I nuovi prototipi dell’ESA annunciati all’Air Show di Parigi

Con cadenza settimanale, RAI NEWS 24 - canale televisivo digitale della RAI dedicato all'aggiornamento in tempo reale - riserva all'ESA uno spazio di approfondimento di 5 minuti: un'intervista su una notizia di attualità legata alle attività dello spazio.

Gli accordi siglati in questi giorni dall'ESA nella vetrina offerta dall'Air Show di Parigi, Le Bourget, il più grande expo aeronautico del mondo, disegnano la strategia complessiva dell'Europa nello spazio. Per esempio, ESA e Thales Alenia Spazio hanno firmato un contratto per lo sviluppo di una nuova navicella spaziale, un passo significativo per l'autonomia europea nel campo della “navigazione spaziale”. Di che cosa si tratta?

Al momento la navicella per la quale è stato firmato l'accordo ha un nome impronunciabile: IXV, che sta per Intermediate eXperimental Vehicle (IXV) atmospheric reentry demonstrator. In termini più accessibili, si tratta di un prototipo di navicella in grado di rientrare in atmosfera e atterrare sano e salvo. È un progetto che rientra nel contesto più ampio del Programma per i futuri lanciatori dell'ESA (FLPP, Future Launchers Preparatory Programme). Per lo sviluppo del prototipo saranno impegnate le maggiori industrie aerospaziali europee, fra cui le industrie italiane, guidate da Thales Alenia Spazio, con lo scopo di fornire il prodotto per la fine del 2012.

Il prototipo peserà circa 1800 kg e sarà lanciato dal lanciatore Vega, dallo spazioporto di Kourou, che lo porterà fino a una quota di circa 450 km. Da qui il lanciatore rientrerà, con una velocità di circa 7,5 km/s, negli strati più densi dell'atmosfera, fino a tuffarsi nell'oceano pacifico. Nel complesso, per le caratteristiche del rientro, il prototipo avrà simulato un rientro da orbita bassa. Lo sviluppo di navicelle in grado di rientrare a terra è fondamentale non soltanto per il volo umano nello spazio, ma anche – più semplicemente – per il rientro a terra di sonde che trasportano campioni di suolo marziano, per fare un esempio, da analizzare nei laboratori di terra. O per riportare a terra in modo sicuro esperimenti svolti a bordo di una stazione orbitante.

Si tratta di mettere a punto alcune tecnologie chiave che risolvano i fattori cruciali: le performance aerodinamiche, le caratteristiche aerotermodinamiche della fase di rientro, i materiali di protezione termica e il sistema di navigazione, guida e controllo. Una sfida complessa, ma che l'Europa e le sue industrie sono ampiamente in grado di vincere.

Mentre per i primi di luglio è atteso un nuovo lancio di un'Ariane 5 ECA, che metterà su un'orbita geostazionaria il satellite per telecomunicazioni TerreStar-1, grazie ai nuovi accordi dell'ESA lo spazioporto di Kourou, nella Guiana Francese, sta assumendo sempre maggiore centralità per le attività spaziali. Anche questo è un tassello importante nella strategia europea.

In questi giorni l'ESA e Arianespace hanno rinnovato un accordo per la fornitura dei servizi di lancio da Kourou. Contestualmente ESA e CNES, delegato dal governo francese, hanno rinnovato l'accordo per l'utilizzo della base spaziale di Kourou. Va ricordato, infatti, che l'ESA non è proprietaria del Centro Spaziale della Guiana, che appartiene invece al governo francese. D'altra parte è fin dal 1975 che il CSG (Centre Spatial Guyanais) garantisce la maggior parte delle attività spaziali dell’ESA.

Con il 2009 quindi, grazie all'ESA, Kourou entra in una nuova fase della sua vita: dal Centro Spaziale della Guiana si potranno lanciare tre diversi tipi di lanciatore, a copertura di ogni richiesta di mercato e a prezzi commerciali competitivi: Ariane 5, Soyuz e Vega. Kourou sarà il centro spaziale più vicino all'equatore in grado di utilizzare lanciatori per satelliti di piccole dimensioni (Vega), medie dimensioni (Soyuz) e grandi dimensioni o lanci multipli di satelliti (Ariane 5). Un ventaglio di offerte commerciali così ampio è unico al mondo.

Novità anche dal punto di vista dei lanciatori in senso stretto, con l’accordo tra l’ESA e il consorzio industriale Joint Propulsion Team per lo sviluppo di un prototipo di un nuovo primo stadio con un motore alimentato a propellente liquido. È il primo elemento dei lanciatori europei del futuro?

L'ESA sta puntando allo sviluppo di lanciatori di nuova generazione pronti a entrare in uso nel quinquennio 2020-2025. Il progetto per lo sviluppo di un prototipo di motore ad alta spinta (High Thrust Engine Demonstrator Project) è già partito diverso tempo fa, in realtà, con il coinvolgimento di 14 industrie di 9 paesi europei, ed ha già ottenuto diversi primati, almeno dal punto di vista europeo. Si tratta ora di individuare una serie di dati chiave, tecnici e programmatici, in modo che l'industria possa esplorare le varie tecnologie per lo sviluppo del motore principale dei lanciatori di nuova generazione.

Perché si punta sulla propulsione a propellente liquido?

La propulsione a propellente liquido è stata scelta per alimentare il motore principale perché permette un utilizzo più flessibile rispetto al propellente solido. Per capirsi, oggi l'Ariane 5 dell'ESA ha un motore principale criogenico, alimentato da due serbatoi che contengono propellente solido. Oppure, per fare un altro esempio, il lanciatore Vega, per il quale sono stati terminati tutti i test dei motori a terra e di cui ormai non si attende che il primo lancio, ha tre stadi a propellente solido e uno a propellente liquido.

Per i lanciatori di nuova generazione si è deciso di puntare sul propellente liquido, perché, oltre a minori vincoli del solido, sembra avere maggiori potenzialità di crescita nella potenza che sviluppa.

Stiamo inoltre cercando di utilizzare al massimo le risorse tecnologiche che possediamo per lo sviluppo dei sottosistemi, come per esempio gli ugelli, in modo da contenere i costi, ma anche prestazioni di elevatissima affidabilità. Al momento il nostro obiettivo immediato è la definizione del progetto per il 2010, a cui seguirà lo sviluppo di un primo motore di dimensioni ridotte su cui fare i test entro il 2014.

Vale la pena sottolineare che anche questa impresa vede l'Italia in prima linea, dato che il Joint Propulsion Team responsabile dello sviluppo del prototipo è costituito dall'italiana Avio SpA, dalla tedesca Astrium GmbH e dalla SNECMA, appartenente al gruppo francese SAFRAN.