Da New York a Parigi in 30 minuti? Come realizzare la visione di Elon Musk di razzi che sostituiscano i voli a lungo raggio – Shunlongwei Co. Ltd

Di tutte le cose che il ritorno di Donald Trump come presidente degli Stati Uniti potrebbe significare, una è che il piano di Elon Musk di usare i razzi Starship per voli a lunga distanza sulla Terra potrebbe andare avanti. Denominato Starship Earth to Earth, questo vedrebbe i passeggeri trasportati da un razzo tra le città. Lascerebbero brevemente l’atmosfera del pianeta durante il viaggio prima di tornare indietro per raggiungere la loro destinazione.

Musk sostiene che sarà possibile viaggiare ovunque sulla Terra in un’ora. La sua compagnia di razzi, SpaceX, ha fornito esempi come New York-Parigi in 30 minuti e Londra-Hong Kong in 34 minuti. In risposta a un post a riguardo sulla sua piattaforma X, Musk ha risposto: “Ora è possibile”.

A differenza dei governi precedenti, questa amministrazione Trump sembra focalizzata sulla riduzione delle barriere normative che ostacolano il progresso tecnologico in tutti i settori. Ciò potrebbe rendere più facile per Musk spingere rapidamente verso la realizzazione di questa opzione di viaggio futuristica. Ma quali ostacoli devono essere superati per primi?

Se Musk ha ragione sulla fattibilità tecnica, la risposta è “in un certo senso”. la tecnologia è stato probabilmente dimostrato per la prima volta quando la NASA è riuscita a effettuare un atterraggio su Marte nel 2012.

Questo è stato il primo ad atterrare in modo retropropulsivo, ovvero toccando dolcemente la superficie di un pianeta con motori a razzo (tecnicamente chiamati retrorazzi). Al contrario, i precedenti atterraggi su Marte avevano utilizzato paracaduti per la fase di ingresso e airbag per la fase di atterraggio.

L’atterraggio del 2012 ha aperto le porte alla riutilizzabilità di razzi e booster, riducendo così notevolmente i costi di lancio. È stato ripetuto negli atterraggi storici del razzo Falcon 9 di SpaceX nel 2016, utilizzando alcuni degli stessi ingegneri della NASA che avevano lavorato sui lander su Marte. Questo cambiamento tecnologico è stato fondamentale per far sì che i razzi diventassero un’alternativa economicamente valida agli aerei.

I viaggi Terra-Terra della Starship comporterebbero la visita all’orbita terrestre bassa (LEO), circa 110 miglia a 1,240 miglia sopra la superficie terrestre. Per fare ciò, il razzo utilizzerebbe due stadi. Il primo, noto come super heavy booster, lo solleverebbe attraverso la densa atmosfera inferiore, approssimativamente da 5 a 9 miglia sopra la Terra.

Questo si staccherebbe a circa 40 miglia sopra la Terra, per poi iniziare una discesa controllata verso la superficie del pianeta. SpaceX ha fatto maturare questa tecnologia a passi da gigante nell’ultimo decennio, includendo scudi termici migliori, pinne reticolari regolabili, aerodinamica migliorata e algoritmi di atterraggio all’avanguardia.

Il secondo stadio, noto semplicemente come Starship, conterrebbe i passeggeri e prenderebbe il controllo del volo per raggiungere LEO dopo che il primo stadio si è staccato. C’è ancora del lavoro da fare prima che sia pronto per i passeggeri, come dimostrato quando un secondo stadio è esploso durante un volo di prova della Starship il 16 gennaio.

Non ci saranno altri lanci di Starship finché la Federal Aviation Administration (FAA) degli Stati Uniti non avrà completato la sua indagine formale sulla causa. Il lato positivo è che l’incidente è avvenuto in aree di pericolo predefinite per garantire la sicurezza pubblica.

Naturalmente, questo è lo scopo stesso di un volo di prova: scoprire cosa potrebbe andare storto e risolverlo iterativamente, ovvero apportare ripetutamente miglioramenti dopo ogni fallimento. Nessuno può competere con il processo di iterazione conveniente di SpaceX, ad esempio nei suoi viaggi con equipaggio alla Stazione Spaziale Internazionale (ISS).

