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Veicoli di lancio del mondo

Stati Uniti

La maggior parte dei veicoli di lancio statunitensi in uso dalla fine del 1950 sono stati basati sul Thor IRBM (Thor divenne noto come Thor-Delta e poi semplicemente Delta) o gli ICBM Atlas e Titan. L’ultimo lancio di un veicolo basato sul Titan ICBM è stato il 19 ottobre 2005. Le altre due famiglie di veicoli di lancio, Delta e Atlas, hanno subito una serie di modifiche e miglioramenti da quando sono stati sviluppati nel 1950. Il Delta II è utilizzato per lanciare piccoli e medi carichi utili; la sua potenza di sollevamento può essere regolata variando il numero di motori a razzo solidi collegati come “strap-on” al suo primo stadio. I veicoli Delta IV e Atlas V, entrambi entrati in servizio nel 2002, hanno poco in comune con i missili balistici originali o i primi lanciatori spaziali con gli stessi nomi. Il Delta IV utilizza il primo nuovo motore a razzo sviluppato negli Stati Uniti dal 1970 space shuttle motore principale; quel motore, l’RS-68, brucia propellente criogenico (gas liquefatto mantenuto a temperature molto basse). Il Delta IV ha diverse configurazioni, a seconda del peso e del tipo di carico utile da lanciare. Diverse configurazioni utilizzano motori a razzo solidi collegati al primo stadio principale del veicolo; il modello Delta IV utilizzato per lanciare veicoli spaziali pesanti è costituito da tre stadi principali legati insieme. L’Atlas V utilizza nella sua prima fase un motore a razzo di produzione russa, l’RD-180, il cui design è basato sull’RD-170 sviluppato per i veicoli di lancio sovietici Energia e Zenit. Come il Delta IV, l’Atlas V offre diverse configurazioni. Questi due cosiddetti veicoli di lancio sacrificabili evoluti sono destinati ad essere i cavalli di battaglia per i lanci del governo degli Stati Uniti per gli anni a venire.

I veicoli di lancio sopra descritti sono utilizzati per trasportare veicoli spaziali di peso medio in orbita o oltre. Il veicolo pesante Delta IV può lanciare carichi utili che pesano da 6.275 kg (13.805 libbre) all’orbita geostazionaria e può sollevare più di 23.000 kg (50.600 libbre) all’orbita terrestre bassa. I veicoli Atlas V possono lanciare carichi utili fino a 20.500 kg (45.100 libbre) in orbita terrestre bassa e fino a 3.750 kg (8.250 libbre) in orbita geostazionaria; è anche possibile una versione di sollevamento più pesante dell’Atlas V. Inoltre, un certo numero di veicoli di lancio più piccoli sono stati sviluppati per lanciare veicoli spaziali più leggeri ad un costo complessivo inferiore (anche se non necessariamente un costo inferiore per chilogrammo), anche se non hanno trovato un ampio mercato per il loro uso. Questi includono il veicolo di lancio Pegasus a combustibile solido, che ha avuto il suo primo volo nel 1990 e viene lanciato da sotto la fusoliera di un aereo da trasporto. Lanciato per la prima volta nel 1994, una versione di Pegasus nota come Taurus si solleva da terra, utilizzando un ICBM convertito come primo stadio e Pegasus come secondo stadio. Un nuovo piccolo veicolo di lancio chiamato Falcon è stato testato per la prima volta nel 2006. È stato sviluppato sulla base di investimenti privati piuttosto che essere finanziato da contratti governativi ed è destinato ad essere il primo di una nuova famiglia a basso costo di veicoli di lancio sacrificabili alimentati a liquido.

Lo space shuttle statunitense è unico in quanto combina le funzioni di veicolo di lancio e veicolo spaziale. Il primo veicolo di lancio parzialmente riutilizzabile, è una delle macchine più complesse mai sviluppate, con più di 2,5 milioni di parti. I suoi elementi principali sono un orbiter, che ospita una cabina di pilotaggio, un compartimento per l’equipaggio e una grande baia di carico utile e ha tre motori a razzo riutilizzabili ad alte prestazioni; un grande serbatoio esterno che contiene il combustibile a idrogeno liquido criogenico e l’ossidante di ossigeno liquido per quei motori; e due grandi motori a razzo solido, chiamati Questi motori a razzo solido forniscono 85 per cento della spinta necessaria per il decollo.

U. S. space shuttle
U. S. space shuttle

U. S. space shuttle, composto da un orbiter alato, un serbatoio esterno a propellente liquido e due booster a razzo a combustibile solido.

Encyclopædia Britannica, Inc.

Con la promessa di riusabilità parziale e funzionamento di routine, lo shuttle è stato promosso quando è stato approvato per lo sviluppo nel 1972 come mezzo per fornire un accesso regolare allo spazio ad un costo molto inferiore a quello che era possibile con l’uso di veicoli di lancio sacrificabili. L’intento era quello di utilizzare lo space shuttle come unico veicolo di lancio per tutti gli Stati Uniti. navicella spaziale di governo e per attirare le imprese di lancio di veicoli spaziali commerciali in concorrenza con i lanciatori di altri paesi. La promessa di operazioni a basso costo e di routine non è stata realizzata; preparare lo shuttle per ogni lancio si è dimostrato un processo intensivo e costoso, e molti degli elementi dello shuttle orbiter hanno dovuto essere sostituiti o rinnovati più spesso del previsto. Ogni lancio della navetta è costato centinaia di milioni di dollari.

