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Test Facility per propulsori spaziali in Sardegna, prima struttura in Europa

Lo scorso 5 Ottobre 2021 è stata inaugurata la nuova Space Propulsion Test Facility (SPTF) di Avio Aero a Perdasdefogu, in Sardegna. Si tratta della prima struttura in Europa in cui verranno effettuati test operativi su propulsori spaziali a propellente liquido.

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Il ruolo dell’Italia nell’ambito della propulsione spaziale assume sempre maggiore importanza. Infatti, è stato inaugurato il 5 Ottobre 2021 a Perdasdefogu (Sardegna) la nuova Test Facility per propulsori spaziali (SPTF, Space Propulsion Test Facility). Si tratta di un polo di eccellenza tecnologica destinato alle attività spaziali e finanziato da Avio in collaborazione con MISE e Regione Sardegna.

Test facility per propulsori green in Sardegna

La nuova struttura per il testing di propulsori spaziali sarà dotata di banco di prova per motori a propellente liquido. In particolare, la facility sarà destinata all’esecuzione di prove di propulsori spaziali green di nuova generazione, quindi a minor impatto ambientale. All’ evento di presentazione erano presenti tutte le istituzioni. Tra queste: l’amministratore delegato di Avio Giulio Ranzo, il Presidente del Consiglio regionale della Sardegna Michele Pais. Ed ancora: il Presidente dell’Agenzia Spaziale Italiana Giorgio Saccoccia, il responsabile dei programmi di volo del Trasporto Spaziale ESA Stefano Bianchi.

Uno dei primi obiettivi della nuova Test Facility nata in Sardegna riguarderà il testing di propulsori environmental-friendly, basati su propellenti criogenici a ossigeno liquido (LOx) e metano liquido (LNG). In questa ottica, il primo endoreattore candidato ad operare sul nuovo banco di prova sarà il motore M10.

Rappresentazione del nuovo propulsore spaziale M10. Crediti: Avio.
Rappresentazione del nuovo propulsore spaziale M10. Crediti: Avio.

Si tratta del terzo stadio del nuovo lanciatore Vega E, motore che utilizza propellenti liquidi ossigeno e metano con rapporto di miscela 3,4 e ciclo ad espansione chiuso. Il propulsore, caratterizzato da spinta nominale di 98 kN e da un impulso specifico di 362 s, nasce da una collaborazione europea. A guidare il team c’è proprio Avio, seguita da industrie provenienti da Belgio, Repubblica Ceca, Svizzera, Francia, Austria e Romania.

Motore M10 al banco di test in Sardegna

Il lanciatore VEGA E è ancora in fase di sviluppo (scopri di più sugli accordi ESA-Avio), la previsione per il primo lancio è stimata al 2025. In sostanza si tratta di una ottimizzazione in termini di costo del predecessore lanciatore Vega. Infatti, la lettera E si riferisce al termine Evolution. L’evoluzione riguarda principalmente lo stadio superiore (3 stadio) che sarà caratterizzato proprio dal nuovo M10, il quale sostituirà i precedenti Zefiro-9 e AVUM.

A Colleferro (Roma), nella sede di Avio, è stato realizzato il prototipo in scala del motore M10 che sostituirà l’ultimo stato del lanciatore Vega C per dare inizio a lanciatori innovativi e più green, abbandonando ad ere precedenti l’uso dell’idrazina (come nel caso dell’AVUM). Tale motore costituisce un importante passo in avanti nella realizzazione di lanciatori green, grazie soprattutto alla riduzione delle emissioni di prodotti di combustione nocivi. Peraltro, il motore è stato interamente realizzato in superlega di Nichel mediante tecnica di Additive Manufacturing, usando tecnologie laser all’avanguardia.

Rappresentazione grafica del motore M10 destinato all'ultimo stadio di Vega E. Crediti: Avio.
Rappresentazione grafica del motore M10 destinato all’ultimo stadio di Vega E. Crediti: Avio.

La riduzione del numero di stadi del lanciatore Vega da quattro a tre permette di aumentare l’efficienza complessiva e ridurre notevolmente i costi. Ulteriore vantaggio del propulsore è dato dal funzionamento pulsato che concede quindi la possibilità di poter sganciare diversi satelliti (payload) in diverse orbite durante un’unica missione. Questo rappresenta un grandioso risultato sotto diversi punti di vista, in primo luogo in termini di costo di lancio e di missione. In secondo luogo, in termini di impatto ambientale e in termini di riduzione dell’intervallo temporale tra la definizione della missione in sé e la sua effettiva realizzazione.

La tecnologia del predecessore, il lanciatore Vega

I lanciatori spaziali differiscono a seconda del tipo di missione che essi devono svolgere. Quindi, si distinguono ad esempio in base al tipo di orbita alla quale devono inserire il payload e in base alla capacità in termini di kg di carico pagante che può essere portato in orbita. Vega è un lanciatore di piccole dimensioni, ha la capacità di lanciare più carichi utili e portarli in diverse orbite fino a una quota massima di 1500 chilometri (coprendo dunque la fascia dell’orbita terrestre bassa LEO). La missione tipica consiste nel lanciare 1500 chilogrammi di payload in orbita circolare polare a 700 chilometri di altitudine.

Illustrazione grafica del lanciatore Vega C. Crediti: ESA.
Illustrazione grafica del lanciatore Vega C. Crediti: ESA.

La stadiazione del lanciatore Vega prevede l’utilizzo di quattro stadi, caratterizzati principalmente da motori a propellente solido. I primi tre stadi, caratterizzati dai motori P80, Zefiro 23 e Zefiro 9 utilizzano il propellente solido HTPB. Invece, il quarto stadio AVUM (Attitude and Vernier Upper Module) utilizza propellente liquido per l’inserimento in orbita del payload. I lanci totali fatti fino ad ora sono 19: di cui si contano 17 successi e 2 fallimenti.

Articolo a cura di Giada Brandi

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