Veicoli spaziali

    Falcon 9: Il futuro continua

    Durante il mese di Dicembre 2015 si era tanto parlato di ciò che era riuscito a realizzare il razzo Falcon 9 e di come aveva buttato le basi per la riutilizzabilità del primo stadio. L’impresa compiuta il 9 Aprile 2016 non è stata da meno, infatti il Falcon 9 è finalmente riuscito ad effettuare un atterraggio verticale su di una piattaforma marina, preferibile al semplice atterraggio di terra in quanto si evitano qualsiasi tipo di incidente che potrebbero causare danni ad edifici o persone. Raggiungere questo risultato, però, non è stato una passeggiata: già a Gennaio un razzo di SpaceX aveva centrato perfettamente la barca-drone (così chiamata perché, a differenza di una qualsiasi piattaforma marina, quest’ultima può essere controllata a distanza), ma a causa del malfunzionamento di uno dei meccanismi che blocca una delle sue quattro gambe si era inclinato su un lato, esplodendo poco dopo.

    Va sottolineato che il Falcon 9 avrà un’altra missione oltre quella, già riuscita, dell’atterraggio del primo stadio in posizione verticale: esso, infatti, è stato usato per mettere al suo posto un altro tassello che potrebbe essere ancora più importante della sua recente conquista, ossia quello di lanciare nello Spazio la capsula Dragon,che trasporta una sorta di casa gonfiabile in cui far vivere gli astronauti. Dovrebbe raggiungere  la Stazione Spaziale Internazionale (ISS) il 10 Aprile 2016. La casa gonfiabile si chiama Beam (Bigelow Expandable Activity Module) e sarà testata per due anni, per vedere come si comporta nello Spazio e per capire se è sicuro farci vivere delle persone.

    ilmessaggero.it
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    Kirk Shireman, responsabile delle operazioni della ISS, si è espresso sull’utilizzo dei moduli Beam e sulla loro importanza:

    Sono il futuro. Gli umani li useranno quando inizieremo ad allontanarci dalla Terra, per iniziare ad abitare nell’Orbita terrestre.

    Elon Musk è a capo di questa missione e di SpaceX – Space Exploration Technologies Corporation – ed è chiaro che il suo obiettivo ultimo è quello di riuscire a portare nello spazio persone che non siano solamente astronauti, ma anche dei semplici turisti curiosi, fino ad arrivare, un giorno non eccessivamente lontano, a portare un uomo su Marte. 

    I presupposti sono più che positivi e fanno ben sperare: non resta che augurarci di procedere “Verso l’infinito e oltre”.

    SABRE: Il futuro a 6000 km/h

    La notizia che le aziende cerchino sempre di aumentare la velocità dei propri velivoli e , contemporaneamente, di diminuirne i costi, non rappresenta di certo una novità. È una novità, però, ciò che è riuscita a fare la Reaction Engines Limited attraverso il SABRE, o Synergistic Air-Breathing Rocket Engine: un nuovo tipo di motore che sarebbe in grado di superare i 6000 kilometri all’ora, oltre 4 volte la velocità del suono, e a un costo dieci volte inferiore ai sistemi ora in uso.

    iom3.org
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    Il progetto prevede un motore a razzo a ciclo combinato con due modalità di funzionamento. La modalità esoreattore combina un turbo-compressore con un motore a getto pre-raffreddato dal peso contenuto posizionato a valle della presa d’aria dinamica. Alle alte velocità il raffreddamento dell’aria, riscaldatasi per effetto dell’elevata pressione di ristagno dovuta al rallentamento e compressione del flusso nella presa d’aria, è garantito da uno scambiatore di calore che ne abbassa la temperatura in modo repentino. È proprio questo scambiatore di calore ad essere la vera innovazione del progetto e la chiave del principio di alimentazione del motore: invece di iniettare ossigeno liquido da un serbatoio, l’aria viene liquefatta in una frazione di secondo, da +1000°C a -150°C così da usare l’ossigeno atmosferico. Dopo tale abbassamento di temperatura, l’aria viene ulteriormente compressa e poi immessa nella camera di combustione dove viene miscelata con l’idrogeno, infiammandosi. Il pre-raffreddamento permette al motore di continuare ad erogare una forte spinta ad altissime quote e velocità. Le basse temperature garantite dallo scambio termico con idrogeno liquido, permettono l’utilizzo di leghe leggere nella costruzione del motore, solitamente impossibili da utilizzare nei ramjet, ottenendo così motori leggeri essenziali per raggiungere l’orbita. A differenza dei prototipi LACE, il preraffreddamento del SABRE non liquefa l’aria permettendo un flusso più efficiente.

