Razzi: motori, stadi e missioni dei grandi lanciatori

I razzi sono veicoli di lancio: trasportano carichi dalla Terra e, in alcuni casi, li inseriscono in orbita o li inviano oltre. Per capirne le prestazioni bisogna guardare oltre un singolo numero. Un motore può spingere uno stadio centrale, un booster a propellente solido può aggiungere spinta durante il decollo e uno stadio superiore può svolgere una funzione diversa dopo che il veicolo ha lasciato l’atmosfera. Anche la capacità di carico dipende dalla destinazione dichiarata: l’orbita terrestre bassa e l’orbita di trasferimento geostazionaria non sono lo stesso obiettivo.

Le fonti raccolte qui descrivono componenti e capacità di diversi lanciatori. Non offrono un confronto completo e omogeneo di massa del carico, costo, affidabilità o frequenza dei lanci. I dati vanno quindi letti nel loro contesto, non come elementi di una gara diretta.

SLS: il lanciatore NASA per l’esplorazione lunare

Lo Space Launch System (SLS) è un razzo pesante di NASA legato ai piani dell’agenzia per l’esplorazione dello spazio profondo. NASA afferma che tutte le configurazioni SLS usano uno stadio centrale con quattro motori RS-25. Per la prima configurazione, chiamata Block 1, l’agenzia indica una capacità superiore a 27 tonnellate metriche (59.500 libbre) verso orbite oltre la Luna. Il dato riguarda una destinazione specifica e non va equiparato senza riserve alle capacità dichiarate per le orbite terrestri.

SLS utilizza anche grandi booster solidi. NASA li descrive come i più grandi e potenti booster a propellente solido mai costruiti per il volo. Ognuno è alto 17 piani e brucia circa sei tonnellate di propellente al secondo. La fonte aggiunge che ciascun booster genera una spinta superiore a quella indicata da un confronto con «14» unità a quattro motori, ma il testo disponibile non identifica chiaramente tali unità. Il confronto incompleto non consente un’interpretazione precisa e non viene sviluppato qui.

La missione Artemis I illustra il ruolo dei motori in una missione specifica. Secondo NASA, il motore RL10 ha fornito la propulsione nello spazio che ha permesso di inviare verso la Luna una navicella Orion senza equipaggio. L’agenzia afferma che l’RL10 dovrebbe svolgere di nuovo quel ruolo nelle missioni lunari con equipaggio Artemis II e Artemis III. Si tratta di un ruolo futuro previsto, non di missioni già completate.

New Glenn: la capacità dipende dall’orbita

La pagina NASA sui razzi del Launch Services Program descrive New Glenn come un veicolo alimentato da sette motori Blue Engine 4 (BE-4). Secondo queste informazioni, può trasportare più di 13 tonnellate metriche verso l’orbita di trasferimento geostazionaria e 45 tonnellate metriche verso l’orbita terrestre bassa. La stessa fonte indica che New Glenn rientra nel contratto Launch Services II di NASA.

I due valori di capacità non sono in contraddizione: si riferiscono a destinazioni orbitali differenti. Le informazioni fornite non specificano qui altri aspetti, come la configurazione esatta del veicolo associata a ciascun valore, e non consentono di ricostruire i dettagli di una missione particolare. Inoltre, la sola presenza di un contratto non dimostra che un determinato lancio sia avvenuto o che sia stato assegnato un carico specifico.

Ariane 6 e Ariane 5: due configurazioni europee

L’Agenzia spaziale europea descrive lo stadio centrale di Ariane 6 come la sezione più grande del razzo, collocata alla base. È alto 32 metri e largo 5,4 metri; la sua massa senza propellenti è di 23.000 chilogrammi. Lo stadio è azionato dal motore Vulcain 2.1. La descrizione fornita dice che questo motore brucia ossigeno liquido, ma l’estratto non include tutti i dettagli del sistema propulsivo. Non è possibile ricostruirli con sicurezza partendo da quella sola frase.

Una scheda NASA su Ariane 5 presenta un’architettura diversa: descrive un veicolo da 2,5 stadi con quattro unità di propulsione. Al decollo, i suoi due motori solidi segmentati gemelli forniscono ciascuno più di 500 tonnellate di spinta, affiancando il motore Vulcain centrale dello stadio principale, indicato con 110 tonnellate di spinta e alimentato da ossigeno liquido e idrogeno liquido (LOX/LH2). La scheda afferma inoltre che Ariane 5 è stato migliorato per gestire carichi utili doppi da quattro a cinque tonnellate. L’estratto non chiarisce le condizioni esatte di questa capacità: è quindi opportuno mantenere la formulazione generale.

Cosa possono — e non possono — dirci questi numeri

I dati descrivono aspetti diversi: numero di motori, dimensioni, massa senza propellenti, consumo di propellente, spinta oppure capacità di carico verso un’orbita specifica. Nessuno, preso da solo, riassume le prestazioni complessive di un razzo. Anche due capacità espresse in tonnellate sono direttamente confrontabili solo se riguardano destinazioni e condizioni equivalenti, informazioni che questi estratti non forniscono in modo uniforme.

È importante anche distinguere i veicoli dai loro motori e dalle missioni. SLS è il lanciatore; RS-25 e RL10 sono motori citati in relazione a stadi o funzioni differenti. Le missioni lunari Artemis I, II e III sono associate nelle informazioni NASA a Orion e all’uso dell’RL10. Per New Glenn, BE-4 è la sigla dei motori menzionati dalla fonte. Ariane 5 e Ariane 6 sono veicoli distinti: i dati relativi all’uno non descrivono automaticamente l’altro.

Una lettura prudente della tecnologia di lancio

Nel complesso, questi esempi mostrano che i grandi razzi combinano sistemi di propulsione e stadi per obiettivi diversi: dall’invio di una navicella senza equipaggio verso la Luna al trasporto di carichi in orbite terrestri o di trasferimento. Le fonti sottolineano il legame di SLS con Artemis e con l’esplorazione oltre la Luna; presentano per New Glenn capacità riferite a due orbite e descrivono alcuni aspetti di progettazione e propulsione dei razzi Ariane.

Le evidenze disponibili restano tuttavia parziali. Non c’è una tabella comune con condizioni di lancio, masse di carico confrontabili, costi o risultati sull’affidabilità. La conclusione più solida non è quindi che un razzo sia «migliore» di un altro, ma che ogni capacità vada collegata al motore, alla configurazione e alla destinazione per cui è stata pubblicata.

Fonti: schede NASA su SLS; razzi del Launch Services Program NASA; Space Launch System NASA; booster solido SLS; componenti di Ariane 6, ESA; scheda NASA su Ariane 5.