La maggior parte dei razzi di metallo sono finiti nel grande buco nel cielo

Ho un segreto colpevole che ora posso condividere: me io amo Missile pesante Delta 4.

No, non mi piaceva il prezzo, che era irragionevole, a volte si avvicinava ai 400 milioni di dollari. Ciò ha impedito a Delta di avere clienti diversi dal governo degli Stati Uniti. Non mi piaceva il basso ritmo di volo, solo 16 missioni in 20 anni. Ciò ha impedito all’operatore del razzo, United Launch Alliance, di avvicinarsi anche lontanamente a operazioni così efficaci.

Ma c'erano due cose che mi piacevano del razzo Delta IV Heavy, che ha avuto il suo lancio finale martedì. Mi è piaciuto vederlo volare. E mi piace il fatto che, nonostante tutti i suoi aspetti positivi, abbia dimostrato che le aziende private potrebbero sviluppare un razzo pesante. Sebbene il booster Delta sia il prodotto di decenni di sviluppo spaziale tradizionale, ha fornito uno sguardo al futuro del lancio commerciale in cui viviamo oggi.

Più metallo che razzi

Il lancio del Delta IV Heavy nel giugno 2016 ha prodotto l'immagine di lancio più straordinaria che abbia mai visto (mostrata di seguito). Il lancio della missione segreta in una giornata parzialmente nuvolosa, vicino al mare, ha prodotto non tanto un'immagine del lancio del razzo quanto qualcosa che somigliava a un dipinto impressionista con l'enorme nuvola di polvere che sollevava.

Sicuramente è stato bellissimo vedere volare.

L'altra cosa bella di guardare il lancio del Delta IV Heavy è che il razzo sembrava sempre sul punto di esplodere mentre una palla di fuoco attraversava il veicolo.

Ciò è dovuto ai suoi enormi motori a razzo RS-68. Il motore consumabile RS-68 è stato sviluppato durante gli anni '90 da Rocketdyne e doveva essere meno costoso e più potente dei motori principali riutilizzabili RS-25 dello Space Shuttle. Entrambi i motori funzionano con una miscela di carburante criogenico di idrogeno liquido e ossigeno liquido.

Il fenomeno della palla di fuoco si verifica a causa delle differenze di progettazione tra i motori principali dell'RS-68 e dello shuttle e perché la valvola di spinta dell'RS-68 rimane aperta più a lungo prima che l'ossidante inizi a fluire. Fondamentalmente, quando si avvia il motore, solo l'idrogeno liquido passa attraverso il motore perché è chimicamente meno attivo dell'ossigeno.

Questo idrogeno esce dal motore e, poiché l'idrogeno è così leggero rispetto all'aria circostante, sale verso l'esterno del razzo. Quando l'ossigeno liquido comincia a fluire, l'idrogeno in eccesso si accende formando una palla di fuoco. Ciò accade durante gli ultimi cinque secondi del conto alla rovescia. Questo processo di progettazione era intenzionale e l'esterno del missile era configurato per resistere alla palla di fuoco.

Sembrava fantastica ogni volta.

Uno sguardo al futuro

Dopo il ritiro dello Space Shuttle della NASA nel 2011, il Delta IV Heavy è diventato il razzo operativo più potente del mondo, con una capacità di sollevamento di circa 29 tonnellate nell'orbita terrestre bassa. Solo pochi veicoli sviluppati dal governo, tra cui il razzo lunare Saturn V della NASA e il rover Energia russo, hanno una maggiore capacità di sollevamento.

C'è stato un tempo, circa 20 anni fa, in cui il Delta 4 Heavy era considerato il principale veicolo di lancio per la navicella spaziale Orion che la NASA stava sviluppando. Con uno stadio superiore più potente – in seguito noto come Advanced Cryogenic Advanced Stage, o ACES – avrebbe potuto svolgere un ruolo nell’esplorazione umana oltre l’orbita terrestre bassa.

Tuttavia, nel 2006, l’amministratore della NASA Mike Griffin annullò tali concetti commissionando uno studio di ingegneria dei sistemi di esplorazione, che portò l’agenzia spaziale a evitare opzioni commerciali e a sviluppare un proprio razzo superpesante. Alla fine questo divenne noto come Space Launch System. La NASA ha speso più di 20 miliardi di dollari per sviluppare il razzo SLS e i suoi costi di lancio superano i 2 miliardi di dollari.

Tuttavia, negli ultimi due decenni, la presenza del Delta IV Heavy ha offerto un’altra via. Nello specifico, attraverso lanci multipli di veicoli commerciali, noti come lanci distribuiti, la NASA può promuovere un’architettura di esplorazione più sostenibile utilizzando razzi meno costosi e rifornimento di carburante nello spazio. Alla fine del 2019, alcuni all’interno della NASA stavano prendendo in considerazione missioni sulla Luna utilizzando una combinazione del razzo Delta IV Heavy di SpaceX e del razzo Falcon Heavy. Il booster Delta IV non sembra un campione del lancio commerciale, ma in tutta onestà lo era. Si potrebbe citare i veicoli per carichi pesanti Delta e Falcon e dire che esiste un modo migliore.

Naturalmente si sviluppò una storia diversa. Il lancio del razzo Delta IV Heavy è stato ormai completato. La NASA, grazie alla pressione persistente del Congresso, è riuscita a mantenere il massiccio e costoso razzo Space Launch System. Probabilmente effettuerà qualche altra missione.

Tuttavia, il futuro risiede nel lancio distribuito. Sia SpaceX, con il suo razzo Starship, che Blue Origin, con la sua navicella spaziale New Glenn, stanno sviluppando piani per lanci multipli e depositi di carburante, con l’obiettivo di creare un piano sostenibile per l’esplorazione dello spazio. Per sbloccare questo futuro, hanno portato il Delta IV Heavy un ulteriore passo avanti incorporando il riutilizzo.

È morto, ma il futuro che aveva promesso non c'è più.

Immagine dell'elenco di United Launch Alliance