Per più di 60 anni, quasi tutti i principali razzi hanno utilizzato una combinazione degli stessi propellenti liquidi e solidi. Il cherosene raffinato era preferito per la sua facilità di manipolazione e non tossicità, l’idrazina per la sua conservabilità e semplicità, l’idrogeno per la sua efficienza e i combustibili solidi per la loro lunga durata e capacità di lancio rapido.
Circa 15 anni fa, le aziende missilistiche iniziarono un serio sviluppo di grandi motori alimentati a metano. SpaceX e Blue Origin ora hanno i più potenti di questi nuovi motori – il Raptor e il BE-4 – ciascuno in grado di produrre più di mezzo milione di libbre di spinta. Il razzo Starship di SpaceX e il suo enorme booster sono alimentati da 39 Raptor, mentre i razzi New Glenn di Blue Origin e Vulcan di United Launch Alliance utilizzano un piccolo numero di BE-4 nelle loro fasi di booster.
Bruciando metano con ossigeno liquido, questi motori “metalox” presentano numerosi vantaggi. Il metano è più adatto per i motori riutilizzabili perché lascia meno residui oleosi del cherosene, che SpaceX utilizza nel razzo Falcon 9. Il metano è più facile da maneggiare rispetto all’idrogeno liquido, che tende a fuoriuscire e deve essere conservato a temperature incredibilmente fredde di circa meno 423 gradi Fahrenheit (meno 253 gradi Celsius). Anche il metano è un liquido criogenico, ma la sua temperatura di ebollizione è vicina a quella dell’ossigeno liquido, tra meno 260 e meno 297 gradi Fahrenheit (da meno 162 a meno 183 gradi Celsius).
Un razzo cinese diventa il primo lanciatore alimentato a metano a raggiungere l’orbita nel 2023. Negli Stati Uniti, Rocket Lab, Stoke Space e Relativity Space stanno sviluppando motori alimentati a metano per i loro veicoli di lancio di prossima generazione.
Ma i razzi a volte esplodono. La US Space Force e la NASA, le agenzie responsabili della protezione del raggio d’azione negli spaziporti americani di proprietà federale, vogliono capire meglio in che modo i pericoli derivanti dall’esplosione di razzi metallox differiscono da quelli di altri lanciatori. Ciò è importante poiché i lanci diventano sempre più di routine, con le aziende che prevedono più voli al giorno da piattaforme di lancio che si trovano, in alcuni casi, a solo 1 o 2 miglia di distanza.
“Noi Semplicemente non hanno l’analisi per dire: ‘Ehi, dal punto di vista dei test, quanto possiamo ridurre il BDA ed essere sicuri?'” Ha detto il colonnello Brian Chatman, comandante dell’Eastern Range presso la stazione spaziale delle forze spaziali di Cape Canaveral in Florida, in una tavola rotonda con i giornalisti l’anno scorso.
L’undicesimo volo della Starship di SpaceX decollerà dalla base stellare in Texas nell’ottobre 2025.
Credito: SpaceX
Una bella idea
Le piattaforme di lancio per i razzi Metalox sono ora operative o in costruzione presso il Kennedy Space Center e la Cape Canaveral Space Force Station in Florida, la Vandenberg Space Force Base in California e la Wallops Flight Facility della NASA in Virginia. SpaceX attualmente lancia voli di prova di Starship dal sud del Texas su proprietà privata. La Federal Aviation Administration ha giurisdizione sulla sicurezza pubblica.
