Elon Musk avanti tutta: BFR su Marte, Luna e Terra

Privati SpaceX
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In realta’ non e’ del tutto OT, perche’ mi aspettavo un mood diverso nei confronti della piega che sta prendendo l’astronautica negli ultimi anni, in particolare, anche riguardo al signore indicato nel titolo di questo 3d, ma non solo lui (un esempio meno noto, l’Electron che a me ha lasciato a bocca aperta e ha dimostrato un’altra strada molto promettente per fare le cose). Mi aspettavo un po’ piu’ di eccitazione, di divertimento e di spazio per la “nuova astronautica”. Forse sarebbe meglio prima leggere quanto avete scritto negli ultimi 5 anni, ma non si puo’ negare che in questo lasso di tempo la storia e’ cambiata e dobbiamo riguardare con altri occhi i bozzetti e i disegni di progetti mai realizzati della prima eta’ d’oro dell’astronautica. Adesso alcune di quelle cose forse tornano ad essere possibili, faremo cose nuove invece che spendere cifre folli per rifare cose gia’ fatte 50 anni prima. E anche per gli addetti ai lavori sul lungo termine il lavoro dovrebbe aumentare (ma questo discorso andrebbe sviluppato nelle sedi opportune). Mi aspettavo di trovarvi piu’ eccitati e sorridenti, ecco.

E questo nonostante che anche soltanto limitandosi al tema di questo 3d anche io avrei una lenzuolate di perplessita’. Ne cito qualcuna, questo almeno e’ in tema, anche se ripetera’ cose gia’ dette:

  • Tantissime cautele per lo human-rating del Falcon e poi lanci la gente senza LES su un mezzo molto meno collaudato, fatto con materiali mai provati e con margini molto piu’ ristretti

  • Gli fai fare un rientro dalla Luna a 11km/s invece che 8km/s il che vuol dire il doppio dell’energia cinetica.

  • Glielo fai fare con lo scudo termico piu’ grande mai costruito, molto piu’ grande di quello del Columbia per intenderci, e vorresti pure che fosse riutilizzabile senza ispezione.

  • Gli fai fare un atterraggio retropropulsivo con gente a bordo, che ai miei occhi di profano appare mooolto piu’ pericoloso del lancio stesso. E non c’e’ n’e’ nessun bisogno, almeno fino a che non devi trasportare centinaia di passeggeri di routine. Che hanno di male i paracadute, sono troppo sicuri e affidabili? E’ vero che gli aerei di linea non hanno i paracadute, ma a meno che tu non abbia una storia di centinaia di atterraggi andati a buon fine io mai e poi mai farei scendere la gente cosi’. Ma sono un profano.

-E poi io ho passato lustri a pensare che mettere il cargo e l’equipaggio sullo stesso veicolo, dato che hanno requisiti completamente diversi, fosse uno dei principali difetti dello Shuttle. Il cargo e’ spendibile, puoi semplicemente ottimizzare i costi rispetto alla probabilita’ di perderlo. Dover dare a 100 tonnellate di merce lo stesso livello di sicurezza di qualche centinaio di kg di umani mi sembra semplicemente uno spreco.

Poi magari hanno altre idee, non sono sicurissimo che gli obiettivi dichiarati coincidano con gli obiettivi reali.

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Ciao. Provo a formulare le prime idee che il tuo post mi ha ispirato.

Chi ha detto che il flyby lunare inaugurale sarà fatto con passeggeri a bordo?

Credo che dal momento in cui il prototipo avrà volato, il progetto evolverà ancora per soddisfare tutti i requisiti possibili che un tale progetto manned richiederà.

Il volo spaziale significa ancora essere sparati dalla esplosione controllata di un enorme petardo, e dunque costituirà sempre un rischio per chiunque si presterà a farne. Ciò nonostante qualsiasi veicolo sperimentale ha sempre avuto i suoi collaudatori. Oggi un sacco di uomini comuni farebbero carte false per assumersi quei rischi ed appagare uno dei desideri più improbabili e profondi che segna indelebilmente la nostra specie. Non dobbiamo invidiarli, ma neppure compatirli, né giudicare al loro posto cosa sia sbagliato. Dobbiamo a mio avviso solo assicurarci che siano consapevoli dei rischi.

