Nella notte di ieri (tra venerdì 22 maggio e sabato 23), SpaceX ha fatto decollare per la prima volta lo stack Starship V3 dal nuovo Pad 2 di Starbase, in Texas. Si tratta del dodicesimo volo integrato del programma e, soprattutto, del primo test di tutta una nuova generazione di hardware, ovvero il booster Super Heavy nella versione “Block 3” (la cui prima unità è siglata Booster 19), l’upper stage Ship 39 ridisegnato e i nuovi motori Raptor 3.
Nell’articolo di anteprima del 12 maggio avevamo descritto le ambizioni di questo test. Il risultato finale è quello di un volo a due velocità. Ship 39 ha portato a termine quasi tutto il profilo previsto, rilasciando 22 satelliti, eseguendo la manovra di rientro e ammarando nell’Oceano Indiano dopo aver perso un Raptor durante la salita.
Booster 19, invece, non è sopravvissuto. Durante la riaccensione che doveva riportarlo verso il sito di lancio, diversi Raptor 3 si sono spenti, il velivolo è entrato in una rotazione incontrollata e si è schiantato in mare. Il modo in cui è andato perso offrirà spunti precisi sul lavoro che attende SpaceX nelle prossime missioni.
Cosa è cambiato con Block 3
Per capire l’esito di IFT-12 conviene riprendere le specifiche del nuovo stack. Starship V3 è alta circa 124,4 metri, contro i poco più di 121 della V2, con una spinta al decollo di 80.800 kilonewton (80.800 kN corrispondono a circa 8.200 tonnellate-forza, cioè il peso di circa 50 locomotori ferroviari sollevati contemporaneamente) e una capacità nominale in orbita bassa che SpaceX dichiara intorno alle 100 tonnellate.
Il booster ha sempre 33 Raptor, ma sono tutti di nuova generazione. Raptor 3 pesa 1.525 kg contro i 1.630 kg di Raptor 2, ha un rapporto spinta/peso superiore a 180 e, secondo Elon Musk, costa circa un quarto del Raptor 1 originale, fornendo quasi il doppio della spinta.
Cambia anche tutto ciò che sta intorno al motore. SpaceX ha eliminato gli shroud che proteggevano i Raptor 2 nella sezione di coda, sostituendoli con uno schermo metallico più leggero e con la pressurizzazione interna del serbatoio. Le grid fin del Super Heavy passano da quattro a tre, più grandi e robuste. La sezione superiore (forward dome) del serbatoio del booster è ora direttamente esposta all’accensione dei motori dell’upper stage, con uno strato di acciaio non strutturale che fa da scudo termico.
L’upper stage è stato riprogettato partendo da zero nella parte propulsiva, ovvero tutto il circuito che porta il propellente criogenico dai serbatoi ai motori è nuovo. Anche il booster ha ricevuto un condotto di alimentazione completamente rifatto, tanto grande da avere un diametro paragonabile a quello di un primo stadio di Falcon 9. Grazie a questo, tutti i 33 Raptor riescono ad accendersi in modo simultaneo e più rapido rispetto alle versioni precedenti.
Ship 39 monta sei Raptor 3 di due tipi diversi. Tre sono ottimizzati per funzionare nell’atmosfera (detti “sea level”), tre sono progettati per il vuoto dello spazio, con un ugello più largo che permette di estrarre più spinta dove non c’è aria (detti “RVac”, ovvero Raptor Vacuum).
Il sistema di alette di controllo è stato semplificato con un singolo attuatore per aletta, assistito da tre motori indipendenti così che il veicolo resti manovrabile anche in caso di guasto di uno di essi. Nella parte anteriore sono comparsi quattro agganci di attracco e connessioni dedicate al trasferimento di propellente fra due Ship in orbita, hardware necessario per il futuro rifornimento orbitale.
Pad 2 è il complesso di lancio interamente ripensato dopo il cratere scavato dai Raptor 2 sotto la platea originale durante il primo volo del 2023.
