.

SpaceX inoltre, ha dovuto apportare alcune modifiche al Flight Termination System (FTS), le cariche esplosive che hanno il compito di distruggere il vettore. Questo infatti non aveva funzionato correttamente, impiegando più del previsto per interrompere il volo del Booster 7 e della Ship 24. Modifiche al FTS devono essere certificare prima di poter ricevere nuovi permessi di volo.