Il futuro privato dell'esplorazione spaziale

Fino a pochi decenni fa, era impensabile parlare di spazio commerciale – non si sapeva neanche cosa fosse. Oggi, alla luce di alcuni recenti avvenimenti, in molti vi diranno che l'aspetto commerciale è il futuro dell'esplorazione spaziale.

Ma qual è il vero scopo di questa nuova industria commerciale che si sta formando? In cosa consiste, e quali traguardi ci permetterà di raggiungere? Scopriamolo insieme.

Cos'è lo spazio commerciale, e qual è il suo scopo?

Lo scopo è quello di aprire la finestra sullo spazio a un pubblico il più grande possibile. Mentre fino a pochi anni fa c'era il monopolio delle agenzie spaziali nazionali sull'esplorazione del cosmo, ora si sta lavorando per permettere ad agenzie private di scendere in campo e dare una mano a trovare nuovi, sicuri, affidabili ed economici mezzi per raggiungere lo spazio.

La NASA e le altre agenzie nazionali sono state vittime di grossi tagli ai budget negli ultimi anni, e investire nelle agenzie private, come sta facendo la NASA, non è una sciocchezza. Il rivoluzionario programma che la NASA sta portando avanti per stimolare il settore privato renderà il trasporto sulla Stazione Spaziale di cargo ed equipaggio molto più economico e rapido di ora. Ma la Stazione è solo il primo passo.

Aprendo lo spazio alle agenzie private, in sostanza, la NASA sta aprendo lo spazio a tutti, dando nuove opportunità a chiunque di inviare il proprio materiale nello spazio. Facendo ciò, si vuole creare in pratica una società scientifica globale, senza confini, dove ognuno può suggerire e portare avanti nuove ricerche in nome del progresso.

La NASA e il governo statunitense diventano quindi dei clienti di queste compagnie private, assieme a molti altri potenziali clienti. In questo nuovo modello, le agenzie private guidano e dirigono i loro stessi sforzi, mentre la NASA si limita a fornire l'assistenza tecnica e finanziaria – fornendo piattaforme di lancio e contratti, ad esempio.

«Abbiamo un incredibile laboratorio nello spazio, la Stazione Spaziale Internazionale», ha spiegato William Gerstenmaier, amministratore del consiglio direttivo della NASA per le missioni di esplorazione umana. «Così ne abbiamo aperto una buona porzione, circa il 50%, a un ente che chiamiamo Laboratorio Nazionale. Ciò permette agli altri di portare la loro ricerca nello spazio in una maniera molto economica. Così abbiamo chiesto a un'organizzazione non a scopo di lucro, il CASIS (Centro per l'Avanzamento della Scienza nello Spazio), di andare là fuori e mostrare alla gente cosa la NASA fa sulla Stazione Spaziale e vedere se la loro industria o il loro campo sarebbe interessato a fare ricerche di quella natura a bordo. Possono avere un viaggio nello spazio gratis, è un accordo molto vantaggioso per queste compagnie commerciali, università e altri che vogliono fare ricerca nello spazio. Lo scopo è quello di permettere a un'ampia parte della popolazione di utilizzare al massimo questa risorsa che la NASA ha impiegato anni a costruire [la Stazione]. L'ente che avrà bisogno di questi servizi, avrà bisogno di trasportare carichi ed equipaggi, e vogliamo che siano le compagnie private a offrire questi servizi alla NASA. Invece di costruire direttamente le capsule, la NASA lavorerà con queste agenzie private per ottenere il servizio di cui abbiamo bisogno, ossia il trasporto sia di cargo che di uomini. La NASA quindi non possiede le capsule, sta essenzialmente amministrando il trasporto di cargo alla Stazione e dalla Stazione. [...] Ci auguriamo che poi questi fornitori privati si espandano da soli verso nuovi clienti del Laboratorio Nazionale, e la NASA non sarà più nemmeno nel mercato dei trasporti. Utilizzeranno un laboratorio di ricerca governativo nello spazio, ma il trasporto necessario arriverà del settore privato».

«Facendo della Stazione un Laboratorio Nazionale, abbiamo aperto la porta a chiunque voglia usare la Stazione e usufruire delle capacità uniche di questa piattaforma», ha spiegato Marybeth Edeen, manager del Laboratorio Nazionale.

Il trasporto di cargo

Molte agenzie del settore privato si sono offerte per fornire questi servizi e hanno firmato contratti con la NASA. Alcune poi, hanno già effettuato o stanno per effettuare i primi voli verso la Stazione Spaziale usando capsule e razzi costruiti interamente da loro. Ma di che agenzie e di quali veicoli stiamo parlando?

Iniziamo parlando del trasporto di cargo. In questo settore, la NASA ha investito 800 milioni di dollari. Un aspetto unico di questo approccio è che le compagnie vengono pagate sempre di più a ogni pietra miliare che raggiungono, incoraggiandole quindi a proseguire. Per ora, le agenzie che sono al centro dell'azione sono due: la Space Exploration Technologies, o SpaceX, e l'Orbital Sciences Corporation.

