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Le condivisioni sui razzi potrebbero rendere l'andare nello spazio come prendere un autobus
Lancio di SpaceX Falcon 9. SpaceX
Pensa a come normalmente prendi un autobus fuori città. Il programma ti dice quando il prossimo parte. Compri un biglietto che ti fa salire a bordo. L'autobus parte quando è ora di partire, che sia esaurito o quasi vuoto. Quindi si dirige su una rotta, lasciando i passeggeri lungo la strada.
Benvenuti nel futuro dei lanci spaziali. Il modello di ride-sharing dei viaggi in orbita, in cui le aziende acquistano un posto su razzi che vengono lanciati a orari regolari, scuoterà il settore. SpaceX ha già programmato una missione di condivisione del viaggio in orbita il prossimo marzo e prevede di eseguire questo tipo di missioni una volta al mese. Arianespace, la multinazionale di voli spaziali, prevede di svolgere una missione di condivisione del viaggio verso l'orbita terrestre bassa a maggio e dirigersi verso l'orbita geostazionaria (GEO) nel 2022. Aziende come Laboratorio missilistico e volo spaziale stanno anche pianificando schemi di condivisione del viaggio. Sono la chiave per far avanzare l'industria dei satelliti, afferma Asal Naseri, responsabile delle tecnologie per i piccoli satelliti presso lo Space Dynamics Laboratory di Logan, nello Utah.
I lanci di ride-share non sono un concetto completamente nuovo. La NASA lancia la sua versione da quasi 30 anni ormai, a cominciare dallo space shuttle. Ma un volo condiviso in genere ha significato solo l'aggiunta di carichi utili minori a missioni più grandi i cui costi di lancio erano già stati pagati. Fino a tempi abbastanza recenti, anche questi carichi utili sulle spalle erano rari.
Ma poiché l'industria spaziale ha spinto per massimizzare il rapporto qualità-prezzo, i carichi utili secondari sono diventati la norma. Nel frattempo, la proliferazione di piccole aziende satellitari ha incoraggiato i fornitori di servizi di lancio a iniziare a considerare l'economia dell'invio di più piccoli carichi utili in una singola missione, con diversi clienti che coprono il costo di lancio tra di loro.
Per le società satellitari, questo modello offre vantaggi rispetto all'autostop come carico utile secondario. I fornitori di servizi satellitari amano viaggiare in condivisione perché ottengono un servizio migliore, afferma Charles Swenson, un ingegnere di volo spaziale presso la Utah State University. Possono avere i loro satelliti schierati in specifiche fermate orbitali lungo il percorso della missione, sono più coinvolti nella definizione delle strategie della missione e hanno più facilità a soddisfare qualsiasi richiesta speciale.
I lanci di ride-share, a loro volta, stanno influenzando il modo in cui i produttori affrontano la progettazione dei satelliti. Invece di lanciare una manciata di satelliti potenti e costosi per una singola applicazione, le aziende stanno ora progettando grandi costellazioni composte da centinaia, o addirittura migliaia, di satelliti più piccoli per fare lo stesso lavoro. Inoltre, i produttori stanno ora pensando a come costruire un satellite che si adatti comodamente e in sicurezza a carichi utili condivisi con molti altri oggetti. Swenson lo paragona al modo in cui i container in acciaio hanno rivoluzionato il settore delle spedizioni costringendo i clienti a elaborare strategie su come riempire una grande scatola rettangolare con tutte le loro merci. Le persone hanno iniziato a produrre merci che erano impilabili, efficienti in termini di spazio e sicure da spedire all'interno di questi contenitori standard.
Laddove le condivisioni di viaggio possono avere l'impatto maggiore è nel rendere molto più facile ed economico inviare satelliti in orbite più alte e più allungate. I lanci tradizionali non distribuiscono carichi utili direttamente in regioni come GEO (22.236 miglia o 35.786 chilometri di altitudine). Come un autobus che ferma a miglia dalla tua destinazione, quei lanci in genere lasciano cadere i satelliti in orbite inferiori; devono farsi strada da soli utilizzando sistemi di propulsione di bordo che sono costosi e ingombranti, o così deboli da non portare il satellite nell'orbita di destinazione fino a mesi dopo.
Ma un lancio in condivisione che va direttamente a GEO, come quello di Arianespace Missione GO-1 dovrebbe avvenire nel 2022, elimina la necessità di sistemi di propulsione pesanti e costosi. Ci aspettiamo di poter offrire qualcosa come la missione GO-1 almeno una volta all'anno, afferma Wiener Kernisan, presidente della filiale americana di Arianespace. Dice di aver già sentito alcuni clienti desiderosi di costruire satelliti GEO che pesano solo da 600 a 1.100 libbre (da 270 a 500 chilogrammi), generalmente inauditi per satelliti che entrano in un'orbita così alta. Prevede che alcuni produttori potrebbero anche arrivare a 330 sterline.
Le società di telecomunicazioni che si affidano a sistemi basati su GEO saranno desiderose di trarre vantaggio da questi risparmi, ma il ride sharing potrebbe essere utile anche in altre applicazioni. Satelliti per l'osservazione della Terra come quelli della NASA Costellazione della qualità dell'aria geostazionaria , a causa del lancio nei prossimi anni, potrebbe essere snellito e alleggerito. Alla maggior parte degli esperimenti scientifici è stato impedito di raggiungere GEO a causa dei costi elevati, ma ora le cose potrebbero cambiare. Swenson, ad esempio, è coinvolto in una missione sperimentale della NASA chiamata Excited che vuole lanciare diversi satelliti in un'elevata inclinazione orbitale per studiare le interazioni del plasma nella ionosfera e nella termosfera. I satelliti devono essere orientati a forma di L e Swenson pensa che un lancio in condivisione potrebbe facilmente fare le soste per far cadere questi satelliti in quella formazione.
Ci sono, ovviamente, sfide per far funzionare i lanci di condivisione di corse. La preparazione, l'archiviazione e la gestione di una mezza dozzina o più di satelliti per un singolo lancio richiede un'intensa quantità di lavoro. Proprio come alcune persone perdono il loro autobus, alcuni clienti satellitari potrebbero perdere il loro lancio. Potrebbe essere abbastanza facile, dice Swenson, perdere traccia di quale satellite è il tuo quando ci sono più schieramenti in un dato momento.
Tuttavia, affinché le aziende possano andare avanti, dobbiamo trovare nuove soluzioni, afferma Kernisan. I fornitori di servizi di lancio come Arianespace e SpaceX stanno già valutando se i booster dello stadio superiore possano essere progettati per accendersi e spegnersi per adattarsi a percorsi di missione condivisi più complessi e scaricare carichi utili in orbite più estreme.
E mentre le condivisioni di corse portano a un approccio valido per tutti, alcuni servizi cercheranno senza dubbio di personalizzare le missioni per i clienti che pagheranno per questo. Naseri, in particolare, vuole vedere se i provider di lancio possono garantire il rilascio sicuro di una gamma più diversificata di payload. Stiamo già assistendo a una richiesta di nuove innovazioni da parte dei clienti, afferma. Il mercato del ride-sharing è già qui ed è qui per restare.