L’atterraggio propulso è una di quelle innovazioni che hanno reso possibile una idea apparsa nella fantascienza di 60 anni fa. In questo caso sei tu a non esserne entusiasta. Eppure funziona, viene costantemente usata e SpaceX ne è assoluta maestra. Vedremo se sarà utilizzabile dai veicoli con equipaggio.

Alla fine chi progetta e costruisce la BFS e chi ne verificherà la sicurezza sono i professionisti qualificati di agenzie governative.

“LES”?

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Grazie per il feedback :slight_smile: Il mood che vedi sull’argomento “New Space” e’ (a mio modo di vedere chiaramente) il risultato di qualche anno di discussione tra iperpossibilisti/tifosi e vecchi borbottoni/prudentisti (disclosure: io appartengo a questi ultimi). Il punto fondamentale riassunto per sommissimi capi è che se da un lato nessuno dei due gruppi (checché se ne dica) neghi l’evidente passo avanti nato dall’arrivo di SpaceX nel settore aerospaziale, dall’altro è difficile non imparare dalla storia dell’astronautica che ci racconta di centinaia di progetti e idee brillanti poi naufragate, o di presunti “salvatori della patria” che pensavano di aver trovato scorciatoie ai problemi di fisica, tecnologia e medicina posti dall’avventura spaziale e che poi ci hanno sbattuto il muso.

L’altra cosa innegabile è che la fine delle missioni shuttle ha allontanato dal forum tanti utenti appassionati che probabilmente attendono qualche missione abitata in più, aspettano qualcosa di diverso, più innovativo del lancio di un satellite di telecomunicazioni (che di eccitante ha poco) e dimostrazione è che c’è più fermento attorno al rientro di un primo stadio del F9 che a qualsiasi altro evento spaziale (lo vediamo anche dalle statistiche di forum e blog della ns galassia di siti).

Sulle tue obiezioni, sì, direi che sono tra le tante nella testa del gruppo “vecchi borbottoni/prudentisti” e sono tutte giustificate. Vediamo (e speriamo!) come SpaceX se la caverà, tenendo un occhio anche a Bezos/Blue Origin.

Tornando in chiusura alla comunità, per sistemare il mood serve il contributo di tutti, specie se aiuta il nostro tanto agognato buon rapporto segnale/rumore che ahimè non è sempre ottimale. Speriamo tu voglia rimanere da queste parti e darci una mano :wink:

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Effettivamente la cosa che preoccupa di più del BFR è che segue la direzione opposta a quella presa dalla NASA per Orion/CST/Dragon per riprendere lo stile Shuttle. Niente launch escape system, con il secondo stadio in grado di performare un abort solo a qualcosa tipo 2 minuti+ dopo il lancio. Inoltre il design particolare del BFR mi aveva fatto sorgere un altro interrogativo. Nel caso del fallimento del primo stadio (non catastrofico), con il secondo stadio incapacitato a raggiungere l orbita, la Falcon Ship sarebbe costretta a un atterraggio autopropulso praticamente pieno di carburante con un peso sicuramente che le gambe non reggerrebbero e che sarebbe difficile da rallentare. Quindi credo che la Falcon Ship dovrebbe avere qualche capacità di fuel dumping come gli aerei commerciali.
Altra incognita sono appunto gli stress strutturali a cui sarà sottoposto il BFR, che in teoria sarà la prima navetta a performare 2 decolli (uno da Terra e uno da marte) e due rientri a velocità interplanetari. Sfide ingegneristiche non da nulla. Anzi.

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Con un possibile equipaggio di alcune decine di persone è difficile ipotizzare per BFS sistemi di salvataggio tradizionali per veicoli più piccoli come le torri di fuga.

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Alcuni spunti/considerazioni:

  • stando all’ultima presentazione il primo volo orbitale è nel 2020 il viaggio lunare è nel 2023 … c’è molta sperimentazione in mezzo
  • entro in un campo non mio, ma mi pare scorretto confrontare una grande superficie piana che plana (lo shuttle) con una superficie curva che cade (anche le 2 grandi ali sono rivolte verso l’alto non contro la direzione dell’aria) e dove l’aria può scorrere in modo molto piu agevole. Penso, che le temperature a parità di condizioni siano molto piu basse perchè l’aria staziona meno sotto la navetta e si comprime/riscalda meno
  • l’espulsione penso sia come per la dragon 2 … i motori della navetta si accendono e si allontana

