L’Agenzia Spaziale Europea (ESA) ha recentemente firmato un contratto con l’azienda italiana Avio, creatrice del razzo leggero Vega. L’obiettivo è avviare la progettazione di un stadio superiore riutilizzabile, una componente in grado di raggiungere l’orbita, rientrare sulla Terra e decollare nuovamente.
Una sfida più Ardua del recupero di booster
Recuperare e riutilizzare uno stadio superiore è un’impresa che presenta difficoltà maggiori rispetto al semplice recupero dello stadio di accelerazione di un razzo, una capacità che l’industria spaziale europea non ha ancora acquisito. Attualmente, il razzo Falcon 9 di SpaceX rappresenta il riferimento in questo campo, grazie al suo booster recuperabile. Numerose aziende negli Stati Uniti, in Cina e in Europa stanno attivamente cercando di replicare il successo di SpaceX con il Falcon 9 parzialmente riutilizzabile.
Mentre i concorrenti mirano a raggiungere il livello del Falcon 9, SpaceX ha già spostato l’attenzione e i fondi di ricerca e sviluppo su Starship, un gigantesco razzo completamente riutilizzabile, alto oltre 120 metri. Persino SpaceX, supportata dalle risorse di una delle persone più ricche del mondo, ha incontrato notevoli difficoltà nel perfezionare tutte le tecnologie indispensabili per far funzionare Starship. Nonostante ciò, SpaceX sta facendo progressi con Starship, rendendo comprensibile il desiderio di altri costruttori di razzi di emularne l’approccio. Il contratto tra ESA e Avio ne è la dimostrazione più recente.
L’accordo, del valore di 40 milioni di euro, è stato siglato a margine del Congresso Astronautico Internazionale di Sydney. Avio ha dichiarato che l’incarico consiste nel “definire i requisiti, la progettazione del sistema e le tecnologie abilitanti necessarie per sviluppare un dimostratore capace di tornare a Terra in sicurezza e di essere riutilizzato in future missioni”.
Al termine del contratto, della durata di due anni, Avio presenterà un progetto preliminare per lo stadio superiore riutilizzabile e per tutte le infrastrutture di terra necessarie per il suo funzionamento. La revisione preliminare del progetto (PDR) è una fase cruciale nelle fasi iniziali di un progetto aerospaziale e in genere precede di molti anni il completamento. Per fare un esempio, il razzo di punta europeo Ariane 6 ha superato la sua PDR nel 2016, ben otto anni prima del suo lancio inaugurale.
Il concept dello stadio superiore Avio/ESA
Un concept artistico reso pubblico da Avio e ESA offre un primo sguardo al possibile aspetto dello stadio superiore riutilizzabile. Il design del veicolo mostra una notevole somiglianza con il razzo Starship di SpaceX, caratterizzato dalla presenza di quattro alette aerodinamiche montate sia nella parte superiore che in quella inferiore. Questo stadio superiore è progettato per essere montato su un booster che ricorda il razzo Vega a combustibile solido. Al momento, non hanno fornito specifiche precise sulle dimensioni o sulle prestazioni di questo nuovo lanciatore.
Avio non è la prima azienda a svelare un concept che imita in modo così marcato Starship. Lo scorso anno, ad esempio, un nuovo progetto per il razzo super pesante cinese Lunga Marcia 9 è stato presentato a un salone aerospaziale in Cina. Anche questo razzo cinese condivide molte somiglianze con il design di SpaceX, inclusi i flap sullo stadio superiore e l’uso di 30 motori a metano per alimentare il booster del primo stadio.
Toni Tolker-Nielsen, a capo del dipartimento dei trasporti spaziali dell’ESA, ha sottolineato come questo contratto “apra la strada” al futuro a lungo termine dell’Europa nello Spazio:
“Uno stadio superiore è l’ultima parte di un razzo che trasporta il carico utile,” ha affermato in una nota. “Chiamati anche stadi orbitali, questi elementi non sono mai stati riutilizzati finora. L’Europa ha dimostrato la capacità di tutti gli aspetti del lancio di hardware nello spazio e del suo rientro in sicurezza sulla Terra, ma riunire tutto questo in uno stadio superiore completamente riutilizzabile che lanci anche carichi utili potrebbe rappresentare una svolta.”
Sebbene si tratti di una potenziale svolta, la sfida non è semplice. Le entità europee hanno già dovuto affrontare ritardi in un programma meno ambizioso, incentrato su dimostratori per decolli e atterraggi verticali a bassa quota. Questi dimostratori mirano a testare tecnologie simili a quelle usate da SpaceX nei prototipi di booster riutilizzabili lanciati oltre dieci anni fa.
Per il prossimo futuro, il razzo Ariane 6, finanziato dai governi europei, rimarrà il veicolo principale per la maggior parte delle missioni spaziali del continente. Tuttavia, Ariane 6 è un progetto “usa e getta”, con tutto l’hardware che viene scartato dopo ogni volo. Nonostante alcune piccole startup europee stiano esplorando l’idea di booster riutilizzabili, i funzionari dell’ESA hanno già indicato che il prossimo razzo di punta del continente includerà almeno un elemento di riutilizzabilità.
La maggior parte dei leader europei è consapevole che Ariane 6 incontrerà difficoltà a competere commercialmente con SpaceX. Tuttavia, mantenere una capacità di lancio interna è considerato un imperativo strategico fondamentale per la sovranità europea. In altre parole, sono disposti a pagare un costo maggiore per lanciare missioni europee su razzi europei. A lungo termine, però, questa riluttanza ad abbracciare pienamente il riuso rischia di rappresentare uno svantaggio per l’Europa in qualsiasi futura competizione o conflitto geopolitico.
La nuova autonomia di Avio
Avio, un tempo parte della casa automobilistica italiana Fiat, ha recentemente compiuto passi per distaccarsi dal sistema missilistico europeo, cercando una maggiore indipendenza dal consorzio industriale responsabile del razzo Ariane 6. È il fornitore dei propulsori a propellente solido per Ariane 6 ed è l’appaltatore principale del suo razzo più piccolo, il Vega C. Il Vega C utilizza un design a quattro stadi, una configurazione considerata in parte antiquata nella missilistica moderna, ed è in grado di trasportare poco più di due tonnellate di carico utile in orbita.
Avio ha ottenuto l’autorizzazione dell’ESA per iniziare a operare e commercializzare lanci con il proprio razzo Vega. In precedenza, Avio era obbligata a passare per Arianespace, l’azienda francese di Parigi con 45 anni di esperienza che gestisce la commercializzazione della famiglia di razzi Ariane. Giulio Ranzo, CEO, ha dichiarato: “Il nostro obiettivo è fornire soluzioni ad alte prestazioni che consentano una maggiore frequenza di lancio e costi più competitivi per i nostri clienti”.
L’ESA e Avio stanno già collaborando per l’evoluzione del razzo Vega, denominata Vega E. Questo nuovo design prevede la sostituzione dei due stadi superiori del Vega C con un singolo elemento alimentato da un innovativo motore italiano a metano/ossigeno liquido.
Avio, supportata anche da finanziamenti diretti del governo italiano, sta parallelamente sviluppando un motore a metano di maggiori dimensioni, l’MR60. Questo motore potrebbe essere utilizzato in una configurazione a grappolo per alimentare un futuro veicolo di lancio riutilizzabile. Tali motori potrebbero trovare applicazione proprio nello stadio superiore riutilizzabile che ha proposto.
Per maggiori informazioni, visita il sito ufficiale dell’ESA.