Il malfunzionamento della navicella spaziale Starliner della Boeing ad agosto è stato un esempio recente: ha lasciato due astronauti della NASA bloccati sulla ISS, in attesa del viaggio di ritorno a bordo della capsula Dragon della SpaceX nelle prossime settimane.

Altre considerazioni

Altre sfide a lungo termine riguardano il modo in cui i passeggeri accedono al veicolo. I video degli astronauti che salgono a bordo dello Space Shuttle indicano che per salire sul proprio sedile in un razzo parcheggiato verticalmente ci vogliono alcune persone che ti aiutino ad allacciarti le cinture. Rendere ciò fattibile per la lunghezza di un razzo richiederà un’ingegnosa progettazione.

Anche costruire porti spaziali in diversi paesi non sarà banale; abbiamo assistito a notevoli resistenze contro gli sforzi per costruire uno spazioporto nel Regno Unito, per esempio. Lo stesso vale per le approvazioni normative in tutto il mondo. È già normale che le aziende di razzi abbiano bisogno di una licenza di lancio per volo, mentre la FAA americana richiede loro anche di ottenere licenze di rientro prima del lancio.

Naturalmente, gli ostacoli normativi possono essere superati per la tecnologia trasformazionale (una volta che si è dimostrato sicuro e affidabile). Senza dubbio gli avvocati avranno molto da dire su questi problemi, anche se dubito che qualcuno sarà insormontabile. E SpaceX deve sapere una cosa o due su come gestire le normative, avendo lanciato in orbita la più grande costellazione di satelliti al mondo.

Infine, i razzi espellono notevoli quantità di particelle microscopiche (particolati) nelle zone più alte dell’atmosfera. Ciò avrebbe effetti seriamente dannosi se volassero in numeri simili a quelli degli aerei di linea a lunga distanza.

I motori Raptor della Starship utilizzano methalox, una combinazione di metano liquido e ossigeno liquido. A differenza del cherosene che ha tradizionalmente alimentato i razzi, il metano liquido impedisce l’accumulo di residui fuligginosi nel motore ed è anche più sicuro da usare rispetto all’idrogeno liquido.

Sebbene Starship bruci ancora molto più carburante per viaggio rispetto agli aerei convenzionali, il suo potenziale di ridurre drasticamente i tempi di viaggio intercontinentali potrebbe guidare la ricerca critica sulla produzione di metano a zero emissioni di carbonio. Ciò sarebbe fondamentale per creare un’alternativa praticabile per i voli a lungo raggio.

Attualmente, le aziende britanniche produttrici di razzi Skyrora e Orbex sono tra quelle che sviluppano alternative ai carburanti tradizionali. Skyrora sta sviluppando Ecosene, un cherosene di grado aerospaziale ricavato da rifiuti di plastica non riciclabili. Il razzo Prime di Orbex utilizzerà un BioLPG derivato da rifiuti vegetali e vegetali.

Entrambi affrontano diversi problemi di sostenibilità, ma difficilmente riusciranno a soddisfare le prestazioni richieste dai veicoli più grandi di classe Starship. Un’altra alternativa promettente sono i motori a propulsione nucleare, ma il loro utilizzo vicino alla Terra probabilmente incontrerà una forte resistenza da parte degli ambientalisti.

In sintesi, siamo in territorio inesplorato con l’atterraggio dei secondi stadi dei razzi, ma la tendenza generale dal 2012 a oggi indica che tali sfide tecniche sono risolvibili. Farlo con gli equipaggi sarà ancora più impegnativo, ma è in linea con la missione di SpaceX di rendere gli umani multiplanetari. La stessa tecnologia sarà utilizzata per far atterrare gli umani in sicurezza su Marte, quindi svilupparla è probabilmente inevitabile.

I lanci di Starship senza equipaggio verso Marte dovrebbero avvenire nel 2026. Seguiranno missioni su Marte con equipaggio, senza le stesse normative relative all’atterraggio che sarebbero richieste sulla Terra. Sospetto che il trasporto Terra-Terra con equipaggio sarà approvato solo dopo che gli umani saranno atterrati su Marte in sicurezza.

Se c’è una squadra con cui non si può scommettere che le visioni diventeranno realtà, sono gli ingegneri di SpaceX che da oltre 10 anni stanno rivoluzionando i veicoli di lancio.