SpaceX, guidata dal fondatore di Tesla Motors e Paypal, ha già sviluppato una capsula, Dragon, in grado di agganciarsi alla Stazione Spaziale e portare ogni sorta di rifornimenti – anche esperimenti e ricerche, come quelle di cui parlavamo sopra – e un razzo, il Falcon 9, in grado di portare Dragon nella bassa orbita terrestre. Il Falcon 9 è un razzo a due stadi che utilizza nove propulsori Merlin nel primo stadio e uno nel secondo stadio. Anche i propulsori Merlin sono stati interamente concepiti e costruiti dalla SpaceX. La NASA è convinta che il Falcon 9 sia un razzo promettente e un progetto ambizioso.

Il Falcon 9 è alto 54,9 metri e ha un diametro di 3,66 metri – simile in dimensioni allo Space Shuttle montato sul serbatoio esterno. Con ben 333 tonnellate di peso al momento di lancio, il Falcon 9 è in grado di portare 10 tonnellate di carico nella bassa orbita terrestre (LEO), e poco meno della metà in GTO. Ogni lancio del Falcon 9 costa tra i 46 e i 51,1 milioni di euro – niente in confronto ai 540 spesi per ogni decollo dello Space Shuttle.

Attualmente il Falcon 9 non è riutilizzabile, ma la SpaceX sta lavorando duramente per raggiungere quest'obiettivo, che diminuirebbe incredibilmente i prezzi di lancio. La SpaceX sta già effettuando i primi test a un razzo in grado di atterrare su delle gambe robotiche, il Grasshopper. La capsula Dragon, invece, è già completamente riutilizzabile: dopo essersi sganciata dalla Stazione viene deorbitata e completa un ammaraggio. In futuro, dovrebbe essere in grado di atterrare anche sulla terraferma.

La SpaceX ha già completato tre voli di rifornimento alla Stazione Spaziale, e il 9 Dicembre decollerà la quarta capsula. L'Orbital Sciences è un po' più indietro, ma il primo volo è previsto per gli inizi di Settembre 2013.

La capsula sviluppata dall'Orbital Sciences si chiama Cygnus. Lunga la metà di Dragon ma con un diametro di poco inferiore, Cygnus è in grado di trasportare tra le 2,2 e le 2,7 tonnellate di carico, contro le 6 di Dragon.

Cygnus decollerà a bordo del razzo Antares, sviluppato sempre dall'Orbital Sciences. Il razzo ha già avuto un perfetto volo sperimentale e ha dato l'impressione di essere un veicolo di lancio affidabile e sicuro. Come il Falcon 9, è diviso in due stadi, con due motori a propulsione liquida Aerojet AJ26-62 nel primo stadio e un motore a propulsione solida Castor 30 nel secondo stadio.

Trasportare equipaggi umani nello spazio

Per quanto riguarda il trasporto di equipaggi umani nello spazio, le agenzie che hanno firmato dei contratti con la NASA sono più indietro coi lavori. Ciò è ovviamente dovuto al fatto che progettare una capsula destinata a ospitare rifornimenti è molto più facile che svilupparne una destinata ad accogliere astronauti.

In questo settore, i nomi da menzionare sono almeno quattro: Blue Origin, Boeing, Sierra Nevada Corporation e, anche qui, SpaceX. Vi sono poi altri partner, come l'Alliant Techsystems Inc, l'Excalibur Almaz Incorporated, la Paragon Space Development Corporation e l'United Launch Alliance, che hanno raggiunto l'accordo fissato nei contratti con la NASA e sono ormai considerati partner precedenti.

La Blue Origin sta studiando una capsula biconica con una capacità di quattro astronauti che decollerà inizialmente da un Atlas V e poi da un razzo riutilizzabile che la compagnia deve ancora sviluppare.

La Boeing sta invece sviluppando una capsula chiamata CST-100, con una capacità di 7 astronauti. Meno di un mese fa, la compagnia ha aperto per la prima volta lo sportello della sua capsula agli astronauti della NASA, dimostrando che è già a buon punto nella produzione. La capsula, che assomiglia a una capsula Apollo dall'esterno, è uno dei veicoli più tecnologici mai realizzati. Invece di avere pannelli con migliaia di leve, come le vecchie capsule o anche gli attuali aerei di linea, lo scopo della capsula è quello di portare gli astronauti sulla Stazione, e non di farsi portare. Tutto è intuitivo e semplice: gli astronauti sono praticamente passeggeri, come ha spiegato Chris Ferguson, ex-astronauta della NASA e attuale membro del team della Boeing. La capsula CST-100 è progettata per atterrare sulla superficie solida.

La Sierra Nevada Corporation sta invece progettando un veicolo simile allo Space Shuttle, una sorta di aereo spaziale. Si chiama Dream Chaser ed è già stata completata, e la compagnia la sta ora sottoponendo a vari test. Con una capacità di sette astronauti, la capsula decollerà da un Atlas V e, proprio come lo Space Shuttle, rientrerà su una pista di atterraggio.

La SpaceX sta cercando di adattare la sua capsula già esistente, Dragon, per ospitare sette astronauti. Il profilo di ascesa e discesa sarà identico a quello dell'attuale capsula di rifornimento.