Al di là delle stelle, la storia dei lanciatori europei nello spazio

Per aspera ad astra, dicevano i romani, un'affermazione che, mai come in questo caso, designa perfettamente la storia dei vettori europei, costellata di insicurezze e successi fino a giungere ai giorni d'oggi, con una data importantissima, e vicinissima, per il nostro paese: il 13 febbraio, infatti, dalla base di Kourou, nella Guyana Francese, toccherà a Vega, il nuovissimo piccolo lanciatore che effettuerà il suo primo «volo di qualifica». Oltre a compiere questa sorta di collaudo finale, in cui si verificherà la funzionalità dell'intero sistema di lancio e controllo, Vega porterà con sé il satellite Lares, da cui il nome della missione dell'Agenzia Spaziale Italiana volta al perseguimento di importanti obiettivi scientifici nel campo della fisica gravitazionale, della fisica fondamentale e delle scienze della Terra. Una volta in orbita, Lares, una sfera in tungsteno dotata di retroriflettori che ne renderanno riconoscibile la posizione dal suolo con precisione elevatissima, rilascerà nove CubeSats, ovvero micro satelliti da un chilogrammo ciascuno, sviluppati da diverse università europee con differenti finalità formative, ed il mini satellite ALMAsat -1, progettato e realizzato dall'Università di Bologna.

Nato da un'idea italiana, Vega consentirà finalmente all'Europa di acquisire una definitiva autonomia nello spazio, andandosi ad affiancare al Soyuz russo e ad Ariane 5, il lanciatore costruito e sviluppato dall'ESA che ha effettuato il suo primo volo negli anni '90. Ci si potrebbe chiedere, dunque, vista l'esistenza di altri due vettori, per quale ragione l'Agenzia Spaziale Europea avrebbe ritenuto indispensabile realizzarne un terzo; la parola, a questo proposito, a Marcello Onofri, docente di Propulsione Aerospaziale all'Università di Roma Sapienza, nonché massimo esperto italiano di lanciatori:

Il sistema che consente di collocare in orbita un satellite è costituito essenzialmente di tre elementi: il satellite stesso, la missione che deve svolgere (cioè a che quota è prevista l'orbita di quel satellite), e dalla potenza necessaria per raggiungere questa orbita (cioè da lanciatori con differenti spinte propulsive). In termini pratici quindi ogni classe di satelliti/missioni richiede uno specifico lanciatore. L'Europa per garantirsi un autonomo accesso allo spazio si è quindi dotata di un'intera famiglia di lanciatori, ognuno dei quali ha uno scopo differente dall'altro. In particolare, Ariane 5 colloca in orbita satelliti molto pesanti (ad esempio i sistemi di telecomunicazioni, del peso di 4 o 5 tonnellate) su un'orbita che tipicamente per queste missioni è ad una distanza di 36 000 km dalla terra; Soyuz colloca in orbita satelliti di minor peso (quelli per la navigazione, come i satelliti per il GPS) che operano su orbite intorno a quote di 20 000 km da terra; infine, Vega opererà per missioni scientifiche e per satelliti di osservazione della terra del peso di 500 -2 000 kg orbitanti a distanze di 300 – 1 000 km da terra.

GLI ESORDI ED I PRIMI LANCI – Il sospirato «autonomo accesso allo spazio» è il frutto di un lavoro che, in verità, va avanti da decenni, a partire dal primo lanciatore Europa: era costituito da tre stadi (le parti che vengono fatte staccare in automatico in seguito al lancio), il primo Blue Streak sviluppato dalla gran Bretagna, il secondo Coralie dalla Francia, il terzo dalla Germania, con payload, il carico utile, italiano. L'esperienza dei lanci falliti (undici dal 1964 al 1971) pose in evidenza l'importanza di progettare ed assemblare ciascun lanciatore come un unico sistema, verificata l'impossibilità di costruire un razzo funzionante mettendo insieme moduli con tecnologie diverse: da qui il programma Europa chiuse e si decise di sviluppare un nuovo vettore a cui venne dato il nome di Ariane 1, da Arianna, la mitica figlia del Re di Creta Minosse, utilizzando un motore francese, Viking, in cui solo l’ultimo stadio per l'immissione nell'orbita finale era di concezione differente, ma sempre francese.

DA ARIANE 1 AD ARIANE 5 – Un gruppo di scienziati tedeschi, che aveva lavorato all'epoca del conflitto mondiale alle V2 considerate i precursori dei missili balistici, contribuì in maniera massiccia al progetto. Poiché la potenza di Ariane 1 era piuttosto bassa dopo i primi successi si passò all'Ariane 2 e, successivamente, all'Ariane 3, tutti di design molto simile al primo: la differenza era data dal fatto che al lanciatore vennero affiancati dei supporti di spinta collegati a serbatoi a propellente solido (booster). Ma è con Ariane 4 che si consolida il successo del lanciatore europeo, con sei diverse versioni a seconda del payload da inviare nello spazio. Quando l'incremento di peso dei satelliti impose nuovi standard ai razzi, nacque Ariane 5, in grado di portare in orbita fino a dieci satelliti da una tonnellata ciascuno; non l'evoluzione dei precedenti Ariane, bensì un lanciatore completamente differente, basato su Vulcan, un motore del tutto nuovo criogenico ad idrogeno liquido, dotato di booster a propellente solido con contenitori leggerissimi ma estremamente resistenti: il solo elemento rimasto invariato era l’ultimo stadio per la messa in orbita del carico.

IL LANCIATORE SOYUZ – Assieme ad Ariane 5 l'Europa potrà ora contare su Soyuz, il vettore che fino a poco fa effettuava lanci per conto di tutti i paesi del mondo pur restando in sostanza della Russia, gestito dalla Roscomos, e che adesso, in una versione modificata (che gli consentirà di raggiungere l’orbita terrestre media, tra i 2 000 ed i 20 000 chilometri di altezza, allo scopo di mettere in orbita i satelliti del sistema Galileo) farà anch'esso parte della «famiglia di lanciatori» europei: la sua nuova base sarà, dunque, Kourou in luogo di Baikonur, in Kazakistan, e da qui l'Agenzia Spaziale Europea stabilirà quando e con quale payload lanciarlo. Soyuz è un lanciatore assai affidabile, sostanzialmente rimasto inalterato dai tempi della sua prima realizzazione, fatta esclusione per gli opportuni aggiornamenti di tecnologia; ha all'attivo circa 1600 lanci con elevatissime percentuali di successo. La base di lancio progettata per questo gigante russo a Kourou è stata modellata sulla base di quella kazaka: il problema della differente conformazione del terreno è stato risolto creando un enorme scavo dove si raccolgono i gas di scarico, imitando le condizioni di Baikonur.

VEGA, IL VETTORE PER I PICCOLI CARICHI – Con un carico che si aggirerà intorno alla tonnellata e mezza, Vega sarà il più piccolo tra i lanciatori europei; realizzato principalmente nel nostro paese, che è anche il maggior finanziatore del programma, conferirà finalmente al nostro paese e all'Europa l'agognata autosufficienza in termini di politiche spaziali. Guardando all'immediato futuro, in cui grandi sfide astronautiche aspettano parte dei paesi del globo, tra l'affacciarsi della Cina e l'arrivo dei privati, si comprende facilmente perché la data del 13 febbraio sia di importanza fondamentale per l'Italia e per gli stati europei.