Sulla carta è il razzo più capace mai costruito. Nei fatti, la notte tra venerdì e sabato ha mostrato che c’è ancora lavoro da fare.
Il decollo, l’hot staging e il primo segnale di stress
Dopo un primo tentativo abortito giovedì 21 maggio, il countdown si è chiuso pulito alle 17:30 ora locale del Texas. I 33 Raptor 3 si sono accesi nei tempi previsti dalla finestra di lancio e Booster 19 si è sollevato dalla piattaforma visibilmente più rapido rispetto ai voli precedenti, segno della maggiore spinta dei nuovi motori.
La telemetria ha rilevato lo spegnimento di un Raptor durante la fase di salita. Super Heavy è però progettato per tollerare la perdita di un singolo motore, e ha continuato la salita senza alterare il profilo di volo.
Il momento più delicato della prima parte di missione è stato l’hot staging, cioè l’accensione dei motori del secondo stadio mentre il primo stadio sta ancora spingendo. A circa T+2:30 i sei Raptor di Ship 39 si sono accesi mentre il booster era ancora in volo a piena spinta. La nuova configurazione integrata, senza interstage da espellere, ha funzionato come previsto e la separazione è stata pulita.
SpaceX esegue questa manovra ormai da diversi voli, ma stavolta c’è una differenza importante. Nelle versioni precedenti, tra il booster e l’upper stage era presente l’interstage: una struttura protettiva che faceva da scudo durante l’accensione dei motori della Ship a ridosso del booster. Nella V3, quella struttura è stata eliminata per risparmiare peso. La parte superiore del serbatoio del booster, protetta solo da un sottile strato di acciaio e dalla pressione interna, riceve direttamente il getto dei motori dello Ship. È la prima volta che questa configurazione viene messa alla prova in volo. Pochi secondi dopo, tutto è cambiato.
Rientro e distruzione del Booster 19
Durante l’avvio del boostback burn, ovvero la riaccensione dei motori centrali per invertire la traiettoria del booster verso il sito di lancio, uno dei propulsori centrali (il motore E5 o E6) ha subito un’esplosione sufficiente a danneggiare meccanicamente i propulsori adiacenti. A seguito dell’esplosione ben 16 Raptor circostanti sono stati messi fuori uso.
A quel punto il booster non aveva più abbastanza motori per rallentare la sua discesa. Ha iniziato a ruotare su se stesso, ha proseguito per inerzia, ha tentato un rientro in atmosfera senza riuscire a stabilizzarsi e ha provato un’ultima accensione di frenata prima di schiantarsi in mare.
Come accennato, la rimozione degli shroud per l’ottimizzazione del peso ha mostrato il suo rovescio della medaglia: senza barriere fisiche fra i motori, l’esplosione di un singolo Raptor si è propagata a quelli intorno, mettendone fuori uso circa la metà.
Il punto è particolarmente rilevante in ottica futura. Il Super Heavy è progettato per tornare alla rampa di lancio e farsi afferrare al volo dai bracci meccanici della torre Mechazilla. Prima di tentare il primo “catch” con un Super Heavy V3, SpaceX dovrà quindi trovare il modo di contenere questo tipo di guasto, che sia con protezioni fisiche fra i motori, con modifiche al software di controllo, o con entrambe le soluzioni.
Ship 39 e la tolleranza al motore in meno
Mentre il booster veniva perso nell’Oceano, l’upper stage stava eseguendo la parte più interessante del volo. Ship 39 ha perso uno dei suoi sei Raptor poco dopo l’hot staging, ma ha proseguito grazie alla combustione dei cinque restanti con un consumo importante di riserve di propellente.
Ship 39 ha quindi aperto il payload bay e ha rilasciato 22 satelliti tramite il dispenser tipo “PEZ”. Si tratta di venti simulatori Starlink di dimensioni paragonabili a quelle dei prossimi Starlink V3, più due unità modificate, soprannominate da SpaceX “Dodger Dogs”. Il deploy è stato visibilmente più rapido che nei voli precedenti, segno che il meccanismo di rilascio è stato ottimizzato.
