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Titolo: Starship prototipo SN5 esegue con successo il primo volo di 150 metri


 
E' poca roba, si e' limitato ad alzarsi di 150 metri, per poi
spostarsi di lato e tornare a terra. In piedi.
 
Giornalisticamente puo' sembrare poca cosa, ma in realta' ha
provato:
 
* la resistenza della sperimentale nuova struttura in sottile
   lamiera e relative saldature alle vibrazioni (veramente forti)
   di un decollo e dell'appoggio nuovamente a terra
 
* la capacita' di "tenere in verticale" un oggetto di quelle
   dimensioni spingendo "da sotto"
 
* la capacita' di modulare la potenza del motore in modo da
   permettere un atterraggio controllato (la NASA l'ha provato
   solo sulla Luna, con i piccoli Lunar Lander)
 
 
Guardando il video ho considerato che per ora la NASA tiene
ancora una primato: l'unico ad avere riportato sulla Terra
gli astronauti in modo "attivo", con lo Space Shuttle.
Tutti gli altri, incluso il rientro del Crew Dragon 2, sono
invece atterraggi "passivi", ove si "frena" la caduta, ma
certamente non si potra' mai "interrompere" la discesa e
cambiare idea, ad esempio, per altro luogo di posa (ma
lo Shuttle aveva pur sempre le limitazioni di un volo
planato).
 


 
"Barely a week after Starship SN5 became the first such prototype to
  take flight, SpaceX has transported the rocket back to an assembly
  bay and replaced it at the launch pad with Starship SN6. Just shy of
  a carbon copy of SN5, SN6 was built at the same time with only a few
  small design tweaks. While SN6 is not exactly the significant upgrade
  promised to start with Starship SN8, the ship is nevertheless brand
  new and ready to begin testing."
 
La prima prova per l'SN6 e' quella solita di "pressione", poi
le prove di resistenza agli sbalzi criogenici ed infine la prova
della spinta di 250'000 kg del motore Raptor, mentre e'
rigidamente legata a terra.  La prova criogenica e', come al
solito fatta usando azoto liquido invece di metano ed ossigeno,
per evitare una inutile esplosione in caso di fallimento.
Superate la prove di resistenza, viene montato il motore Raptor
e per la prima volta sara' caricato metano e ossigeno,
controllo del pre-bruciatore e poi la prova di spinta.
 
E' evidente che SpaceX vuole farsi un parco razzo "Starship" come
gia' ha per il razzo Falcon, ovvero non mette tutte le uova
nello stesso cestino. Mi domando, un programma da una decina di
razzi di sollevamento e altrettanti Starship, quanto costerebbero
se fatti dalla NASA o dall'ESA (contropparte europea).


 
"The SN6 Starship prototype's single Raptor engine briefly roared
  to life during a "static fire" trial yesterday (Aug. 23) at
  SpaceX's facilities in South Texas, near the village of Boca Chica."
 
Tra qualche giorno potrebbe essere effettuata la prova di "salto",
ovvero l'SN6 viene lanciato, fatto salire per un centinaio di metri,
e poi eseguita una traslazione e atterraggio a poca distanza dalla
rampa di lancio:
 
Se tutto va bene, SpaceX si trovera' ad avere pronti ben 2 prototipi
di razzi lanciatori riusabili di capacita' extra-orbitale.
 
Poi, la prossima prova, dovrebbe essere un lancio piu' in alto, fuori
dall'atmosfera e successivo ritorno a terra.


 
"As outdoor temperatures soared into the mid-90s Fahrenheit shortly
  after noon, the prototype was loaded with liquid methane and liquid
  oxygen before igniting its single Raptor engine. This engine,
  situated off-center, powered the vehicle at a slight angle into the
  sky, where it moved several dozen meters laterally before descending
  and coming to rest near the launch stand."
 
Ora l'attesa e' per la prima prova ad una altitudine di 20 km
(20'000 metri).
 
 
 
 
 
 


 
"the Starship will fly hundreds of missions before SpaceX puts
  people on-board"
 
Insomma, possibilmente a partire dall'anno prossimo, lo Starship
lavorera' come nave-cargo robotizzata per alcuni anni (quanto
tempo per fare, diciamo 200 missioni ?).
 
Chi pensava allo Starship come nave spaziale "passeggeri", dovra'
pazientare ancora, forse anche una decade. E direi che una
decade sara', conseguentemente, la data dopo cui SpaceX fara' il
primo lancio con astronauti per Marte.
 
Insomma, 2030 per Marte, se va tutto bene.
 
