Nessuno ha visitato la luna dal 1972. Ma con l'avvento del volo spaziale commerciale, il desiderio dell'uomo di tornare si riaccende e lancia una nuova corsa allo spazio. NASA ha scelto una società privata SpaceX per partecipare a voli spaziali commerciali, ma questa azienda ha anche un proprio programma di esplorazione spaziale.
Per garantire voli verso la Luna e oltre, la NASA e SpaceX stanno sviluppando nuovi razzi ad alta capacità: Starship da SpaceX e Space Launch System dalla NASA.
Ma in cosa differiscono e quale è più potente?
SpaceX Starship
I razzi attraversano diverse fasi per entrare in orbita. Scartando i serbatoi di carburante esaurito durante il volo, il razzo diventa più leggero e quindi più facile da accelerare. Una volta lanciato, il sistema di lancio di SpaceX sarà composto da due fasi: un veicolo di lancio noto come BFR (Big Falcon Rocket) e l'astronave stessa.
Il BFR è alimentato da un motore a razzo Raptor, che brucia una miscela di metano liquido e ossigeno liquido. Il principio di base di un motore a razzo liquido è che due propellenti - un propellente come il cherosene e un ossidante come l'ossigeno liquido - vengono combinati in una camera di combustione e accesi. La fiamma produce gas caldo ad alta pressione, che viene espulso ad alta velocità attraverso l'ugello del motore per creare spinta.
Il razzo fornirà una spinta di 6,6 milioni di kg al momento del lancio, che è circa il doppio di quella dei razzi dell'era Apollo. In cima al BFR c'è l'astronave, che a sua volta è equipaggiata con altri sei motori Raptor e un'ampia baia operativa per ospitare satelliti, compartimenti per l'equipaggio fino a 100 persone e persino serbatoi di carburante aggiuntivi per il rifornimento nello spazio, che è fondamentale per lunghi volo umano interplanetario a lungo termine.
Zorelite è progettato per operare sia nel vuoto dello spazio che nelle atmosfere della Terra e di Marte, utilizzando piccole ali mobili per planare nella zona di atterraggio desiderata.
Una volta sopra l'area di atterraggio, Starship si ribalta in posizione verticale e utilizza i suoi motori Raptor a bordo per la discesa e l'atterraggio. Avrà una spinta sufficiente per staccarsi dalla superficie di Marte o della Luna, superare la gravità più debole di quei mondi e tornare sulla Terra, facendo di nuovo un atterraggio morbido con una spinta. Starship e BFR sono completamente riutilizzabili e l'intero sistema è progettato per sollevare più di 100 tonnellate di carico utile sulla superficie della Luna o di Marte.
Fatti più interessanti su questo veicolo spaziale:
- SpaceX utilizzerà Starship per pulire lo spazio dai detriti
- Volo di prova SpaceX Starship SN8 è considerato un successo, nonostante l'esplosione
Starship sta rapidamente guadagnando slancio. Un recente volo di prova del prototipo Starship, SN8, ha dimostrato con successo il numero di manovre necessarie per eseguire questo lavoro. Sfortunatamente, uno dei motori del Raptor si è guastato e l'SN8 si è schiantato durante l'atterraggio. Un altro volo di prova è previsto nei prossimi giorni.
Sistema di lancio spaziale della NASA
Lo Space Launch System (SLS) della NASA è il razzo più potente che l'agenzia abbia mai usato. L'attuale incarnazione (SLS Unit 1) è alta quasi 100 metri.
Il palco principale della SLS, contenente più di 3,3 milioni di litri di idrogeno liquido e ossigeno liquido (circa una piscina olimpionica e mezza), è alimentato da quattro motori RS-25, tre dei quali sono stati utilizzati sui precedenti Space Shuttle. La loro principale differenza rispetto ai Raptor è che bruciano idrogeno liquido invece del metano.
Il corpo principale del razzo è integrato da due propulsori a razzo solido attaccati ai suoi lati, che forniscono una spinta combinata totale di 3.7 milioni di kg al momento del lancio, circa il 5% in più rispetto al Saturn V al momento del lancio. Questo sistema metterà il veicolo spaziale in orbita terrestre bassa. L'unità booster è progettata per rimuovere il carico utile ad essa collegato - la capsula dell'astronauta - dall'orbita terrestre ed è uno stadio più piccolo a combustibile liquido, alimentato da un singolo motore RL-10 (come sono già utilizzati nei razzi ATLAS e DELTA), che è più piccolo e leggero di RS-25.
Lo Space Launch System invierà sulla luna la capsula dell'equipaggio Orion, che può supportare fino a sei membri dell'equipaggio per 21 giorni, come parte della missione Artemis-1, un compito che gli attuali razzi della NASA non possono attualmente svolgere.
Dovrebbe avere grandi finestre acriliche in modo che i cosmonauti possano osservare il viaggio. Avrà anche un proprio motore e sistema di alimentazione del carburante, nonché unità di propulsione ausiliarie per il ritorno sulla Terra. Le future stazioni spaziali come il Lunar Gateway fungeranno da hub logistico che potrebbe includere il rifornimento di carburante.
Interessante anche sui piani della NASA:
- La NASA ha proposto un piano da 28 miliardi di dollari per riportare gli esseri umani sulla luna entro il 2024
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È improbabile che il palco principale e il veicolo di lancio siano riutilizzabili (cadranno nell'oceano invece di atterrare), quindi il sistema SLS è più costoso sia in termini di materiali che di ambiente. È progettato per essere sviluppato su stadi più grandi in grado di trasportare equipaggio o carico fino a 120 tonnellate, potenzialmente più di Starship.
Molte delle tecnologie utilizzate in SLS sono cosiddette "legacy hardware" perché adattate da missioni precedenti, riducendo i tempi di ricerca e sviluppo. All'inizio di questo mese, un lancio di prova del palco principale SLS è stato interrotto un minuto dopo l'inizio del test di otto minuti a causa di un sospetto guasto di un componente. Non ci sono stati danni significativi e il responsabile del programma SLS John Honeycutt ha dichiarato: "Non credo che avremo grandi modifiche al design".
E il vincitore diventa...
Quindi, quale veicolo spaziale ha maggiori probabilità di far atterrare per primo un equipaggio sulla luna? Artemis 2 dovrebbe essere la prima missione con equipaggio che utilizza SLS per volare sulla Luna e dovrebbe essere lanciata nell'agosto 2023. Sebbene SpaceX non abbia una data specifica per un lancio con equipaggio, sta organizzando #dearmoon, un progetto di turismo spaziale lunare previsto per il 2023. Musk ha anche affermato che una missione con equipaggio su Marte potrebbe aver luogo già nel 2024, anche utilizzando Starship.
In definitiva, è una gara tra un'agenzia che ha anni di test ed esperienza ma è vincolata dalle fluttuazioni dei budget dei contribuenti e dai cambiamenti nelle politiche amministrative, e una società che è relativamente nuova al gioco ma ha già lanciato 109 razzi Falcon 9 con un 98 percento tasso di successo e ha uno speciale flusso di cassa a lungo termine.
Il primo a raggiungere la luna aprirà una nuova era di esplorazione del mondo, che ha ancora un grande valore scientifico.
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