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SpaceX, Esa e la joint venture Airbus-Safran

Di Marcello Spagnulo
In In Evidenza
28/06/2014
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Nel 2020 la SpaceX di Elon Musk avrà tre basi spaziali negli Usa, da cui potrà eseguire sino a 20 o 30 lanci all’anno, mentre l’Esa, se non sarà “commissariata” prima dalla nuova joint venture Airbus-Safran, forse starà ancora decidendo se dotare l’Ariane 6.1 con propulsione criogenica o solida. Uno dei nodi da discutere a fine anno in occasione della Ministeriale Esa

La Nasa e le altre agenzie spaziali nel mondo, l’Europea Esa in primis, spendono e pianificano ogni anno ingenti fondi per la Ricerca e Sviluppo nella propulsione spaziale e nei sistemi di lancio, con la convinzione che la riduzione dei costi del cosiddetto “accesso allo spazio” sia l’elemento fondamentale per il futuro delle operazioni spaziali, governative e commerciali. Le agenzie spaziali europee cercano anche partner del settore privato nel tentativo di incrementare i loro bilanci in riduzione, ma sinora non si sono visti passi in avanti in questo senso e l’industria europea dei lanciatori resta sostanzialmente a carico dei Governi con le industrie private che da un lato beneficiano di tali investimenti e da un altro ricevono, sempre dai Governi, sussidi per il mantenimento della competitività commerciale. Nel settore del trasporto spaziale i veri rilevanti progressi osservati negli ultimi anni sono stati realizzati solo dall’azienda privata americana SpaceX, che sta oggettivamente cambiando le regole del gioco a livello mondiale. Anzi si potrebbe dire che la società del multimiliardario Elon Musk, l’ideatore di PayPal, si diverte a “infrangere” quelle regole che dagli anni ‘80 a oggi sono state il terreno di gioco nel settore dei lanciatori. Elon Musk spinto da un suo personale sogno giovanile ha fondato nel 2002 la Space Exploration Technologies (SpaceX), e da buon ingegnere ha saputo definire i problemi e trovare delle soluzioni. Ha progettato e realizzato la famiglia dei lanciatori Falcon usando tecnologie strutturali e propulsive consolidate, ha razionalizzato la produzione in un solo sito e ha quindi costruito un veicolo di lancio sostanzialmente “disottimizzato” per le varie tipologie di missioni spaziali. Il lanciatore Falcon è però efficiente, robusto (i nove motori del primo stadio assicurano la propulsione anche se un motore si guasta in volo), potente e con avanzatissimo livello di “informatizzazione” in grado di compensare le performance non ottimizzate. Poiché Elon Musk, e la sua SpaceX, non devono rispondere a nessun governo o agenzia spaziale, egli si è proiettato nel mercato dei lanci Nasa per la Stazione Spaziale, al fine di consolidare il proprio budget di medio-lungo periodo, e poi con notevole slancio si sta affermando anche nel mercato commerciale. Un business da oltre 5 miliardi di $ l’anno che per lungo tempo era stato appannaggio di europei e russi, e che da due anni vede invece una costante ripresa da parte dei fornitori statunitensi, cioè del Falcon 9, passati da uno share di mercato del 30% nel 2010 a 45% nel 2013. C’è di che destabilizzare più di un sistema e certamente quello europeo del lanciatore Ariane, oltre 12.000 addetti nel nostro continente, è a rischio, e deve ristrutturarsi con urgenza per far fronte a una concorrenza di questo tipo. La Francia l’ha capito bene, non da ora, ed ecco che il 16 giugno scorso il Presidente francese Hollande ha ospitato all’Eliseo in vertici delle due aziende principali dei lanciatori europei, Airbus Defence & Space e Safran, che hanno annunciato di voler creare una società comune per progettare e costruire il nuovo Ariane 6 in tre o quattro stabilimenti europei (e non i venticinque attualmente usati per Ariane 5). Buttato, molto probabilmente, alle ortiche l’attuale progetto dell’Esa, e del Cnes, di un Ariane 6 tutto, o quasi, a propulsione solida, la nuova società si propone di “remettre les pendules à l’heure” come dicono a Parigi, cioè azzerare le lancette e rivoluzionare il settore dei lanciatori in Europa. “Effetto Elon Musk” si potrebbe dire parafrasando il regista francese Truffaut di “Effetto notte”, film che quando nel 1973 uscì in Francia si chiamava….