Nel frattempo, su Marte Space X potrebbe mandare materiali e
robot per preparare l'habitat per i futuri astronauti.
 
Ad ora, SpaceX sta affrontando la questione della produzione
in serie. Gia' l'uso di materiali comuni, come l'acciaio
inox, invece di soluzioni esotiche, aiuta a contenere i
costi. Ma e' con la produzione in serie che il volo spaziale
esce dalla eccezionalita':
 
“The main thing we needed to make progress on with Starship is
  the production system,” Musk said, adding that making a prototype
  was “relatively easy” by comparison."
 
"Numerous structures, high bay assembly buildings, and elements of
  launch infrastructure have sprung up at Boca Chica over the last
  year. SpaceX assembled the first Starship prototype outdoors,
  using open-air welding, but teams are moving production into
  indoor, climate-controlled facilities."
 
Interessante: gli SNx sono stati costruiti all'aperto, in un modo
"rustico" per come finora l'industria spaziale ha operato.
 
"Building the production system so that we can build ultimately
  hundreds or thousands of Starships — that’s the hard part,” Musk
  said Monday. “But we’ve been been making good progress on the
  productions system as people can see from the aerial photos of
  Boca Chica."
 
Avete presente il mondo degli aereoplani civili ? Finora, nel mondo
spaziale si e' operato, per fare un paragone, come con il progetto
Concorde, di cui sono stati costruiti 6 prototipi e solo 14
veicoli per uso commerciale.
 
Il sig.Musk invece sta pensando di fare come la Boeing con il 747
oppure la Airbus con il A380 ? (oltre un migliaio di pezzi per il primo
e oltre una paio di centinaia di pezzi per il secondo).
 
Forse avremo la SpaceX a vendere Starship come oggi Airbus e Boeing
vendono grossi aereoplani di linea ? In questo caso, considerando
la domanda di carburante, e' una scelta saggia avere usato
l'abbondante gas naturale (metano) come combustibile.
 
Un altra novita, e' che al contrario del Falcon, la SpaceX pensa a
riportare sulla Terra ambedue gli stadi dello Starship:
 
"For orbital missions, Starship will fly as the upper stage on top
  of the massive Super Heavy first stage booster. Combined with the
  Super Heavy first stage, the entire stack will stand around
  394 feet (120 meters) tall, according to SpaceX’s website."
 
"Both stages will come back to Earth for propulsive landings, much
  like the first stage on SpaceX’s partially reusable Falcon 9 rocket.
  That will make the Super Heavy and Starship fully reusable."
 
Il primo stadio ("super heavy") ha un notevole numero dei potenti
motori Raptor, e l'obbiettivo e' di ridurre ancora il numero,
aumentando le prestazioni del Raptor. Stanno puntando ad usare
solo 28 motori Raptor. L'anello esterno di motori avra' gli
ugelli fissi, ma all'interno ci sara' un gruppo di 8 motori
con ugelli mobili per potere cambiare o stabilizzare la
direzione del razzo in partenza ed in atterraggio.
Anche questo serve a ridurre i costi: i Raptor con ugelli fissi
ovviamente costano meno e sono piu' leggeri.
 
Lo schema in termini di potenza e':
 
"Over time, the outer row of engines could each generate around
  300 tons, or about 600,000 pounds, of thrust, according to Musk.
  The inner eight engines will each produce about 210 tons, or
  420,000 pounds, of thrust. That will give the Super Heavy more
  than 15 million pounds of total thrust at liftoff."
 
Quindi i Raptor fissi sono piu' potenti, mentre quelli regolabili
hanno dovuto sacrificare una parte significativa della capacita'
di spinta.
 
In futuro SpaceX pensa di lanciare da grosse chiatte (il che
permetterebbe un innesto orbitale "economico" vicino all'equatore):
 
"SpaceX is eyeing giant floating platforms for operational Super Heavy
  and Starship launches, but near-term test flights will be based at
  Boca Chica. SpaceX suspended Starship development work at sites on
  Florida’s Space Coast last year."
 
Ancora piu' ambizioso e' il rifornimento orbitale del razzo:
 
"SpaceX also aims to eventually refuel the Starship in Earth orbit,
  allowing it to fire off on missions to the moon, Mars and other
  destinations with a full load of propellant."
 
