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2N° 1 • Anno IVMarzo 2012Trimestrale iscritto al tribunaledi Roma n° 340/2009in data 10/06/2009Codice ISSN 2039-6007Direttore responsabileMarcello D’AngeloDirettore editorialeMariano bizzarriCoordinamento di redazionestefania soriFabrizio Zucchiniclaudio camerinoEditoriale Trasporti SpAPresidentePAOLO SilvestriAmministratore delegatoLaura Di PernaSede legale16128 GENOVACorso Andrea Podestà, 8/1Direzione e Redazione00187 ROMAPiazza San Silvestro, 13Tel. +39 06 99330133Fax +39 06 99330134Centro stampaGaleati industrie grafiche Srl40026 Imola (BO)Via Selice, 187/189DistribuzionePoste italiane SpaAbbonamento annualeItalia € 50,00Estero € 80,00Bonifico bancario:Editoriale Trasporti SpABanca Monte dei Paschi di SienaIBAN:IT 40 T 01030 25701 000000266521www.spacemag.itredazione@spacemag.itabbonamenti@spacemag.itSommario/SummaryUn grande successo..................................................... 1Quale futuro per i prossimi lanciatori europei.......... 6EU launchers, the future................................................... 8VEGA Vettore Europeo di Generazione Avanzata..... 9VEGA, a program made in Italy..................................... 13VEGA, il successo è solo il primo passodi una lunga strada ................................................... 15VEGA, after the fireworks............................................... 17I primi gloriosi 50 anni di storiadei lanciatori Europei................................................. 18The European way to space ......................................... 20La nuova geopoliticadelle basi di lancio spaziali....................................... 21The new bases in the world............................................ 26VEGA, cambia lo scenario internazionale.............. 28The International outlook............................................... 31Accesso autonomoallo spazio, scelta strategica..................................... 33An independent access to Space................................. 37A bordo di VEGA la ricercascientifica de ‘La Sapienza’ ....................................... 38Italian science aboard VEGA........................................ 41VEGA, il countdown finale a Kourou........................ 42VEGA, its full meaning to ESA......................................... 44VEGA: l’avventura è solo all’inizio............................. 46VEGA: the turning point................................................. 48SLS, il futuro trasporto NASA........................................ 49NASA new SLS: will it really fly?....................................... 51LARES, come dovevasi dimostrare........................... 52LARES, in search of Einstein............................................ 54La quadratura del cerchio........................................ 55Minisats are here to stay................................................ 56Il contributo di Telespazio........................................... 57Telespazio, a profile........................................................ 57L’Italia dello Spazio 1948-2008................................... 58How it all began, back in the ‘40s.................................. 59Torna la grande paura: della Fine........................... 60Death fear - unhappy ending........................................ 62Come gestire un programma spaziale................... 63A VEGA glossary.......................................................... 64SPACEMAGNumero 1 2012

Dati anagraficiNomeSocietàIndirizzoTelefonoE-mailCognomeCAP Città ProvinciaFaxL’AbbonamentoSostenitore dà dirittoalla pubblicazione di unmessaggio pubblicitarioComitato scientificoPresidenteMariano BizzarriComponentiAntonio AgostiniFrancesco SaverioAmbesi ImpiombatoRoberto BattistonMario BenassaiPiero BenvenutiAntonello BiaginiLucio BianchiClaudio CamerinoMassimo CompariniAugusto CramarossaMario CosmoArnaldo D’amicoFranco GianniniMargherita HackFrancesco LacquanitiMaurizio MigliaccioSilvano Moffafranco ongaroMarcello OnofriViviana PanacciaEttore PetraroliMarcello SpagnuloEnrico TomaoFrancesco TorchiaRoberto Vittori3Informativa