SpaceX vs NASA: chi ci porterà per primo sulla luna? Ecco le differenze tra i loro ultimi razzi

Nessuno ha più visitato la Luna dal 1972. Ma con l’avvento dei voli spaziali, la voglia di ritornarci sta crescendo. La NASA ha selezionato la società privata SpaceX per far parte delle sue operazioni di volo spaziale commerciale, ma l’azienda sta anche perseguendo il proprio programma di esplorazione spaziale.

Per consentire i voli verso la Luna e oltre, sia la NASA che SpaceX stanno sviluppando nuovi razzi per carichi pesanti: la nave spaziale di SpaceX e il sistema di lancio spaziale della NASA.

Ma come si differenziano? Qual è più potente?

Starship

I razzi attraversano più fasi per entrare in orbita. Scartando i serbatoi del combustibile esaurito durante il volo, il razzo diventa più leggero e quindi può accelerare più facilmente. Una volta in funzione, il sistema di lancio di SpaceX sarà composto da due fasi: il veicolo di lancio noto come “BFR” (Big Falcon Rocket) e l’astronave.

BFR è alimentato dal motore a razzo Raptor, che brucia una combinazione di metano liquido e ossigeno liquido. Il principio di base di un motore a razzo a combustibile liquido è che due propellenti, un carburante come il cherosene e un ossidante come l’ossigeno liquido, vengono uniti e accesi in una camera di combustione. La fiamma produce gas caldo ad alta pressione, che viene espulso ad alta velocità attraverso l’ugello del motore per produrre spinta.

Il razzo fornirà 15 milioni di libbre di spinta al lancio, che è circa il doppio dei razzi dell’era Apollo. In cima al BFR si trova l’astronave, a sua volta alimentata da altri sei motori Raptor, e dotata di una grande baia di missione per ospitare satelliti, compartimenti per un massimo di 100 membri dell’equipaggio e persino serbatoi di carburante extra per il rifornimento nello spazio.

L’astronave è progettata per operare sia nel vuoto dello spazio che all’interno delle atmosfere della Terra e di Marte, utilizzando piccole ali mobili per planare verso la zona di atterraggio desiderata.

Una volta superata l’area di atterraggio, l’astronave si ribalta in posizione verticale e utilizza i suoi motori Raptor di bordo per effettuare una discesa e un atterraggio motorizzati. Avrà una spinta sufficiente per sollevarsi dalla superficie di Marte o dalla Luna e tornare sulla Terra, facendo di nuovo un atterraggio morbido. L’astronave e il BFR sono entrambi completamente riutilizzabili e l’intero sistema è progettato per sollevare più di 100 tonnellate di carico utile sulla superficie della Luna o di Marte.

Un recente volo di prova del prototipo di Starship, l’SN8, ha dimostrato con successo una serie di manovre necessarie per far funzionare tutto questo. Sfortunatamente, c’è stato un malfunzionamento in uno dei motori Raptor e l’SN8 si è schiantato all’atterraggio. Un altro volo di prova è previsto nei prossimi giorni.

Il sistema di lancio spaziale della NASA

Lo Space Launch System (SLS) della Nasa è il razzo più potente che l’agenzia abbia mai usato. 

Il core stage SLS, contenente oltre 3,3 milioni di litri di idrogeno liquido e ossigeno liquido (equivalenti a una piscina olimpionica e mezzo), è alimentato da quattro motori RS-25, tre dei quali sono stati utilizzati sul precedente Space Shuttle. La loro principale differenza rispetto ai Raptor è che bruciano idrogeno liquido invece di metano.

Lo stadio centrale del razzo è potenziato da due propulsori a razzo solido, attaccati ai suoi lati, che forniscono una spinta totale combinata di 8,2 milioni di libbre al momento del lancio. Questo solleverà il veicolo spaziale verso l’orbita terrestre bassa. Lo stadio superiore ha lo scopo di sollevare il carico utile collegato e la capsula dell’astronauta fuori dall’orbita terrestre. Si tratta di uno stadio a combustibile liquido più piccolo alimentato da un singolo motore RL-10 (già in uso dai razzi ATLAS e DELTA) che è più piccolo e leggero di l’RS-25.

Lo Space Launch System invierà la capsula dell’equipaggio Orion, che può supportare fino a sei membri dell’equipaggio per 21 giorni, sulla Luna come parte della missione Artemis-1 (un compito che gli attuali razzi NASA non sono attualmente in grado di svolgere).

È progettato per avere grandi finestre in acrilico in modo che gli astronauti possano guardare durante il viaggio. Avrà anche il proprio motore e rifornimento di carburante, nonché sistemi di propulsione secondari per il ritorno sulla Terra. Le future stazioni spaziali, come il Lunar Gateway, fungeranno da hub logistico, che potrebbe includere il rifornimento.

È improbabile che lo stadio centrale e i razzi booster siano riutilizzabili (invece di atterrare cadranno nell’oceano), quindi c’è un costo maggiore con il sistema SLS, sia nei materiali che nell’ambiente. È progettato per evolversi in stadi più grandi in grado di trasportare equipaggio o carico fino a 120 tonnellate, che è potenzialmente più di Starship.

Gran parte della tecnologia utilizzata in SLS è la cosiddetta “apparecchiatura legacy“ in quanto viene adattata dalle missioni precedenti, riducendo i tempi di ricerca e sviluppo. Tuttavia, all’inizio di questo mese, un test fire dello stadio principale SLS è stato interrotto un minuto dopo l’inizio del test, che sarebbe dovuto durare otto minuti, a causa di un sospetto guasto di un componente. 

E il vincitore è…

Quindi quale veicolo spaziale probabilmente raggiungerà e trasporterà un equipaggio sulla luna per primo? Artemis 2 è pianificata come la prima missione con equipaggio che utilizza SLS e dovrebbe essere lanciato nell’agosto 2023. Mentre SpaceX non ha una data specifica pianificata per il lancio con equipaggio. Stanno eseguendo il #dearmoon, un progetto che coinvolge il turismo spaziale lunare previsto per il 2023. E. Musk ha anche dichiarato che potrebbe aver luogo già nel 2024, una missione su Marte con equipaggio, utilizzando anche Starship.

In definitiva si tratta di una competizione tra un’agenzia che ha avuto anni di test ed esperienza ma è limitata da un budget fluttuante dei contribuenti e da modifiche alle politiche amministrative, e una società relativamente nuova ma che ha già lanciato 109 razzi Falcon 9 con un 98% tasso di successo e ha un flusso di cassa a lungo termine.

Fonte: https://phys.org/news/2021-01-spacex-nasa-moon-latest-rockets.html