La questione e' che, dopo un lancio, i razzi non vengono solamente
"riforniti", ma anche "revisionati". Per pensare ad un rifornimento
orbitale, significa pensare ad una riusabilita' dei razzi senza
alcuna revisione intermedia, come oggi fatte quando vi fermate a
fare benzina al distributore. Insomma, un livello di affidabilita'
decisamente superiore agli attuali Falcon, che richiedono circa
un mese tra un lancio e l'altro.
 
Ed ancora sul primo utilizzo:
 
“We’ve got to make the thing work automatically, delivering satellites,
  doing hundreds of mission delivering satellites before we put people
  on-board,” Musk said. “We know how to make a complex life support
  system that can deal with a wide range environments, changing
  atmospheric pressure, changing the oxygen and nitrogen percentage
  in the air.”
 
La NASA puntava alla sicurezza degli astronauti con un pignolo
faticoso esame di ogni evenienza possibile, per poi, dopo mesi
e anni di calcoli, incrociare la dita e lanciare il razzo.
 
SpaceX invece punta alla sicurezza sulla base della esperienza
consolidata di centinaia di lanci, fino a quando si raggiunge
un tale livello di confidenza da ritenere il razzo "sicuro".
 
Nel frattempo, ecco il programma lunare della NASA:
 
"Under the planned architecture for NASA’s Artemis moon landing
  program, astronauts will launch from Earth on top of the
  government-owned Space Launch System heavy-lift rocket and Orion
  crew capsule. A human-rated lander will launch separately on a
  commercial rocket, then fly to the moon and await the docking of
  the Orion crew in lunar orbit."
 
Sara' lo Starship il mulo da somma che portera' materiali sulla Luna
e in orbita dove servono ? Carburante incluso ?
 
"NASA’s lunar lander contract with SpaceX is initially valued at
  $135 million, but could grow if the Starship wins the NASA
  competition against Blue Origin and Dynetics. The $135 million
  will cover just a few percent of the Starship’s total development
  cost, which Musk estimated to be more than $5 billion."
 
Ma il sig.Musk pensa ad una base lunare. La NASA invece no.


 
e dovrebbe accadere nelle prossime ore, tempo permettendo.
 
Nei giorni scorsi (il 7), il serbatoio SN7.1 e' stato portato
sulla piastra di lancio. Il 10 settembre e' stata eseguita
una prova criogenica per accertarsi che la struttura fosse in
grado di sopportare un volo. La struttura deve resistere a 6
bar di pressione per i voli orbitali e 8,5 bar di pressione
per i voli con passeggeri.
 
A quanto pare, il serbatoio ha supreato la prova in oggetto.
 
Ora vuole fare una verifica distruttiva.
 
Il serbatoio sara' riempito di azoto liquido (quindi -196 Celsius)
il che simula la condizione criogenica per le lamiere (l'Ossigeno
liquefa a -183 Celsius). Ovviamente si usa azoto, perche' in caso
di esplosione, si hanno solo effetti dell'onda di pressione,
mentre una nuvola di ossigeno puro causerebbe un incendio.
 
Poi un simulatore meccanico causera' sul serbatoio le stesse
vibrazioni e sforzi simili a quelle di un motore Raptor in
funzione. Durante questa fase, la pressione sara' aumentata
fino allo scoppio.
 
I prototipi precedenti usavano acciaio del tipo 301. Questo
prototipo usera' acciaio 304L. Gli ingegneri vogliono capire
sul campo, quale lega di acciaio sia la migliore (massimo
resistenza in condizioni criogeniche e alle vibrazioni dei
motori a razzo). Le prove potrebbero dare a SpaceX valide
informazioni per fabbricare una sua lega d'acciaio specifica.
 
Ne deduco che il primo "hop" del SN7 (che diventerebbe la
terza unita' prototipo StarShip per una flotta di volo utile)
richiedera' ancora un po' di tempo.


nonostante l'argomento interessante, non la sta cagando nessuno sig. deboni
 
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Sii dolce con tutti
 

 nonostante l'argomento interessante, non la sta cagando nessuno sig. deboni
 
Va bene cosi'.
Il tacito accordo e di non aprire nuove discussioni.
Chi non e' interessato, sa gia' quale discussioni non aprire.


 
"The Starship SN7.1 tank was destroyed on purpose Tuesday night
  (Sept. 22) at SpaceX's South Texas facilities, during a pressure
  test designed to take the stainless-steel hardware to its bursting
  point."
 
A quanto pare per l'SN7 questa e' la fine.
 
"SN7.1's death clears the way for testing of the SN8 prototype,
  which could begin as soon as this weekend. If SN8 aces a series
  of checkouts and engine trials, it will attempt a 12-mile-high
  (20 kilometers) flight into the South Texas skies, Musk has said."
 
