Dopo essere stati per 50 anni orfani di un razzo della classe e della potenza del Saturn V, quello che portò le missioni Apollo sulla Luna fra il 1969 e il ‘72, ora ne avremo addirittura due: da un lato, lo Space Launch System (Sls), costruito da un consorzio di grandi industrie aerospaziali americane (Boeing, Northrop Grumman e Aerojet Rocketdyne) per conto della Nasa, per riportare uomini e (per la prima volta) donne sulla Luna nell’abito del programma Artemis. Dall’altro Starship, costruito da SpaceX, che oltre a costituire il lander di Artemis, cioè il mezzo che effettivamente consentirà l’allunaggio, permetterà la realizzazione dei sogni di Elon Musk. Il suo lancio di prova è previsto entro il 1 febbraio del 2023.
I due sistemi avranno capacità simili, ma la filosofia che ha guidato la loro realizzazione è radicalmente diversa. Tutto si gioca sul concetto di riutilizzo, che la Nasa aveva spinto per prima con il programma Space Shuttle, nella speranza di abbassare i costi della messa in orbita di materiale. Purtroppo, però, il programma, oggettivamente complesso, non aveva mantenuto le promesse e si era rivelato un fallimento dal punto di vista economico: se si considera quanto sia costato portare in orbita bassa un chilogrammo di materiale in funzione dei diversi lanciatori utilizzati dall’inizio dell’era spaziale a oggi, lo Shuttle è il mezzo più caro.
Lo Space Launch System
Con queste premesse, non sorprende la Nasa abbia deciso di abbandonare la strada del riutilizzo e optato per lo sviluppo di un lanciatore usa e getta della classe del Saturn V che, tutto sommato, aveva un rapporto costi benefici migliore di quello dello Shuttle. Così, nel 2011, è nata l’idea dello Space Launch System, pesantemente basato sull’eredità della navetta spaziale, della quale utilizza diversi componenti chiave. Con il senno di poi, è evidente che lo schema dello Sls è stato pensato più per conservare i posti di lavoro delle grandi industrie spaziali americane (penalizzate dal pensionamento dello Shuttle) che per essere un lanciatore innovativo. Istruttivo il paragone con il Saturn V: il razzo delle Apollo venne sviluppato in sei anni e poteva portare 140 tonnellate in orbita bassa, contro le 95 dello Space Launch System, che però ha richiesto 11 anni per diventare realtà.
La differenza nella tempistica è forse da ricercare nel livello di finanziamento, visto che lo sviluppo del Saturn V è costato più del doppio di quello dello Sls. L’Ispettore generale della Nasa (Oig) dice che il solo lancio costa 2,2 miliardi di dollari mentre tutta la missione, Artemis 1, si aggira sui 4,1 miliardi, incluso il contributo europeo di circa 300 milioni. Ancora una volta, è illuminante il raffronto con il Saturn V: il costo della missione Apollo 11, corretto per l’inflazione, si aggirava intorno a 1,5 miliardi di dollari. Mezzo secolo di sviluppo tecnologico non sembra avere prodotto alcun risparmio.
L’unico componente della missione Artemis che verrà recuperato e riutilizzato è la capsula Orion (del valore di circa 1 miliardo); tutto il resto andrà perduto, cosa che fa schizzare i prezzi del lancio per unità di massa a valori di poco inferiori a quelli dello Space Shuttle.
Lo Starship di Elon Musk
Starship, al contrario, è stato concepito per essere interamente riutilizzabile: il primo stadio, esaurito il suo compito, dovrebbe tornare con precisione alla torre di lancio, dove due bracci meccanici lo riacchiapperanno per permetterne il riutilizzo in tempi molto contenuti. La capsula Starship, montata sopra il lanciatore, è progettata per appoggiarsi sulla superficie, della Luna come di Marte, e poi ripartire e tornare alla base terrestre. Se Elon Musk riuscirà nel suo intento, Starship è destinato a essere un game changer, perché potrà ulteriormente ridurre il costo della messa in orbita.
Mentre i razzi classici, quelli usa e getta per intenderci, hanno un costo medio variabile fra 10mila e 60mila dollari per chilogrammo di carico (i più cari sono lo Shuttle e lo Sls, mentre il Saturn V è nella parte più bassa), il Falcon 9 di SpaceX, grazie al riutilizzo del primo stadio, ha ridotto il prezzo a 2.600 dollari. Un salto notevole, ma ancora insufficiente per il visionario Musk, convinto che Starship riuscirà ad abbassare il costo della messa in orbita di un chilogrammo addirittura a dieci dollari.
C’è poi da considerare la frequenza dei lanci: mentre la Nasa non si può permettere di far partire più di una missione Artemis all’anno, SpaceX punta a lanciare, recuperare e rilanciare con ritmo settimanale. In questa ottica, gli sforzi dell’ente spaziale statunitense, che spera di dimezzare il costo del lancio nella negoziazione di un nuovo contratto con Boeing e Northrop Grumman, mostrano i limiti della visione classica contro l’innovazione disruptive. Dimezzare un prezzo che oggi è stimato intorno a 58mila dollari per chilo non farà certo concorrenza al vettore di Musk, tanto che è ancora l’Ispettore generale Nasa a suggerire all’agenzia di monitorare i progressi del settore privato prima di sottoscrivere nuove commesse.
Il confronto
Considerando i lanciatori della classe ‘pesante’, Starship vince anche per le sue dimensioni. L’ogiva, dove alloggiare eventuali strumenti, ha un diametro di nove metri contro i cinque di Sls. Detto altrimenti, Starship avrebbe potuto trasportare lo specchio del James Webb Space Telescope senza richiedere i complicati ripiegamenti resi invece necessari per l’integrazione nell’ogiva del vettore Ariane 5 (cinque metri di diametro).
Viene da chiedersi se ci saranno abbastanza clienti per questo parossismo di lanci. Considerando il successo del Falcon 9, però, è difficile credere sia questa la preoccupazione di Musk, che ha già rivoluzionato il panorama spaziale arrivando a effettuare sei lanci al mese. SpaceX ha già dimostrato che, quando un servizio viene offerto a un prezzo ragionevole, i clienti fanno la fila, complice anche la crisi internazionale che ha cancellato la possibilità di sfruttare i vettori russi Soyuz.
Musk ha per di più la forza di essere un grande cliente di se stesso, visto che buona parte dei suoi lanci è dedicata a popolare la costellazione Starlink. Moltiplicare le possibilità di lancio farà senz’altro crescere la space economy, ma avrà, purtroppo, anche ripercussioni negative, perché porterà a un maggiore affollamento delle orbite circumterrestri, aumentando il rischio di collisioni con effetti a catena catastrofici.
Per il bene di tutti, ci si augura che il problema non venga sottovalutato. Al giorno d’oggi, la vita sulla Terra dipende dalla flotta di satelliti che lavorano (auspicabilmente in sicurezza) sopra le nostre teste.
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