“la nuit americaine”, la notte americana. Di certo il quarantaduenne miliardario sta con vigore destabilizzando il sistema di casa propria, dove i due incuments Boeing e Lockheed Martin con la loro Joint Venture ULA, United Launch Alliance, che usa i due lanciatori Atlas 5 e Delta 4, si sono spartiti fino ad ora il lucroso mercato dei lanci militari USA, che in media vale da 300 a 400 milioni di $ a lancio. Oggi Musk dichiara al Pentagono di poter offrire un servizio di lancio quattro volte meno caro di quello della ULA, la quale peraltro utilizza motori russi sull’Atlas 5 che Putin sta minacciando di non fornire più agli USA. Ma Elon Musk non si è fermato qui. La sua idea geniale non è stata quella di spingere la ricerca per l’innovazione tecnologica dei motori o delle aerostrutture del suo veicolo di lancio, bensì nell’applicare nuove tecnologie per rendere il sistema riutilizzabile. La SpaceX sta, infatti, realizzando un primo stadio, nove motori sul Falcon 9 e ben 27 motori sul Falcon 9 Heavy, con quattro “gambe” retrattili. In questo modo il primo stadio, una volta decollato ed esaurito il propellente, utilizza un proprio sistema avionico e propulsivo per rientrare a terra, dispiega le quattro gambe retrattili e si posa sul suolo, dove è recuperato, controllato e poi impiegato di nuovo. Probabilmente questo tipo di riutilizzo ha un suo valore economico, in fondo i voli spaziali sono dei lanci dove l’hardware è interamente “a perdere”; metaforicamente è come se dopo un volo Roma-New York l’Alitalia buttasse via i due motori del Boeing 777 e ne acquistasse due nuovi ogni volta. È pur vero che la riutilizzabilità non è un “Santo Graal” gratuito. Quando il primo stadio del Falcon 9 deve rientrare a terra usa una quantità del proprio combustibile che non ha usato per la spinta del satellite in orbita, ed inoltre si porta “addosso” tutto l’armamentario avionico e strutturale necessario ad atterrare. Pertanto al di là del vantaggio economico, che si concretizzerà probabilmente tra un po’ di anni, il razionale adottato da un genio visionario come Elon Musk deve forse farci riflettere su qualcos’altro. Sul fatto che i lanciatori, da sempre il focus principale delle agenzie spaziali per la riduzione dei costi, si potranno rendere un po’ più a buon mercato magari con la stampa 3-D o con altre tecniche di fabbricazione avanzata, oppure con una razionalizzazione dei processi produttivi o di acquisizione. Ma la maggior parte del loro “rendimento”, cioè la propulsione chimica dei motori, è stato ormai già “spremuto” negli ultimi 60 anni. Pensiamo invece alla famosa “Legge di Moore”, ideata da Gordon Moore co-fondatore dell’Intel Corporation e certamente ben conosciuta da un informatico come Elon Musk, secondo cui “il numero di transistor che possono essere infilati in circuiti integrati raddoppia ogni 18/24 mesi”. Sappiamo bene però che la missilistica non è, purtroppo, come l’elettronica. Nella missilistica ci sono due parametri paragonabili al numero di transistor per unità di superficie: l’impulso specifico e il rapporto di massa strutturale. Sono questi due parametri che fondamentalmente determinano il costo di lancio nello spazio. Il fatto incontrovertibile, di cui ci si dovrebbe fare una ragione in Europa, è che abbiamo già raggiunto il 98% dei limiti delle leggi fisiche per i due suddetti parametri. Elon Musk l’ha capito bene, quindi monta quattro “gambe” retrattili sul primo stadio del suo Falcon 9 per recuperarlo e ritornare in volo senza gettar via hardware costoso quale i motori. Nel 2020 la SpaceX avrà tre basi spaziali negli Usa, a Cape Canaveral, a Vandemberg e nel sud del Texas, da cui potrà eseguire sino a 20 o 30 lanci all’anno, mentre l’Agenzia Spaziale Europea, se non sarà “commissariata” prima dalla nuova entità industriale che si sta profilando in Francia, forse starà ancora decidendo se dotare l’Ariane 6.1 con propulsione criogenica o solida. Polemiche a parte se l’Europa vuole restare nel gioco “spaziale” che conta, il punto non è se con l’Ariane 5 o con l’Ariane 6. Il lancio spaziale è e resterà un fattore importante ma nel medio-lungo termine sarà la legge di Moore a guidare le realizzazioni spaziali conducendoci verso lanciatori più “smart” ma soprattutto verso satelliti sempre più piccoli ma efficienti. Si tratterà di satelliti capaci di operare in piccole o grandi costellazioni sostituendo il singolo satellite oggi messo in orbita sui più grandi veicoli di lancio esistenti. Si pensi ad esempio alla flotta di “migliaia di small satellites” in grado di fornire connettività a banda larga in tutto il mondo, cui sta pensando oggi Google. Negli anni ’90 Bill Gates alla Microsoft aveva immaginato il progetto Teledesic, una costellazione di centinaia di satelliti per la banda larga ovunque; un progetto che non si materializzò allora. Forse però oggi è arrivato il momento. Prima di imbatterci nei limiti fondamentali della meccanica quantistica o del principio d’indeterminazione, abbiamo ancora molte frecce nel nostro arco se ci focalizziamo sulla Legge di Moore invece che sul progettare nuovi veicoli di lancio nati già vecchi.

 

 

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