PS
io faccio parte degli ottimisti (con i giusti tempi)

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LES = Launch Escape System: https://en.wikipedia.org/wiki/Launch_escape_system

E’ un sistema fondamentale per la sicurezza, sviluppato e usato nell’eta’ d’oro e richiesto di nuovo dalla Nasa, che presuppone che l’equipaggio sia su una capsula separata rispetto al veicolo in cui ci sono i motori di potenza e gli altri esplosivi vari dentro i serbatoi (perche’ questo sono). Lo Shuttle non l’aveva e anche per questo ha ammazzato della gente (con un del tutto ipotetico LES avrebbero potuto staccare la capsula dal Challenger una volta verificato che i booster stavano andando in avaria). Con una capsula separata dotata di LES e di capacita’ di rientro potrebbe essere possibile abortire una missione in qualunque momento salvando tutti i presenti a bordo, prima del lancio, durante e una volta in orbita.

Addirittura se il LES e’ affidabile in teoria potrebbe essere addirittura piu’ sicuro PRIMA far salire a bordo gli astronauti e POI fare il pieno, soprattutto se il veicolo rifornito potrebbe esplodere in qualunque momento magari mentre l’equipaggio sta salendo e lo staff li sta aiutando. E’ un tema degli scorsi mesi, la Nasa doveva autorizzare il cosiddetto load-and-go: Qui un articolo sul tema: https://spaceflightnow.com/2018/08/09/nasa-signs-off-on-spacexs-load-and-go-procedure-for-crew-launches/

Se il LES e’ affidabile e funziona sempre potrebbe essere piu’ sicuro aggiungere gli esplosivi solo quando l’equipaggio e’ ben protetto dentro la capsula con sotto lo scudo termico e un sistema che li lancia via di li se qualcosa esplode.

Ovviamente Shutte e BFS non lo hanno, almeno nei renderng autunno-inverno pubblicati recentemente :slight_smile:

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Quello del “launch abort” è un tema molto scottante, nella storia Voskhod, Shuttle e Buran erano sprovvisti di sistemi di fuga durante il lancio, mentre per il rientro c’è oggettivamente poco che si possa fare. La “torre di salvataggio” ideata per la NASA dal grande Max Faget è uno dei sistemi possibili ma non l’unico.
Al momento non esistono indicazioni, ne in un senso ne nell’altro, riguardo possibili sistemi di fuga al lancio del BFS. Tali sistemi dovrebbero essere imprescindibili anche se, con una punta di cinismo, mi viene da pensare che tutti sappiamo che un velivolo da caccia dispone di sedili eiettabili mentre uno commerciale no. Se come passeggeri di un aereo di linea siamo disposti ad accettare il rischio di non poter abbandonare il velivolo in caso di pericolo, non vedo perché dovremmo fare eccezione per una nave spaziale.

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Mettere piede su un moderno A350 o un B777 significa che il rischio praticamente non esiste. Gli aerei di linea moderni hanno raggiunto standard assurdi. E anche in caso di emergenza, la maggior parte delle volte ci si salva. Un razzo per via della sua natura non potrà mai raggiungere la sicurezza di un moderno jet. E se qualcosa va storto al lancio, anche qualcosa di secondario, i problemi che ne sorgono sono seri. Il paragone tra aerei di linea e razzi di Musk non calza proprio a pennello. Anzi.

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Il Dragon e il CST-100 ce l’hanno, il LES.

Da profano io mi sentirei piu’ sicuro se inizialmente usassero il BFR solo per cargo e tanker e per un bel po’ continuassero ad usare il Falcon 9 + Dragon per l’equipaggio.

Poi, quando hai una lunga storia di lanci e atterraggi andati a buon fine passi ad una soluzione piu’ industriale e piu’ simile all’aviazione di linea e fai il BFS abitato (che sara’ molto piu’ complesso e costoso), che tra l’altro si giustifica per un numero di passeggeri simile ai voli di linea, avendo un volume pressurizzato superiore a quello dell’A380.

Ma come dicevo io incomincio a pensare che il buon Elon ci stia prendendo in giro con questo voletto lunare degli artisti, e forse non e’ vero che l’obiettivo sia Marte subito. Magari quello che vuol fare e’ piu’ simile a quanto ho descritto, ma non scopre le carte. Cambierebbe il corso della storia lo stesso.