ex art. 13 dlgs 196/03.Ai sensi dell'articolo 13 del d.lgs 196/03 “Tutela delle persone e di altri soggetti rispetto altrattamento dei dati personali”, Editoriale Trasporti s.r.l. La informano di quanto segue.1. Finalità dei trattamento dei datiI Suoi dati personali vengono richiesti serviranno per le seguenti finalità:a. invio della rivista cartacea SPACEMAG2. Modalità dei trattamento dei datiIl trattamento è effettuato sia con l'ausilio di strumentazioni automatizzate che mediante supporticartacei. Alcune operazioni di trattamento potranno essere svolte da società terze nominateRe sponsabili del trattament o per cont o di Editoriale Trasporti s.r.l. Lei potrà av ere gli estremidegli eventuali responsabili del trattamento inviando una mail a: abbonamenti@spacemag.it.3. Conferimento dei datiI Dati contrassegnati dall'asterisco nel form devono essere necessariamente resi per poterLeinviare la rivista SPACEMAG e per poterLe fornire informazioni riguardo l'esito della procedura diacquisto. La resa dei Dati non contrassegnati dall'asterisco è invece facoltativa.L'eventuale rifiuto al conferimento dei dati contrassegnati con l'asterisco non ci consentirà diinviarLe la rivista SPACEMAG.4. Comunicazione, diffusione e trasferimento dei dati all'estero.I Suoi Dati non verranno né diffusi, né trasferiti all'estero. I Suoi Dati potranno essere comunicati aterze società. I Dati verranno trattati, all'interno di Editoriale Trasportis.r.l. e/o delle Altre società,da soggetti allo scopo nominati responsabili e/o incaricati del trattamento.5. Diritti dell'interessatoLei ha il diritto di accedere ai dati che La riguardano, di farli correggere, di integrare, aggiornare,ottenere il blocco e la cancellazione o di opporsi al trattamento esercitando i diritti di cui all'art. 7del d.lgs 196/03.6. Titolari del trattamentoTitolare del trattamento è Editoriale Trasporti s.r.l. - Piazza San Silvestro, 13 c/o Sala stampa italiana,00187 - RomaCONSENSOLa finalità di cui al punto a. (invio della rivista cartacea SPACEMAG) non necessita del consenso aisensi dell'art. 24 c. 1 lett. b del d.lgs 196/03. Ai sensi dell'art. 23 del d.lgs 196/03 e dell’articolo 130d.lgs 196/03, l'utente dichiara di avere preso visione della "Informativa ex art.13 d.lgs 196/03”.In prima:Kourou, Centro Spaziale Europeo,ore 07:00 local time, 13 Febbraio2012Modalità di pagamentoBonifico BancarioIntestato a:Editoriale Trasporti SrlBanca:Monte dei Paschi di SienaIBAN:IT 40 T 01030 25701 000000266521AbbonamentoAnnuale Italia € 50,00Annuale estero € 80,00Benemerito € 200,00Sostenitore € 1.000,00Special thanks to:NASA, ASI, ESA, DLR for imagesand illustrationsIn collaborazione con:Ritaglia e invia il modulo compilato con allegatala ricevuta del pagamento al fax 06 993301342012Numero 1SPACEMAG

NewsNASA’s LRO revealsrecent geological activityon the MoonProject NEOShield: Asteroid defence systemsOver the next three and a halfyears, researchers at the GermanAerospace Center will be headingthe NEOShield (Near Earth ObjectShield) international collaboration,established in January 2012. Intotal, 13 partners from researchinstitutions and industry will jointlyinvestigate the prevention of impactsby asteroids and comets.The investigations will include theimpact of a space probe with theasteroids to deflect them from theirthreatening courses. The EuropeanUnion is supporting the projectwith four million Euros. The partnersare contributing another 1.8million Euros.German Aerospace CenterArtist’s impression of an asteroid4Moon surfaceNew images from NASA’s LunarReconnaissance Orbiter (LRO)spacecraft show the moon’s crustis being stretched, forming minutevalleys in a few small areas on thelunar surface. Scientists proposethis geologic activity occurred lessthan 50 million years ago, which isconsidered recent compared to themoon’s age of more than 4.5 billionyears.These linear valleys, knownas graben, form when the moon’scrust stretches, breaks and dropsdown along two bounding faults.A handful of these graben systemshave been found across the lunarsurface.Funding granted forUK space technologyindustryAs