Nel celebre romanzo “Dalla Terra alla Luna”, Jules Verne immaginò che una capsula con dentro degli esseri umani venisse sparata fino al nostro satellite con un potentissimo cannone. Lo scrisse nel 1865. Il grande scrittore di fantascienza francese, un vero visionario, aveva anticipato i tempi anche se comprensibilmente si era lasciato influenzare dalle tecnologie dell’epoca. Poco più di 100 anni dopo, il 20 luglio 1969, degli uomini posarono davvero i piedi sulla superficie lunare. Erano gli astronauti della missione statunitense Apollo 11 Neil Armstrong e Buzz Aldrin. Per arrivarci fu però necessario un enorme razzo Saturno V alto 110 metri. Nessun cannone, insomma: per andare nello spazio servono i razzi spaziali.

Che cos’è un razzo?

Un razzo è un propulsore a getto che ottiene la spinta espellendo del propellente immagazzinato al suo interno. Anche se i primi esperimenti risalgono a molto tempo prima, lo sviluppo dei razzi ebbe un impulso decisivo durante la Seconda Guerra Mondiale, in particolare da parte della Germania. Celebri sono i V2 disegnati da Wernher Von Braun, che vennero usati per colpire la Gran Bretagna nelle ultime fasi del conflitto.

Negli anni '50 i razzi iniziarono ad essere utilizzati anche per raggiungere lo spazio: il 4 ottobre 1957 un R-7 Semyorka sovietico, derivato dal primo missile balistico intercontinentale, portò in orbita il primo satellite, lo Sputnik 1. Il 12 aprile 1961, spinto da un Vostok-K alto 30 metri, fu la volta di Yuri Gagarin, il primo uomo a valicare il confine dell’atmosfera terrestre. Parallelamente lo sviluppo dei razzi procedeva rapidamente anche in altri paesi, a partire dagli Stati Uniti.

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Dal punto di vista tecnico, il termine “razzo” si riferisce solo all’elemento propulsore ma viene comunemente utilizzato per identificare l’intero lanciatore, un veicolo molto più complesso che può contenere diversi sistemi propulsivi assemblati fra loro. Nel caso del Saturno V statunitense che nel 1969 portò i primi astronauti sulla Luna, per esempio, il lanciatore era suddiviso in tre stadi e c’erano cinque motori a razzo nel primo, cinque motori a razzo nel secondo e un motore a razzo nel terzo e ultimo stadio. Ogni stadio entrava in funzione in fasi diverse, sganciandosi poi una volta esaurito il propellente per non appesantire inutilmente la parte rimanente del lanciatore, che continuava l’ascesa.

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Dalle missioni Apollo al programma Artemis

Con i suoi 110 metri di altezza e una massa a pieno carico di circa 3000 tonnellate, il Saturno V delle missioni Apollo era un vero colosso. Per più di 50 anni è rimasto il razzo più potente mai costruito. Il primato gli è stato tolto solo di recente da SLS, il lanciatore sviluppato dalla NASA per il programma Artemis, che intende riportare l’uomo sulla Luna entro il 2025. Ha debuttato in una versione alta 98 metri nel novembre 2022 con la missione Artemis 1, che ha spedito in orbita lunare una navetta senza equipaggio. In versioni successive SLS potrà arrivare a circa 110 metri di altezza.

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Il programma per il ritorno sul nostro satellite naturale coinvolge le agenzie spaziali di numerosi paesi, dagli Stati Uniti al Canada, dal Giappone all’Agenzia Spaziale Europea. Prevede che SLS sia affiancato dal sistema di lancio composto dal razzo Super Heavy e dalla navetta Starship, di proprietà della compagnia privata SpaceX di Elon Musk. Ancora più potente, alto 120 metri, con un peso di 5000 tonnellate: il primo volo di test, effettuato il 20 aprile in Texas, si è concluso con un’esplosione controllata a una trentina di chilometri di altezza, ma l’azienda confida di poter procedere rapidamente nello sviluppo e di essere pronta quando verrà il momento di partire verso la Luna.