    Dopo aver chiuso la presa d’aria a Mach 5,14, a 28,5 km di altitudine, il motore opera come un motore a razzo a ciclo chiuso ad elevate prestazioni bruciando ossigeno ed idrogeno liquido stivati a bordo, potenzialmente permettendo ad un prototipo di spazioplano ibrido, come lo Skylon, di raggiungere l’orbita dopo aver lasciato l’atmosfera con un profilo di salita graduale.

    La  Reaction Engines Limited sicuramente starà incrociando le dita perché, se il progetto avrà successo, ciò consentirà al SABRE di rivoluzionare l’intero mondo dell’esplorazione del Cosmo.

    SpaceX: Razzi non più “Usa e Getta”

    Il Falcon 9 è un lanciatore a razzo progettato e costruito dalla Space Exploration Technologies (SpaceX) del magnate sudafricano Elon Musk. È in grado di trasportare 13.150 kg di carico utile in orbita terrestre bassa (LEO), e 4.850 kg in orbita di trasferimento geostazionaria (GTO). Falcon 9 è composto da due stadi, entrambi spinti da motori Merlin a ossigeno liquido e RP-1. Ed è lui il protagonista di un nuovo tassello della storia dell’esplorazione spaziale.

    spacex.com
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    Nella sera di lunedì 21 dicembre a Cape Canaveral in Florida (in Italia erano le 2:30 circa del 22 dicembre)il Falcon 9, infatti, dopo aver effettuato il trasporto di 11 piccoli satelliti nell’orbita terrestre,  è riuscito a fare ritorno alla base in posizione verticale: un risultato eccezionale che apre un nuovo capitolo per i veicoli spaziali, dimostrando che è possibile riutilizzare uno stadio di un razzo all’infinito mantenendolo sicuro e affidabile,  riducendo di molto, quindi,  i costi legati a questo tipo di missioni.

     

    I razzi di oggi, infatti, vengono progettati per essere utilizzati per un solo volo, in quanto si distruggono ritornando sulla Terra. Questo porta a costi elevatissimi, che l’azienda SpaceX vuole abbattere. Per questo il primo stadio del Falcon 9 è riutilizzabile: dopo il distacco, infatti, scende in caduta libera in un primo tempo, poi accende nuovamente i motori frenando bruscamente la caduta e atterra in piedi, estendendo quattro zampe retrattili, su di una zattera predisposta nell’Oceano Atlantico.

    rsi.ch
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    Dopo tale successo, l’azienda sta lavorando per poter far fronte ad un compito ancora più difficile: la riutilizzabilità del secondo stadio. Data l’altitudine da cui viene lasciato cadere, tale stadio, viene costretto ad un vero e proprio rientro atmosferico. Questo comporta che il secondo stadio dovrà essere dotato di uno scudo termico completo, oltre ai sistemi di comunicazione e di propulsione per gestire il rientro. Entrambi gli stadi, comunque, sono stati progettati per renderli resistenti all’acqua marina e agli impatti.

    Le sfide di SpaceX, dunque, non sono finite ma siamo sicuri che questo è solo l’inizio di un mondo di nuove scoperte nei razzi “riciclabili”.

     

     

    Electron: nuovo razzo lanciato…sul mercato!

    rocketlabusa.com

    L’azienda Rocket Lab ha prodotto il razzo Electron per effettuare economicamente e frequentemente lanci di piccoli satelliti a bassa quota. Tra le caratteristiche più innovative del veicolo dedicato ad operazioni commerciali vi è la tecnica di produzione. Esso sarà infatti in larga parte stampato in 3D, il che permetterà riduzione dei costi e dei tempi di produzione. Il razzo a due stadi è dotato di un motore Rutherford ad ossigeno ed idrocarburi. È un motore a turbopompa LOX/RP-1, che utilizza un nuovo ciclo di propulsione: la turbopompa è alimentata da motori elettrici.

    Un’ulteriore innovazione di Electron risiede nei materiali utilizzati.

    Enormi riduzioni di peso sono state possibili grazie all’utilizzo di materiali compositi in fibra di carbonio, i quali conferiscono alla struttura robustezza e leggerezza. Questo requisito importante per veicoli di lancio orbitale è difficilmente raggiungibile per i razzi più piccoli della classe di Electron. I materiali compositi possono essere progettati per presentare resistenza e rigidità solo nelle direzioni richieste dai carichi. Questo permette quindi grandi carichi utili, infatti il valore di payload nominale è di 100 kg. Materiali compositi in fibra di carbonio sono stati utilizzati anche per la realizzazione dei serbatoi compatibili con ossigeno liquido.

    Il razzo dal diametro di 1 metro e altezza di 20 metri è costato 4.9 milioni di dollari. Rocket Lab punta ad effettuare fino a 100 lanci spaziali. Il primo lancio è previsto per il 2015. A partire dal 2016 cominceranno le operazioni commerciali.


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