part of the UK Space Agency’sNational Space Technology Programme(NSTP), twenty-nineprojects are receiving grant fundingto develop commercial productsand services using space technologyor space-derived data. These‘fast-track projects’ applied as partof the ‘Space for Growth’ competition,and each will last between 6and 9 months. The projects will carryout research and development in:Satellite Telecommunications; Sensing;Position, Navigation & Timing;Robotics & Exploration and Accessto Space.National Aeronauticsand Space AdministrationUK Space AgencySatellite image of Great BritainPlanck steps closerto the cosmic blueprintESA’s Planck mission has revealed that our Galaxy containspreviously undiscovered islands of cold gas and a mysterioushaze of microwaves. These results give scientistsnew treasure to mine and take them closer to revealing theblueprint of cosmic structure.The new results are being presented at an international conferencein Bologna, Italy, where astronomers from aroundthe world are discussing the mission’s intermediate resultsArtist’s impression of PlanckEuropean Space AgencySPACEMAGNumero 1 2012

ASI NewsNEWSPremio di laurea“Rocco Petrone”Rubricaa cura diStefania SoriWorkshop finale dell’AO di Cosmo-SkyMedNell’Auditorium ‘Via Rieti’ a Roma siè svolto in marzo il workshop finaledell’Announcement of Opportunity(AO) di Cosmo–SkyMed. Lo scopo èriunire le tre comunità, progettisti, ricercatoried utilizzatori, che giocanoun ruolo importante nell’economia diCosmo-SkyMed. L’AO è stato avviatonel febbraio 2009 ed ha coinvolto27 gruppi di ricerca ed aziende italianefinanziate nonché 140 progettinon finanziati ai quali l’ASI ha fornitoi dati della costellazione. Le attivitàhanno avuto durata biennale e si ègiunti alla conclusione delle ricerche.Un rendering del satellite Cosmo-SkymedUna delle immagini più famosedi tutto il programma Apollo, mostraArmstrong riflesso nella visiera di AldrinBluemassMed National Conference, Rome, May 3 rdThe conference aims to demonstrate the results achieved in the course oftwo years by BluemassMed-the European Pilot Project of Integrated MaritimeSurveillance for the Mediterranean sea-, through the collaborative effortof 37 National Administrations competent in maritime affairs in the 6 EuropeanMediterranean States participating:Italy, France, Spain, Portugal, Greece,Malta. The project evidences the readinessto join forces among the Statesand with the European Institutionson sensitive issues like the integrationof maritime surveillance data; theproject results outline a new frameworkof cooperation within Europe. The livedemonstration will show the productionin real time of the common maritime pictureof the Mediterranean obtained byintegrating data from different Europeancountries and different technological platforms, including satellite. The demonstrationhighlights the technological capabilities of European States andindustries, and the unique ability to collaboratively design advanced architectures,technologies and the open and interoperable platforms needed toenable a real, effective and decentralized European cooperation at sea.5L’Agenzia Spaziale Italiana ha istituitoun premio di laurea per onorarela memoria dell’Ing. Rocco Petrone,direttore del programma Apollodella NASA nel 1969 e per valorizzarele migliori tesi di caratteretecnico-scientifico sull’esplorazionelunare o planetaria. Possono parteciparealla selezione i laureati cheabbiano conseguito il titolo specialisticoin Ingegneria o in Fisica pressoun’Università italiana dal 1° gennaio2008, con tematica riguardante‘i Rover per l’esplorazione lunare oplanetaria’ e votazione non inferiorea 107/110. La procedura selettivasarà svolta da una commissione diesperti dell’ASI, che individuerà letre migliori tesi di laurea.L’ASI al FIDAE 2012La diciassettesima edizione del Salone Internazionale dell’Aria e dello Spazio(FIDAE), il più importante degli eventi aerospaziali di difesa e sicurezzadell’America Latina, si è tenuta a Santiago del Cile a fine marzo. La fiera,che si svolge ogni due anni, è nata nel 1980 come un’organizzazione indipendentedella Forza Aerea Cilena ed oggi è una tra le più importanti vetrineinternazionali per l’aviazione civile/commerciale, i servizi aeroportuali, ladifesa, la tecnologia spaziale e la sicurezza nazionale. L’Agenzia Spaziale Italiana,sarà presente assieme ai più importanti attori internazionali nel settore,provenienti da tutti i continenti: dalla Colombia all’Uruguay, dall’Argentina allaCorea del Sud.FIDAE - Salone Internazionale dell’Aria e dello Spazio2012Numero 1SPACEMAG