I razzi riutilizzabili

SpaceX è celebre anche per aver introdotto nel settore spaziale una vera rivoluzione: i razzi riutilizzabili. Dopo aver completato il loro compito, il primo stadio del suo lanciatore Falcon 9 e i booster laterali del più potente Falcon Heavy si staccano e sono in grado di atterrare. In questo modo possono essere usati nuovamente, abbattendo considerevolmente i costi dei lanci. La manovra è stata completata per la prima volta nel dicembre 2015 e ad oggi SpaceX è l’unica al mondo a riuscirci. Solo la compagnia privata Blue Origin di Jeff Bezos sa fare altrettanto con il primo stadio del suo razzo New Shepard, ma in quel caso si tratta di più modesti voli suborbitali, che portano cioè passeggeri o piccoli esperimenti appena fuori dall’atmosfera per poi farli rientrare immediatamente, senza inserirli nell’orbita terrestre.

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Geopolitica spaziale

Come già accennato, i razzi spaziali sono nati come evoluzioni dei razzi militari. Sin dai primissimi lanci questo settore ha avuto un ruolo strategico e si è intrecciato con questioni geopolitiche. Essere in grado di accedere autonomamente allo spazio è importante per questioni di prestigio, ma anche per ragioni legate al mondo della Difesa e per motivazioni economiche. Dalle telecomunicazioni alla navigazione satellitare, dalla meteorologia all’osservazione della Terra, i servizi che ci arrivano dallo spazio sono sempre più numerosi e rilevanti.

Per tutti questi motivi, gli investimenti nello spazio sono in forte crescita e riguardano moltissimi paesi: ovviamente gli Stati Uniti e la Russia, che ha raccolto il testimone dal glorioso programma spaziale sovietico; l’Europa, che è da decenni fra i leader mondiali; Cina e India, che con i propri lanciatori sono ormai in grado di inviare anche sonde verso Marte. Non solo: alle agenzie spaziali statali si va affiancando un vivace settore privato, soprattutto nel mondo occidentale.

La tabella riepiloga i lanci orbitali effettuati nel 2022:

*I lanci dalla Nuova Zelanda sono effettuati dall’azienda privata statunitense Rocket Lab

I programmi europei

Guardando al numero di lanci, appare evidente un dualismo fra Stati Uniti e Cina, con la Russia che segue a considerevole distanza. Ancora più staccata è l’Europa, che nel settore dei lanciatori sta attraversando una fase di transizione più complessa del previsto.

La porta europea verso lo spazio è il Centre Spatial Guyanais di Kourou. Si trova in Guyana Francese, a poche centinaia di chilometri dall’equatore, il luogo ideale per ricevere una spinta aggiuntiva verso lo spazio dalla rotazione terrestre. Costruito negli anni '60 dalla Francia, è un riferimento per tutto il Vecchio Continente dalla seconda metà degli anni '70, quando fu creata l'Agenzia Spaziale Europea.

Il suo razzo-simbolo è l’Ariane, un lanciatore pesante che nelle sue varie versioni ha effettuato più di 250 lanci dal 1979 a oggi. Nel corso degli anni lo spazioporto di Kourou ha ampliato la propria attività, diventando punto di partenza anche dei lanciatori russi Soyuz e del lanciatore leggero europeo Vega, costruito in gran parte da Avio a Colleferro, vicino a Roma.

I sei lanci spaziali del 2022 sono un numero molto basso se paragonato agli anni precedenti: nel 2021, per esempio, erano stati 15. Nel 2023 sta andando ancora peggio, con un solo lancio nei primi quattro mesi dell'anno: quello di un Ariane 5 che ha portato nello spazio la sonda JUICE diretta verso Giove.

La tabella mostra i lanci dallo spazioporto di Kourou avvenuti negli ultimi 10 anni.

È l'effetto di una serie di criticità. Innanzittutto lo stop ai lanci dei razzi Soyuz dalla Guyana Francese, deciso a fine febbraio 2022 dalla Russia come ritorsione per le sanzioni internazionali per l’invasione dell’Ucraina. In secondo luogo, l’inizio altalenante del nuovo lanciatore leggero Vega-C: dopo una serie di rinvii, l’attesa evoluzione del razzo Vega ha debuttato con successo nel luglio 2022 ma ha fallito la sua seconda missione nel dicembre successivo per un problema al secondo stadio. L’incidente ha reso necessaria una serie di test e controlli e si punta a farlo tornare a volare entro la fine del 2023. È in ritardo anche Ariane 6, la nuovissima versione dello storico razzo Ariane. Avrebbe dovuto debuttare nel 2020 ma i preparativi sono ancora in corso e si spera di vederlo decollare per la prima volta alla fine dell’anno.