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Che sciocchezza, tutti i mezzi di trasporto umano hanno un’intrinseca percentuale di rischio. Come fai ad essere così categorico nel dire che in un moderno velivolo di linea, per quanto molto sicuro il rischio è zero???
I primi velivoli erano molto meno sicuri dei primi veicoli spaziali ma questo non ha impedito all’umanità di volare. La sicurezza è un fattore incrementale e va di pari passo con le tecnologie. Il BFS nascerà in ogni caso più sicuro di uno shuttle in primis per la differenza di architetture e poi per le “lessons learned” a livello storico. Poi magari avrà i suoi propri fattori di rischio, certo non quelli dello shuttle, ma questo lo scopriremo solo se è quando volerà.

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Io invece credo che Marte sia fumo negli occhi ed il vero business sarà nel trasporto passeggeri intercontinentale con intermezzo turistico in orbita. Anche questa ipotesi spiegherebbe la fretta per l’applicazione manned.
Taglierebbe anche subito le gambe alla nuova concorrenza che pare conti molto sul turismo.
Nel frattempo contratti governativi per il trasporto lunare saranno essenziali per far quadrare i conti.

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Si però,mi viene da pensare che questa l’abbiamo già sentita nel novembre del 1982,e ne prendemmo atto,perchè ci sembrò un affermazione logica,direi sensata e pacifica,.
Poi però il 28 gennaio 1986 ci riportò tuti alla realtà, ed il paragone con i voli di linea mostrrò drammaticamente il suo limite.
Non vorrei che la storia dovesse ripetersi,ricordandoci ancora una volta gli ordini di grandezza diversi in termini di complessità e ambiente tra aeronautica ed astronautica.
Non vorrei che il BFR (se mai volerà) possa un giorno essere ricordato accanto ad altre meraviglie tecnologiche come il Titanic o il dirigibile Hindemburg.
E non dimentichiamoci che un ente spaziale nazionale come la NASA può sopravvivere a una tragedia (è sopravvissuto a ben tre), un azienda privata non so.
Forse tra una NASA che,scottata dalle lezioni del passato, è disposta ad aspettare anni ed anni per far volare un veicolo spaziale con equipaggio allo scopo di ridurre il più possibile i rischi e dei privati che invece sono disposti a mettere nel conto il rischiare le vite di equipaggi e passeggeri andrebbe trovata una via di mezzo.
Buon senso,forse,dovrebbe indurre a considerare il BFR un ambiziosissimo veicolo sperimentale ( come si disse dello Shuttle dopo le note docce fredde),e non una specie di nave spaziale da crociera.

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Sentire queste affermazioni così nette sul trasporto aereo civile quando vi sono comunque diversi incidenti, anche mortali, annui mi stupisce… e si badi bene che il numero è in calo (almeno per numero di decessi) solo nel corso di 100 (dico 100) anni e miliardi di persone trasportate contro le poche centinaia nello spazio.

Sicuramente un razzo ha attualmente, di per se, un rischio maggiore di un volo aereo di linea ma, a parte questo, quanto siamo sicuri che un LES possa salvare la vita degli astronauti? La NASA non ha mai avuto l’occasione di provarlo in condizioni reali. I sovietici si ma si trattò di un incidente sulla rampa e non in volo… e comunque il LES si attivò diversi secondi dopo che i problemi al razzo S7 divennero ben visibili anche a centinaia di metri di distanza.

Poi non ho capito come si possa affermare che il BFS si possa sganciare dal BFR solo dopo 2 minuti dal lancio… quando mai Musk o la SpaceX lo hanno detto? Io invece immagino (ma ovviamente non ne sono sicuro perché questo argomento, dato che abbiamo ancora un sistema non definito perfettamente come dimostrato dall’ultimo design, non è stato affrontato) che potrebbe funzionare come per il Crew Dragon, ovvero che un distacco della nave con equipaggio potrebbe avvenire dal momento che si trova sulla rampa fino al termine della fase propulsa del BFR. Questo si che sarebbe un sistema di salvataggio che potrebbe essere comparabile, e perfino per certi versi migliore, del classico LES della NASA.