Storia di copertinageostazionari e l’altra al lancio del cargo europeo ATV (AutomatedTransfer Vehicle) verso la Stazione Spaziale Internazionale,sono però poco ottimizzate. Ariane 5 ha una capacitàdi lancio che può essere garantita solo eccezionalmente,da un singolo satellite, e ha quindi bisogno di trovare un mixdi un satellite grande e uno più piccolo da lanciare insiemenello stesso periodo. Se da un lato è stata proprio l’evoluzionedella massa dei satelliti a favorire la presenza di Ariane 5sul mercato, di contro questo sistema di gemellaggio in qualchemodo ne condanna la sua esistenza economica. È semprepiù difficile trovare compagni di viaggio disponibili nellastessa data di lancio, con la conseguenza di una diminuzionedelle quote di mercato aggredibili. Di sostituzione per anzianitàparlerei, invece, per il Soyuz. Di anni di servizio ne hamolti alle spalle, deriva dallo stesso veicolo usato per le primemissioni umane nello spazio da Gagarin in poi. Agli inizidegli anni 2000 ha avuto un’evoluzione commerciale che,per quanto riguarda i lanci da Kourou, è prevedibile che siconcluda nel 2018/2020.In questa situazione si comprende l’arrivo di VEGA, macome si spiega la scelta di lanciare il Soyuz da Kourou?Aprire la base europea a uno storico concorrente comeil vettore russo non potrebbe creare problemi di acquisizionedi fette di mercato per gli altri vettori europei?Ci sono diversi aspetti, non solamente economici, che hannoportato nei primi anni 2000 alla decisione di lanciareSoyuz da Kourou. Lanciare da una base europea garantivauna flessibilità maggiore nelle procedure governative statunitensiITAR (International Traffic in Arms Regulations),cioè nella possibilità di utilizzare componentistica americananei satelliti che poi non venivano trasferiti in Russia per illancio. Un altro elemento era dato dalla maggior performanceottenibile dalla posizione equatoriale di Kourou rispettoal cosmodromo di Baikonur. Con Soyuz l’Europa può fornireuna maggiore offerta di servizi di lancio anche se utilizzatecnologie non sviluppate in Europa, si tratta quindi di undiscorso prevalentemente di natura commerciale che puntadiritto alla conquista di nuovi clienti.Una conquista che passa soprattutto per il lanciatore VE-GA. La riscossa europea per l’apertura di nuovi mercatie accessi allo spazio è comunque iniziata il 13 febbraio2012 con il perfetto volo di qualifica di VEGA.VEGA ha aperto una nuova strada e completa la capacitàeuropea di accesso allo spazio fornendo uno strumento economicoe tecnicamente valido per il lancio di satelliti scientificie di osservazione della terra per le orbite basse, dai 200km ai 1000 km. VEGA è dimensionato per mettere in orbita7Enrico Saggese (a destra), presidente dell’Agenzia SpazialeItaliana (ASI), e Jean-Jacques Dordain (a sinistra), direttoregenerale dell’Agenzia Spaziale Europea (ESA), nel Centro diControlllo Jupiter di Kourou, subito dopo il lancio2012Numero 1SPACEMAG

VEGAVettoreEuropeo diGenerazioneAvanzataStoria di un programmavitale per l’Europadi Arturo de Lillis*Storia di copertinaLe origini del programma VEGAL’ambizione italiana di un accesso indipendente allospazio affonda le sue radici nei primi anni ’60 quandoil prof. Broglio, già Generale dell’Aeronautica, grazieanche a conoscenze personali con le autorità statunitensi,si fece promotore di un accordo intergovernativocon gli USA in base al quale veniva concesso all’Italiasupporto tecnico e operativo per attività spaziali mettendoa disposizione il lanciatore Scout dell’americanaLoral Vought per i lanci dalla piattaforma S. Marco allargo della costa di Malindi in Kenya. L’Italia