Il primo lancio a 12 miglia sara' fatto da un prototipo
identificato come SN8 che avra' solo tre motori Raptor
(mentre SN5 e SN6 erano spinti da un solo motore Raptor).
Lo Starship invece avra' 6 motori Raptor, ma che non bastano
per alzari dalla Terra. Per farlo lo Starship sara' montato
sopra un razzo "Super Heavy" che sara' munito da 30 motori
Raptor, ovviamente riusabile, cioe' dopo avere "spinto"
Starship in orbita, se ne torna a Terra, come oggi fanno i
primi stadi del Falcon 9. Ma lo Starship, sara' anch'esso
risuabile (mentre il secondo stadio dei Falcon 9 oggi viene
lasciato andare alla deriva nello spazio).
 
 
 
 


 
Se la prova criogenica avra' successo, seguira la prova
motori e sottocarico, bloccato a terra, ma a simulare le
vibrazioni del volo.
 
E poi avremo il primo salto.
 
Infine, il primo lancio fuori dalla atmosfera.
 
 


 
e una indicazione dei programmi futuri (SN9 a SN14).
Notare come SpaceX stia fabbricando razzi capaci di tenere
testa ai storici potenti Saturn V della NASA, ad un ritmo
da catena di montaggio.
 
"The impressive production cadence becomes more obvious when
  considering SN11 is already deep into preparations for its
  own stacking, with its Thrust Section flipped and moved."
 
Notare anche la produzione di motori Raptor, gia' sulla
quarantina di pezzi:
 
"With the youngest Raptor to arrive at Boca Chica for SN8 being
  Raptor SN39 (joining SN32 and SN30), some future cadence can be
  gained by monitoring engine testing at SpaceX’s test facility
  in McGregor, Texas."
 
Ecco qualche dato tecnico:
 
"SN40 is about to be tested & has several upgrades over 330 bar
  engine. For reference, 330 bar on Raptor produces ~225 tons
  (half a million pounds) of force."
 
8>< ----


 
pochi minuti dopo il suono di una sirena che avvisa il
momento di una accensione, al minuto 34'53" (se capite
l'inglese, potete guardare a partire dal minuto 34' in poi)
gli "umarell" hanno filmato la fiammata dai tre motori,
durata 7 secondi.
 
La prova e' stata indubbiamente breve, tra le varie
ipotesi, una e' che ci sia stato un problema che ha fatto
interrompere la prova, l'altra e' che i 3 motori
esercitano insieme una spinta di quasi 7'000 kN, e quindi
i supporti di blocco a terra non avrebbero resistito a lungo.
Considerate che il Falcon 9, con i suoi 9 motori fa quasi
10'000 kN, e non mi risulta siano mai stati provati a terra
con tutti i motori contemporaneamente.
 
Per capirici, 7'000 kN corrisponde ad un "tiro" di
713'800 kgf (circa 714 tonnellate di "tiro").
 
Un container "standard" e' limitato a circa 20 tonnellate
di peso. Pensate a 35 container al massimo carico, uno sopra
l'altro, ed avete una idea di cosa significa tenere fermo un
oggetto che spinge a 7000 kN.
Ora, visto che non volevano lanciare, il razzo non era
"pieno" di carburante, e poi mancava del pesante secondo
stadio (1'320 tonnellate, ed infatti servono 28 motori Raptor
al primo stadio, nella configurazione operativa). Quindi, ne
devono avere messo di cavi a terra, anche solo per 3 motori :-)
 
Ma e' solo una ipotesi.
Se nei prossimi giorni avremo una seconda accensione, e
piu' lunga, allora e' probabile l'ipotesi del "difetto".
 
Se invece nei prossimi giorni avremo il primo lancio
sub-orbitale ...
 
PS: uno dei 5 motori Saturn poteva dare 7'770 kn da solo,
ma era un motore "usa e getta", fatto per funzionare
168 secondi in tutta la sua vita breve operativa,
neanche 3 minuti.


 
Vi siete persi l'occasione di porre domande direttamente al sig.Musk :-)


 
Quindi da qui in poi per "T" si intende 1h 48'10" dall'inizio del video.
 
