La NASA ha selezionato la società privata SpaceX come parte delle sue operazioni di volo spaziale commerciale, ma l’azienda di Elon Musk sta sviluppando il proprio programma di esplorazione spaziale.

Per tornare sulla Luna e conquistare Marte, sia la NASA che SpaceX stanno sviluppando nuovi veicoli in grado di lanciare carichi pesanti: la nave spaziale di SpaceX e il sistema di lancio spaziale della NASA .

SpaceX, tornare sulla Luna e oltre

I vettori spaziali entrano in orbita attraverso diverse fasi. Abbandonando i serbatoi del combustibile esaurito durante il volo, il vettore diventa più leggero e quindi più facile da accelerare. Una volta in funzione, il sistema di lancio di SpaceX sarà composto da due stadi; il primo stadio denominato “SuperHeavy” e il secondo stadio, “Starship”.

Per tornare sulla Luna o esplorare lo spazio profondo occorrono vettori potenti e innovativi e il SuperHeavy lo è.

il SuperHeavy è alimentato da 30 motori a razzo Raptor, che bruciano metano liquido e ossigeno liquido.

Il principio di base di un motore a razzo a combustibile liquido è che due propellenti, un carburante e un ossidante, vengono pompati in una camera di combustione e incendiati. La fiamma produce gas caldo ad alta pressione che viene espulso ad alta velocità attraverso l’ugello del motore per produrre la spinta.

Il SuperHeavy fornirà il doppio della spinta del Saturno V dell’era Apollo. In cima al SuperHeavy troverà posto la Spaceship alimentata a sua volta da sei motori Raptor e dotata di una grande stiva di carico in grado di ospitare satelliti, compartimenti per un massimo di 100 membri di equipaggio e persino serbatoi di carburante extra per il rifornimento nello spazio, fondamentale per il volo umano interplanetario.

La Starship è progettata per operare sia nello spazio che all’interno delle atmosfere della Terra e di Marte o tornare sulla Luna. Grazie a piccole ali mobili potrà planare verso la zona di atterraggio desiderata.

Una volta raggiunta l’area di atterraggio, l’astronave si ribalterà in posizione verticale e utilizzerà i Raptor per rallentare la discesa ed effettuare un atterraggio morbido controllato, in modo simile a come atterrano i razzi recuperabili Falcon 9. 

La Starship sarà in grado di generare una spinta sufficiente per decollare dalla superficie di Marte o dalla Luna, vincendo la debole gravità di questi mondi, e potrà tornare sulla Terra, effettuando un atterraggio morbido. La Starship e il SuperHeavy sono entrambi completamente riutilizzabili e l’intero sistema è progettato per sollevare più di 100 tonnellate di carico utile.

Starship sta maturando rapidamente. Un recente volo di prova del prototipo SN8, ha dimostrato con successo diverse manovre necessarie al rientro controllato e al decollo. Sfortunatamente un malfunzionamento in uno dei motori Raptor ha portato allo schianto del prototipo.

Ma SpaceX vuole tornare sulla Luna e conquistare Marte e un nuovo prototipo SN9 effettuerà proprio in questi giorni il suo primo volo suborbitale.

NASA, tornare sulla Luna e oltre

Lo Space Launch System (SLS) della Nasa prenderà simbolicamente il posto del Saturn V per tornare sulla Luna. Sarà il razzo più potente che l’agenzia abbia mai utilizzato. Il blocco 1 di SLS è alto quasi 100 metri.

Il core stage SLS, che contiene oltre 3,3 milioni di litri di idrogeno liquido e ossigeno liquido, è alimentato da quattro motori RS-25, tre dei quali sono stati utilizzati sullo Space Shuttle. 

Lo stadio centrale sarà potenziato da due booster attaccati ai suoi lati, che forniranno una spinta totale combinata di più di 4 milioni di Kg.  Lo stadio principale solleverà il veicolo spaziale verso l’orbita terrestre bassa. Lo stadio superiore solleverà il carico utile e la capsula che ospita gli astronauti, fuori dall’orbita terrestre e sarà uno stadio a combustibile liquido più piccolo alimentato da un singolo motore RL-10.

Lo Space Launch System permetterà alla capsula dell’equipaggio Orion di arrivare sulla Luna. La Orion potrà ospitare un massimo di sei membri di equipaggio per 21 giorni come parte della programma Artemis.

La Orion avrà grandi finestre di osservazione e sarà dotata di un motore, serbatoi di carburante e di sistemi di propulsione secondari per rientrare sulla Terra. Le future stazioni spaziali, come il Lunar Gateway, fungeranno da hub logistico, che potrebbe contenere il rifornimento.

Lo stadio centrale e i booster non saranno riutilizzabili, quindi il sistema SLS sarà molto costoso.. È progettato per evolversi in stadi più grandi in grado di trasportare equipaggio o carico fino a 120 tonnellate.

Gran parte della tecnologia utilizzata da SLS viene adattata da missioni precedenti, riducendo i tempi di ricerca e sviluppo. Tuttavia, all’inizio di questo mese, un test static fire dello stadio principale è stato interrotto un minuto dopo l’inizio a causa del guasto di un componente. Non si sono verificati tuttavia danni significativi.

NASA Vs SpaceX

Quindi quale veicolo spaziale tornerà sulla Luna trasportando un equipaggio per primo? 

Artemis 2 sarà la prima missione con equipaggio che SLS lancerà sulla Luna nell’agosto 2023, se i tempi previsti verranno rispettati.

Mentre SpaceX non ha deciso una data specifica per il lancio con equipaggio, ma #dearmoon, un viaggio turistico spaziale circumlunare è stato annunciato per il 2023. Musk ha anche dichiarato che una missione marziana con equipaggio potrebbe aver luogo già nel 2024 o nel 2026, utilizzando la Starship.

In definitiva si tratta di una competizione tra un’agenzia che ha avuto anni di test ed esperienza ma è limitata dalle politiche amministrative, e una società relativamente nuova ma che ha già lanciato 109 razzi Falcon 9 con un 98% tasso di successo.

Tornare sulla Luna sarà importante come primo passo di una nuova era di esplorazione di un mondo che ha ancora molto valore scientifico e, si prevede, un ancora più grande valore economico.