divennecosì nel 1964, con il lancio del satellite scientifico S.Marco 1, il terzo Stato al mondo, dopo URSS e USA,a mettere in orbita un satellite. Dal 1964 all’1988l’Italia lanciò con successo altri 10 piccoli satelliti (5italiani, 4 della NASA e uno inglese) confermando lavalidità della collaborazione con gli USA e con la LoralVought e la propria capacità di lancio nel segmentodei piccoli lanciatori in orbita bassa.Dai primi anni ’90, l’Agenzia Spaziale Italiana (ASI),partendo dal progetto di potenziamento dello Scoututilizzato dal prof. Broglio, ha cominciato a studiaresu base nazionale la possibilità di sviluppare un vettoredi lancio di piccoli satelliti in orbita bassa complementareal già affermato Ariane 4 operante soprattuttosul mercato dei satelliti medio-grandi in orbitageostazionaria. L’industria nazionale, Fiat Avio, giàcoinvolta nella produzione dei booster di Ariane 4, conun finanziamento agevolato dell’IMI avviò lo sviluppodi un nuovo motore a propulsione solida da 16 tonn dipropellente composito, realizzato completamente in Italiacon tecnologie innovative nell’involucro in fibra di9La zona di alloggiamento – la sommità del lanciatore -per il satellite LARES, ALMASAT e i sette nanosatelliti2012Numero 1SPACEMAG

Storia di copertina10carbonio avvolto (filament winding) invece del classico involucrometallico più pesante, e anche negli altri componentidel motore: protezioni termiche di nuova concezione, propellentepiù energetico e con caricamento più efficiente enuovi materiali per l’ugello.Il motore, denominato Zefiro 16 (Z-16), venne positivamenteprovato a fuoco al banco statico del Poligono MilitareInterforze di Salto di Quirra (CA) in Sardegna nel giugno’98, dimostrando la capacità tecnologica dell’industria nazionaledi realizzare un motore a propellente solido in tuttele sue componenti. Lo Z-16 costituiva uno degli elementidi un nuovo piccolo lanciatore nazionale la cui configurazione,studiata in un contratto ASI del 1997, era costituitada due Z-16 come primo e secondo stadio, un terzo stadioa liquido equipaggiato con il motore Yuzhnoye (Ucraina)RD-861G (L6) da 6 tonnellate di propellente e un moduloliquido da 0,45 t. di propellente: il VEGA Kzero le cui prestazionidal poligono di lancio di Malindi in Kenia erano di300 kg. in orbita bassa a 700 km.. Lo studio ASI includevaanche altre due configurazioni più performanti il cui primostadio era costituito da un motore da 85 tonnellate di propellentesolido (P-85), e che si differenziavano per il terzostadio che prevedeva in un caso il motore Yuzhnoye RD-861G e in un altro un motore a solido da 7 tonnellate (P-7).L’interesse per un piccolo lanciatore europeo fu spinto soprattuttoda due fattori: il trend generale verso piccole missioni,e la possibilità, grazie allo sviluppo di nuove tecnologiee strutture industriali, di costi contenuti per le fasi di ricerca,sviluppo e utilizzo. Verso il finire degli anni ‘90 l’Italia,forte degli studi condotti sul piano nazionale e di favorevoliindagini di mercato, si fece promotrice della europeizzazionedel programma nazionale di un piccolo lanciatorea propulsione solida, tecnologia in cui l’Italia aveva già unruolo primario in Europa grazie al programma Ariane. Inparticolare la proposta dell’ASI del febbraio ’98 venne presentataal PB-Ariane dello stesso mese e discussa al ConsiglioESA di marzo che approvò, - con il voto contrario dellaGermania che sosteneva già la commercializzazione delvettore russo Rockot (missile balistico SS-19 convertito aduso civile) attraverso la società Eurockot Launch ServicesGmbH controllata al 51% da Astrium Brema (D) con prestazionidella stessa classe di VEGA e che vedeva in VEGAun potenziale concorrente, - la Risoluzione di avvio di unprogramma di sviluppo di un piccolo lanciatore della classe1.000 kg in orbita bassa.La prima fase dello sviluppo VEGA, lo step 1 del valoredi 60 MECU, fu approvata dal Consiglio ESA del giugno1998 nell’interesse strategico di complementare la famigliadei Lanciatori ESA e mantenere una capacità Europea autonomae flessibile di accesso allo spazio e con l’obiettivo dilanciare carichi