Studio ESA: un razzo spaziale di grandi dimensioni è ''possibile in linea di principio''

Solo qualche giorno fa avevamo riportato di come l'ESA stesse proseguendo lo sviluppo del prototipo di un vettore riutilizzabile chiamato Themis, mentre giungeva la notizia del posticipo della seconda missione di Ariane 6 (la prima operativa) al 2025. L'agenzia spaziale europea avrà quindi, in questo 2024, una cadenza di lancio inferiore a quella che SpaceX realizza in una settimana. Questa "crisi dei vettori europei" ha aperto scenari interessanti per il futuro con alcune società che potrebbero affiancarsi ad ArianeGroup nel fornire nuovi razzi spaziali.

In un articolo pubblicato dalla stessa agenzia spaziale europea viene reso noto che lo studio PROTEIN (nome che nasconde il significato di euroPean Reusable and cOsT Effective heavy lIft transport investigatioN), pensato per incoraggiare aziende europee a fornire soluzioni per incrementare la cadenza di lancio e arrivare a portare in orbita 100 volte più carichi utili di quanto sia possibile oggi (per l'Europa) ha portato alla conclusione che realizzare un vettore pesante riutilizzabile sia "possibile in linea di principio".

In particolare si puntava sulla possibilità di inviare carichi utili di grande massa in orbita mantenendo al contempo i costi bassi e garantendo l'impatto ambientale ridotto. Due società sono quindi state selezionate per sviluppare ulteriormente le loro idee. Oltre alla ben nota ArianeGroup si è affiancata Rocket Factory Augsburg, conosciuta anche come RFA.

ESA: un razzo spaziale pesante per il futuro? Possibile, ma non sarà semplice

I casi d'uso scelti dall'ESA (utilizzati a scopo indicativo) sono il lancio di un sistema per sfruttare l'energia solare e un data center. Entrambi questi carichi utili potrebbero effettivamente essere dei progetti che saranno sviluppati in futuro e che richiederanno razzi spaziali pesanti.

Come si legge nel comunicato "lo studio ha concluso che lo sviluppo di un tale razzo entro il prossimo decennio sarebbe possibile in linea di principio e nelle giuste condizioni, ma sarebbe difficile e richiederebbe l'avvio immediato di ulteriori sviluppi e test tecnologici, e di considerare tutti gli aspetti come la la gestione del propellente, le infrastrutture, i finanziamenti e i gli aspetti legali".

Tra le caratteristiche fondamentali di questi ipotetici vettori futuri ci sarà almeno la semi-riusabilità e utilizzare propellente liquido come metano o idrogeno. L'ESA sta spingendo per la realizzazione di un propulsore con spinta elevata attraverso il progetto Thrust!.

ArianeGroup ha proposto un razzo spaziale a due stadi nel quale entrambi sarebbero riutilizzabili (come Space Starship). Entrambi gli stadi utilizzerebbero metano/ossigeno e ritornerebbero al sito di lancio. Il secondo stadio sarebbe basato sul concept SUSIE.

I motori beneficerebbero degli sviluppi del propulsore Prometheus di Themis e si pensa a poter riutilizzare il vettore 50 volte. In linea teorica questo vettore potrebbe portare 100 tonnellate in orbita bassa terrestre, puntando a 100 lanci all'anno da 3 o 4 pad di lancio differenti. Ci sarebbe anche una versione parzialmente riutilizzabile, con lo stadio superiore che non verrebbe recuperato semplificando il progetto.

Rocket Factory Augsburg (RFA) invece ha pensato a una variante a due stadi di un vettore pesante (TSTO) o a una versione a tre stadi (3STO). In entrambi i casi il diametro sarà di 7 metri con un'altezza variabile di 130 metri o 140 metri e un peso di 2500 tonnellate o 2600 tonnellate. A differenza di ArianeGroup che non prevede l'utilizzo di droneship, RFA indica sia il ritorno al sito di lancio per il primo stadio (lanciando però un carico utile inferiore pari a 70 tonnellate o 90 tonnellate) oppure sfruttare una droneship toccando così le 100 tonnellate o 115 tonnellate in LEO a 450 km. La stima della cadenza parla di 140 lanci o 100 lanci tornando al sito di lancio o 100 lanci o 80 lanci se si utilizza la droneship.

Anche RFA ha ipotizzato di utilizzare propulsori provenienti dal programma Themis (Prometheus Mk.2) per il primo stadio mentre per il secondo stadio si è puntato a Helix non utilizzando metano ma idrogeno. Il turnaround time sarebbe di 9 giorni per ripristinare il pad di lancio mentre si potrebbe lanciare dallo stesso pad ogni 21 o 42 giorni in base a dove sarà il punto di ritorno.

In generale servirà che ESA dia maggiori fondi e riduca l'influenza di ArianeGroup nella futura strategia dei lanciatori spaziali. Questo dovrebbe portare a una maggiore concorrenza e a far emergere nuove realtà. Chiaramente il ritardo rispetto a SpaceX sarà difficilmente colmabile, soprattutto in una decina d'anni, ma potrebbe essere un segnale per altre realtà, che si tratti di agenzie o società private.