U. S. space shuttle Discovery
U. S. space shuttle Discovery

Lancio degli Stati Uniti space shuttle Discovery, luglio 2006.

Gianni Boschi / NASA

I tre motori principali dello space shuttle e i due motori a razzo solido sono accesi al momento del decollo; combinati, forniscono 31.000 kilonewtons (7.000.000 libbre) di spinta. I motori a razzo solidi bruciano per poco più di due minuti. Vengono quindi staccati dal serbatoio esterno e paracadutati nell’oceano, dove i loro involucri ormai vuoti vengono recuperati per il riutilizzo. I tre motori principali dello space shuttle continuano a sparare per altri sei minuti e mezzo, a quel punto si spengono e il serbatoio esterno si stacca, cadendo nell’atmosfera e disintegrandosi sull’Oceano Indiano. Una piccola accensione finale dei motori del sistema di manovra orbitale dello space shuttle, che utilizzano propellente ipergolico (carburante che si accende quando entra in contatto con il suo ossidante), posiziona l’orbiter nell’orbita desiderata.

L’altezza dello shuttle stack sul launchpad è di 56,1 metri (184,2 piedi) e lo shuttle orbiter stesso è di 37,2 metri (122.2 piedi) di lunghezza. Il peso alimentato della navetta al decollo è di 2.000.000 kg (4.500.000 libbre). A differenza di altri veicoli di lancio che si staccano dal loro carico utile del veicolo spaziale quando viene raggiunta la velocità orbitale, lo shuttle orbiter, che pesa circa 104.000 kg (229.000 libbre) quando è vuoto, viene portato in orbita insieme a qualsiasi carico utile che sta trasportando, da due a sette membri dell’equipaggio e le loro forniture, e carburante per È quindi il veicolo spaziale più pesante mai lanciato. Il peso massimo per il carico nella baia del carico utile della navetta è stato progettato per essere 28.803 chilogrammi (63.367 libbre), ma il veicolo non ha mai trasportato tali carichi utili pesanti. Il carico utile più pesante trasportato nello spazio dallo space shuttle era il Chandra X-ray Observatory e il suo stadio superiore, che pesava 22.753 kg (50.162 libbre) quando il satellite fu lanciato nella missione STS-93 il 23 luglio 1999.

Una nuova famiglia sviluppata privatamente è Falcon, che consiste di tre veicoli di lancio-Falcon 1, Falcon 9 e Falcon Heavy—costruiti dagli Stati Uniti. corporation SpaceX con finanziamenti dall’imprenditore americano di origine sudafricana Elon Musk. Falcon 1 potrebbe mettere in orbita un carico utile di 1.010 kg (2.227 libbre) ad un costo inferiore rispetto ad altri veicoli di lancio, in parte perché Falcon 1 utilizza un primo stadio recuperabile. Falcon 9 è stato progettato per competere con la famiglia di lanciatori Delta sia nel carico utile che nel costo in quanto può sollevare carichi utili fino a 4.680 kg (10.320 libbre) in orbita geostazionaria e ha un primo stadio recuperabile. Uno dei carichi utili che ha lanciato a bassa orbita terrestre è Dragon, un veicolo spaziale progettato per trasportare equipaggio e carico alla Stazione Spaziale Internazionale. Falcon Heavy ha i primi stadi di tre veicoli di lancio Falcon 9 uniti come primo stadio ed è progettato per trasportare 53.000 kg (117.000 libbre) in orbita.

Razzo Falcon 1
Razzo Falcon 1

Lancio di un razzo Falcon 1 dal sito di lancio SpaceX sull’atollo di Kwajalein, 28 settembre 2008.

Chris Thompson/SpaceX (Una Britannica di Pubblicazione Partner)

SpaceX Dragon; Stazione Spaziale Internazionale
SpaceX Dragon; Stazione Spaziale Internazionale

astronauti della NASA Kate Rubins e Jeff Williams recupero della SpaceX Dragon fornitura di veicoli spaziali a bordo della Stazione Spaziale Internazionale.

NASA

Il primo volo di prova del Falcon 1 ha avuto luogo il 24 marzo 2006, sull’atollo di Kwajalein nell’Oceano Pacifico; ha fallito solo 25 secondi dopo il decollo. La corrosione tra un dado e un tubo del carburante aveva permesso alla linea di perdere, causando un incendio al motore. Più tardi nel 2006 SpaceX ha vinto un contratto di NASA 278 milioni dalla NASA per tre lanci dimostrativi del veicolo spaziale Dragon e del lanciatore Falcon 9 della compagnia nel 2009-10. Due test successivi di Falcon 1 si sono conclusi con un fallimento, ma il 28 settembre 2008, Falcon 1 è entrato con successo nell’orbita terrestre. Falcon 1 è stato sostituito da Falcon 9, che ha avuto il suo primo volo di prova il 4 giugno 2010, da Cape Canaveral, Florida. Dopo diversi tentativi, un primo stadio Falcon 9 ha effettuato un atterraggio di successo il 22 dicembre 2015 e il primo volo che ha riutilizzato un primo stadio ha volato il 30 marzo 2017. Il primo volo di prova Falcon Heavy si è verificato il 6 febbraio 2018.

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