Per me pensare che il futuro del volo spaziale umano sia per SEMPRE legato a piccole capsule da 3/4 posti che atterrano appese a dei paracadute è voler negare che la tecnologia umana possa evolvere… Lo Space Shuttle (ed il Buran, X-37B e Dream Chaser tanto per citarne alcuni) dimostrano che la via per lo spazio diversa dalle capsule è possibile. SpaceX ci ha dimostrato un’ulteriore via ma, come tutte le cose innovative e maggiormente complesse richiedono tempo, costi, sforzi e si, purtroppo, anche sacrifici estremi. Forse non vedremo mai volare il BFR/BFS di SpaceX ma, prima o poi, la strada dovrà essere intrapresa da qualcuno se non vogliamo restare legati a questo piccolo, insignificante e, purtroppo, inquinato e sovrappopolato pianeta.
Lo so, sono un inguaribile ottimista ma se non pensassi queste cose immagino mi sarei già dato alla pesca sportiva o all’ippica… :slight_smile:

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Io sono ottimista per vari motivi:
1 - il motivo principale è il metodo di sviluppo della SpaceX, basato su un inizio relativamente anticipato, con un contenuto di innovazione incompleto ma più affidabile, seguito da uno sviluppo continuo. Si possono fare vari esempi, dal carico massimo del Falcon 9 che partito da 10 t ora è più che raddoppiato. I Merlin all’inizio erano molto più pesanti, oltre che meno performanti, e secondo me vuol dire che inizialmente si sono fatte scelte conservative, che puntavano alla sicurezza più che alla performance. La riusabilità è arrivata sempre molto dopo, non solo per i F9, ma anche per i cargo Dragon, e lo stesso sarà per la dragon 2.
Non fanno tutto subito ma grazie ad una buona progettazione iniziale riescono nel tempo ad introdurre importanti innovazioni al loro progetto. Per contro mi pare molto più rischioso la filosofia della Blue Origin, perché vuole passare in pochi anni da un razzo suborbitale ad un razzo super pesante.
1 bis - molte scelte fatte nel disegno del BFR degli ultimi 2 anni vanno nella scelta di renderlo più economico fattibile, come la scelta della dimensioni dei motori (per usare le attrezzature industriali dei Merlin) o i motori per il vuoto rimandati.
2 - l’altro motivo sono proprio i soldi che molti invece considerano il rischio maggiore, spero di riuscire a spiegarmi. La SpaceX non nasce per fare soldi (ed infatti stava per fallire) ma per realizzare il Sogno del suo proprietario, che non essendo uno stupido sta procedendo per passi successivi, più o meno grandi, ma soprattutto costanti. Per realizzare il suo sogno periodicamente fa raccolte di capitale, l’ultima da 500 ml.
Ma soprattutto ha un grande jolly da giocare, la sua “capitalizzazione” valutata oltre 30 mld di dollari. Se proprio volesse potrebbe aumentare il capitale cedendo il 25% (quota che non ne compromette il controllo) per 10 mld. Non dico che succederà ma in caso di difficoltà/necessità niente gli vieta di incassare qualche miliardo e far entrare nella società per esempio un fondo sovrano arabo.
3 - essendo un sistema super pesante si può inizialmente sprecare peso, sia nel razzo (il calo del payload potrebbe essere anche dovuto ad un maggiore scudo termico) che nella missione per Marte. Un responsabile per Marte della SpaceX ha dichiarato che possono barattare peso in più in cambio di attrezzature affidabili e disponibili nel breve periodo. Tale affermazione è avvenuta, se non ricordo male, alla prima riunione con la comunità scientifica (forse ad inizio agosto) nella quale era invitata anche una ditta costruttrice di macchine per l’industria mineraria che nulla ha mai avuto a che fare con lo spazio.
Se scambiando peso per tempo ed economia riesce a sbarcare anche solo 30t di merci su Marte, si ritrova assediato dalle agenzie spaziali e non solo.

E poi lo sviluppo prioritario della Dragon 2 (si spera) sta per finire, i raptor sono quasi pronti, i test dei serbatoi sono già iniziati, la costruzione della fabbrica e dello spazio porto va avanti… Non ci resta che attendere e vedere chi tra il BFR ed il SLS 1B porta più carico al Gateway. Incrociando le dita.

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Analisi molto interessante, ai miei occhi di non addetto ai lavori.
Se puoi linka anche qualche fonte.