Le unità Dodger Dogs erano equipaggiate con sensori e luci: hanno fotografato lo scudo termico di Ship 39 dalla loro posizione orbitale, fornendo il primo set di immagini ravvicinate del retro del veicolo in volo.
Intenzionalmente, alcune piastrelle erano state dipinte in bianco e grigio come riferimenti di calibrazione, e una piastrella era stata rimossa per misurare gli effetti aerodinamici e termici sulle piastrelle adiacenti.
Ship ha poi eseguito la banking maneuver, ovvero la manovra che simula il profilo di rientro per future missioni di ritorno a Starbase. Ha attraversato la fase di max stress sui flap posteriori e ha effettuato il flip e splashdown controllato nell’Oceano Indiano al largo dell’Australia occidentale, circa 65 minuti dopo il liftoff. Il successivo ribaltamento ed esplosione in acqua era previsto.
Pad 2 supera la prova
Il nuovo complesso di lancio Pad 2 è stato ricostruito da zero dopo l’esperienza traumatica del primo Integrated Flight Test, quando i Raptor 2 a piena spinta scavarono un cratere nella platea originale.
Il sistema di getti d’acqua (water deluge) che protegge la piattaforma dal calore e dalle vibrazioni, insieme al deviatore di fiamma che indirizza i gas di scarico lontano dalla struttura (flame diverter), erano stati progettati per reggere la spinta maggiore dei Raptor 3. Questa volta hanno funzionato. Dopo il lancio la piattaforma era sostanzialmente intatta.
Anche la quick disconnect sdoppiata e il propellant farm potenziato hanno inoltre permesso un riempimento più rapido durante il countdown, eliminando di fatto i tempi morti che caratterizzavano le V1 e V2.
Cosa significa per Artemis e per le prossime missioni
Il programma Artemis della NASA dipende da Starship in due punti precisi, ovvero HLS, l’Human Landing System per la discesa sulla Luna in Artemis III, e il rifornimento orbitale che lo rende possibile. Entrambi richiedono dimostrazioni che Ship V3 non ha completato in questo volo.
La riaccensione di un Raptor durante la fase di volo a motori spenti (relight ), prevista per questo volo ma saltata a causa delle anomalie, è esattamente la capacità che NASA richiede per certificare Starship come lander lunare. Senza questa dimostrazione, Starship non può cambiare orbita, frenare per scendere sulla Luna né ripartire dalla superficie. La differenza, in pratica, è tra uno Starship che raggiunge la Luna e uno che resta a girare in orbita senza poter fare nulla.
SpaceX dovrà ritentare nei prossimi voli, e il fatto che la traiettoria di IFT-12 fosse già marginale dopo la perdita di un motore ha reso la cancellazione obbligata, non ideale. Anche il rifornimento orbitale ship-to-ship, che richiede docking, trasferimento criogenico e l’integrità dell’hardware appena installato sui veicoli V3 (i quattro docking drogue e le connessioni dedicate) non è stato dimostrato in volo.
Primo test superato, ora si corregge
La missione non è stata una battuta d’arresto. Il programma Starship funziona così fin dall’inizio: si vola, si raccolgono dati, si corregge e si rivola. È lo stesso approccio che SpaceX ha usato negli ultimi tre anni per far maturare le versioni precedenti del razzo, dal Block 1 al Block 2, ciascuna migliorata sulla base dei problemi emersi in volo. Il Flight 12 è semplicemente il primo banco di prova reale per il Block 3, e da qui si parte.
Se vuoi seguire i prossimi sviluppi, il calendario di SpaceX indica già un secondo volo V3 per giugno. Sarà quello il test che dirà se l’esplosione del Raptor su Booster 19 è stata un caso isolato o il segnale di un problema da risolvere nel design. Bilancio complessivo del volo, solido nella sostanza ma con lavoro ancora da fare.