Al minuto T+1:41 (cioe' 1:49:54 del video) uno dei motori
(guardare quello piu' a sx) si allontana malamente dal
punto di ripresa, dopo uno scarto nel costante leggero
moto di correzione del gruppo di tre motori (pensate ad
un giocoliere che tiene in piedi una mazza da baseball,
tenendolo sulla punta di un dito alla base).
Dopo questo scarto, quel motore si e' spento.
All'inizio pensavo fosse un guasto, ma forse e' stato
deliberato.
Mentre invece continuava ad uscire un po' ossigeno. Credo che
sia quella la ragione del fuoco sulla destra a T+1:49.
Infatti una elevata concentrazione di ossigeno puo' far
prendere fuoco a materiali che non normalmente non bruciano,
se non esposti ad altissimo calore (tipo fiamma ossidrica).
Il fuoco si spegne a T+1:52 forse perche' ha esaurito i
materiali combustibili grazie all'ossigeno, ed e' rimasto
solo l'acciaio su quel lato.
Ragionandoci sopra, far uscire ossigeno criogenico aiuta
a raffreddare il motore che e' stato spento.
 
Il razzo ha continuato a salire con solo 2 motori su tre.
Notare come da T+1:52 c'e' una scia visibile laterale di
vapore che esce dal razzo. Se fosse stato di metano, a meno
che il razzo fosse gia' in alta atmosfera, avrebbe dovuto
prendere fuoco, e questo rafforza la mia idea che nel
motore spento continuava a fluire ossigeno.
Questo si vede meglio al telescopio, dal T+2:03, dove
si distingue chiaramente lo scarico dei due razzi, di
colore rosa, e sulla destra la scia di ossigeno, che
incontrando solo gas combusti, non si incendia.
 
Uno scarto di simile entita a quello del precedente guasto
si ripete al minuto T+3:12 e al minuto T+3:13 si spegne
un secondo motore
Lo scie di vapore bianco sono ora distintamente due.
 
Il razzo continua a salire, e verso T+4:00 le scie quasi
non si vedono piu' credo perche' abbiano chiuso le
valvole a quei due motori.
 
A T+4:26 la base del razzo e' avvolta da una nuvola di vapore
e a T+4:40 si ha quello che sembra una fiammata di ritorno,
credo abbiano spento l'ultimo motore acceso, e a T+4:41
l'immagine della "baia motori" viene commuttata con quella di
un alettone esterno e il razzo comincia la discesa.
 
A T+5:00 il razzo e' perfettamente orrizontale per
presentare la massa area di attrito aereodinamico.
 
A T+6:22 c'e' un banco di nuvole, ma cambia visuale
con un cannochiale dal basso.
 
A T+6:29 torna il video dalla baia motori, e a
T+6:31 si accendono tutti e tre i motori, e il razzo
comincia la manovra da posizione orrizontale verso
quella verticale, completata in pochi secondi.
 
A T+6:36 si vede chiaramente che il terreno e' troppo
vicino ... la manovra e' iniziata troppo tardi ?
 
A T+6:40 si osserva come il razzo scende troppo rapidamente
e che al T+6:42 si schianta a terra, scoppiando con il
carburante residuo.
 
Ehm, qualcuno ha sbagliato i calcoli nelle simulazioni e
iniziato le manovre di frenata troppo tardi. Forse avrebbe
dovuto essere piu' prudente, sprecare un po' piu' di carburante
nei primi atterraggi, per ridurre il consumo (cioe' frenare un
sempre piu' al limite) solo dopo con l'esperienza. Infatti,
l'errore di un accensione ritardata causa la distruzione,
l'errore di un accensione anticipata causa solo uno spreco
di carburante.
 
Questo oltre 4 ore fa.


 
PS: questo e' solo il sesto volo di un prototipo starship, non
guardare al numero seriale, alcuni propotipi sono stati
distrutti nelle prove a terra.
 
I motori raptor dissasemblati "rapidamente" e per sempre,
sono l'SN30, l'SN36 e l'SN42.
 
Ora tocca al SN9, che e' pronto, in attesa di essere portato al
suo destino finale sulla rampa di lancio. In coda stanno
completando SN10.


 
"Replacement of the damaged control surfaces was carried out in
  earnest, taking only a few days to complete."
 
Alcuni giorni fa sono state eseguite le prime prove di tenuta
criogenica delle "tubazioni interne".
Ieri poi e' stato fatto il pieno dei serbatoi con azoto liquido
per simulare condizioni simili al riempimento con metano e
ossigeno liquido (che avviene a temperature similari).
 
La prova con azoto e' meno rischiosa in caso di rotture
che avere in giro una miscela di metano e ossigeno.
 
Ed ora tutto sotto naftalina per alcuni giorni, mentre i
piu' si preparano a festeggiare l'arrivo del nuovo anno.