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Una delle grandi innovazioni di SpaceX, che sta gia’ finendo nei libri, e’ la tecnica di progettazione.

Importanti parti dei lanciatori sono 3d printed. Pare che non sia mai stato lanciato un Falcon 9 identico al precedente. Ad ogni lancio sono state introdotte piccole variazioni e miglioramente in base all’esperienza e ai dati raccolti con i lanci precedenti. In pratica vengono estesi i metodi di sviluppo progressivo e programmazione agile, progetti a spirale, chiamiamoli come ci pare, tipici dell’industra del software alla punta di diamante dell’industria fisica, che e’ il settore aerospaziale. E in un certo senso e’ anche simile all’evoluzione dei sistemi biologici. Non sono assolute novita’, come idea, ma SpaceX e’ forse il case piu’ significativo. La stampa 3d e’ un’altra innovazione che guardavo con relativo scetticismo, invece abilita dei cambi di paradigma impressionanti… se intesa come tecnica di rapidissima prototipazione.
Ai tempi dello Shuttle dovevano progettare e testare tutto a secco, perche’ doveva funzionare al primo colpo. Questo e’ costosissimo. E poi se qualcosa non era perfetto dovevi tenertelo cosi’, perche’ modificare anche lievemente certe parti del progetto sarebbe stato proibitivo. SpaceX invece si fa un vanto dei fallimenti di successo, tanto e’ vero che pubblicano su Youtube la collezione di tutti i loro schianti in atterraggio. Un buono schianto insegna molto di piu’, in tempi molto piu’ rapidi e a costi piu’ bassi di anni di modelli matematici ed eserciti di progettisti e analisti che verificano tutto.

In realta’ anche in un’altra epoca storica si e’ avuto un progresso dell’aerospaziale cosi’ veloce, ed e’ stato durante la seconda guerra mondiale. In pochissimi anni si e’ passati dai muli e dai biplani al superamento della karman line (ci si dimentica che i primi ad andare nello spazio sono stati i tedeschi con le V2, con voli suborbitali fino a 180km di altezza), ai motori a reazione, al primo computer e alle armi nucleari. Ma a quel tempo l’economia di guerra garantiva risorse infinite, inoltre la vita umana era spendibile quindi imparavano anche da schianti con gente a bordo o buttando armi nucleari vicino o sopra zone abitate. Anche la prima parte della guerra fredda, in minor misura, e’ stato cosi’. Poi quando la situazione si e’ normalizzata paradossalmente il progresso si e’ rallentato, l’obviettivo e’ diventato non farsi male e conservare i posti di lavoro e l’industria consolidata.

Che ci piaccia o no questo signore ha scompigliato un po’ le cose, facendo anche scuola (anche altri privati sono arrivati nello spazio e adesso le startup spaziali sono nell’ordine del centinaio). A me piace. Per gli addetti ai lavori che vedono scompigliato il loro settore ribadisco che, per le leggi dell’economia e come funziona l’elasticita’ della domanda e la viscosita’ della domanda sul medio termine ci sara’ piu’ da lavorare.

Il BFR anche se venisse ridotto ulteriormente di dimensioni, anche se restasse solo cargo e solo LEO, se riesce a mantenere la promessa della riutilizzabilita’ totale e veloce, cambia il gioco completamente.

Quindi pazienza, mettiamoci comodi, procuriamo il pop corn e godiamoci anche le intemperanze e le sboronate che fanno parte dello spettacolo.

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La tecnica di progettazione a cui fai riferimento, al netto della stampa 3D, è quella tradizionalmente praticata russi. Da questo punto di vista e considerando tutta una serie di caratteristiche tecnologiche rendono la Spacex la più “russa” tra le aziende americane. Che alla radice della Spacex ci sia stato un team di russi…

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La tecnica di progettazione a cui fai riferimento, al netto della stampa 3D, è quella tradizionalmente praticata dai russi. Da questo punto di vista e considerando tutta una serie di caratteristiche tecnologiche rendono la Spacex la più “russa” tra le aziende americane. Che alla radice della Spacex ci sia stato un team di russi…

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Musk si è studiato libri su libri di progettazione di missili balistici russi prima di andare a contrattare con loro, con scarsi risultati. È da lì che gli è nata l’idea di crearseli in casa.