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Insomma: dato che i lanciatori Vega e Ariane 5 stanno andando in pensione, fino al rientro in servizio di Vega-C e all’entrata in scena di Ariane 6 il ritmo dei lanci dalla Guyana Francese sarà necessariamente ridotto.

Anche se in questo momento il passaggio generazionale sta creando difficoltà, i nuovi lanciatori saranno importanti per fronteggiare la crescente competizione nel settore. Vega-C è più potente di Vega ed è in grado di portare nello spazio una maggiore varietà di sonde e satelliti. Ariane 6 si potrà produrre più velocemente e con costi inferiori del 40% rispetto ad Ariane 5. Potrà inoltre effettuare missioni più complesse grazie a un ultimo stadio che si potrà accendere più volte per posizionare più carichi in orbite diverse con un unico lancio.

Per un ritorno dell’attività a pieno regime è solo questione di tempo. Quella che invece continuerà a mancare all’Europa è la capacità di inviare autonomamente astronauti nello spazio. I razzi che partono dalla Guyana Francese portano in orbita solo sonde e satelliti, così l’Europa da sempre deve affidarsi a navette statunitensi e russe.

La situazione però sta per cambiare: l’Agenzia Spaziale Europea sta prendendo sempre più in considerazione l’idea di rendersi indipendente sviluppando una propria navetta. Anche ArianeGroup è al lavoro: nel settembre 2022, al Congresso Internazionale di Astronautica tenutosi a Parigi, ha presentato SUSIE. Si tratta di una nuova versione dello stadio superiore dell’Ariane 6, in grado di servire da navetta e di ospitare fino a cinque astronauti impegnati in missioni nell'orbita bassa terrestre. 

Turismo ad altissima quota

Volare nello spazio grazie alla spinta di un razzo non è certo alla portata di tutti. A un’élite di astronauti iperaddestrati si stanno però affiancando i turisti spaziali. Il primo in assoluto, l’mprenditore statunitense Dennis Tito, nel 2001 pagò una ventina di milioni di dollari per un seggiolino su una navetta russa Soyuz e una vacanza di pochi giorni nella Stazione Spaziale Internazionale. Negli ultimi anni con l’ingresso nel settore di compagnie private come Axiom Space e SpaceX, le opportunità si stanno moltiplicando. I costi sono ancora nell’ordine delle decine di milioni di dollari. Chi ha un budget più ridotto può prenotare un volo suborbitale con le compagnie private Blue Origin e Virgin Galactic spendendo fra alcune centinaia di migliaia e un milione di dollari circa.

Sono pacchetti turistici ancora riservati a persone con enormi disponibilità economiche, ma è facile prevedere che nei prossimi anni i prezzi scenderanno. Non è dato sapere di preciso invece quanto abbia speso l’imprenditore giapponese Yusaku Maezawa per comprare dei biglietti per un viaggio intorno alla Luna con SpaceX. Il progetto si chiama “dearMoon”. La partenza inizialmente era prevista nel 2023 ma è destinata quasi certamente a slittare un po’. A bordo, insieme a lui, ci sarà un gruppo di artisti e creativi che ha selezionato per raccontare in un modo diverso una missione nello spazio della durata di una settimana. Sarà una vera e propria gita in orbita lunare. Chissà cosa avrebbe potuto scrivere Jules Verne dopo un’esperienza del genere.

Il razzo SLS della missione Artemis 1 ( immagine: ESA-S. Corvaja)

Replica di un razzo Ariane 6 sulla nuova rampa di lancio (immagine: ESA-CNES-ArianeGroup-Arianespace-Optique)

La partenza del razzo Saturno V della missione Apollo 11 (immagine: NASA)

Lancio della missione Vostok 1 di Yuri Gagarin (immagine: NASA)

Lancio di un razzo Falcon 9 (immagine: ESA – S. Corvaja)