utili della classe di 700 kg in orbita elio-sincronaa 1200 km di quota dalla base di lancio di Kourou. Lostep 1 fu complessivamente sottoscritto al 68 % da cinquestati partecipanti al programma: Italia (55%), Francia, Belgio,Olanda e Spagna. Fu costituita una società ad hoc per lagestione del programma ESA: Vegaspazio, società di dirittoitaliano al 50% tra Fiat Avio e la francese Aerospatiale, direttadall’ing. Antonio Fabrizi, oggi Direttore dei LanciatoriESA. Lo step 1 non ebbe però fortuna e, a seguito della decisionefrancese di non aumentare la sua quota di sottoscrizione,lo sviluppo fu interrotto e la società Vegaspazio chiusa.Il completamento dello sviluppo (il cosiddetto step 2) fuapprovato soltanto successivamente, dopo nuove, aggiornateanalisi di mercato e di accordi programmatici con l’Agen-SPACEMAGNumero 1 2012

Storia di copertinazia Spaziale francese CNES e l’ESA, con la Risoluzione delConsiglio ESA di giugno 2000 relativa alla strategia europeanel settore dei Lanciatori e con la revisione della Dichiarazionedi programma del piccolo lanciatore VEGA approvatadal Consiglio dell’ESA di dicembre 2000: obiettivo, lanciarecarichi utili maggiori ( fino a 1.500 kg in orbita polare eliosincrona)a 700 km di quota.VEGA è stato progettato per avere un coefficiente di affidabilitànon inferiore al 98 %. Il suo programma di sviluppo,del valore iniziale di 335 M€ (a condizioni economiche1997 e comprensivo dello step 1) venne sottoscritto dall’Italia,con la sottoscrizione del 65% e a seguire in misura dellapartecipazione finanziaria al programma, da Francia, Belgio,Spagna, Olanda, Svizzera e Svezia. Parallelamente, sempre adicembre 2000 e con l’obiettivo strategico di consolidare lecompetenze sistemistiche e di propulsione solida sviluppatein Italia e per gestire il ruolo di Primo Contraente del contrattoindustriale di sviluppo a guida italiana, venne costituitala società ELV partecipata da Avio e Asi rispettivamenteal 70 e 30 %.Il programma di sviluppo ESAIl programma di sviluppo del piccolo lanciatore VEGA è unprogramma opzionale dell’ESA gestito dal Direttorato ESAdei Lanciatori. Le attività sono state organizzate in tre distintearee di progetto, coordinate da un Capo ProgrammaESA con sede all’ ESRIN, a Frascati, relative a:• lanciatore• P-80 (motore a propulsione solida del primo stadio e dimostratoredi tecnologie applicabili anche a future evoluzionidei booster di Ariane 5)• segmento di terra.Le aree di progetto sono gestite attraverso tre contratti industrialiassegnati rispettivamente a ELV, Avio, con Europropulsion(società partecipata al 50% tra Avio e la franceseSnecma) come Co-contraente e Vitrociset. Complessivamentela partecipazione degli Stati al finanziamento del piccololanciatore VEGA, attraverso le diverse linee programmaticheESA, è riportato nella seguente tabella (fonte ESA).Le attività si sono concluse nel corso del 2011 e a ottobre11Italia 58,4%Francia 25,3%Belgio 6,9%Spagna 4,6%Olanda 3,2%Svizzera 1,0%Svezia 0,6%2001, in occasione della Launch Readiness Review, a valledell’analisi dei risultati del processo di qualifica e di prove aterra del sistema, del veicolo di lancio e del segmento di terrae di tutti i relativi sotto-sistemi, è stata avviata la campagnadi lancio per il volo di qualifica, effettuato come è notocon successo il 13 febbraio 2012 con il lancio del satellitescientifico ASI LARES per lo studio di fenomeni di fisicafondamentale.Il programma VERTAIl programma VERTA (VEga Research and Technology Accompaniment)è stato sottoscritto al Consiglio ministerialedel 2005 con l’obiettivo di dimostrare alla comunità spazia-2012Numero 1SPACEMAG

Storia di copertinaIl p80 è il più grande motore monolitico a propellente solidomai realizzato con la tecnologia del Filament Winding12le internazionale la flessibilità del lanciatore VEGA, prepararnela fase di utilizzo e garantirne il successo commerciale.Il programma si articola in tre aree:• contributo alla fornitura di cinque lanci del lanciatoreVEGA• attività di miglioramento del servizio al cliente• attività di accompagnamento della produzione e tecnologiedi supportoI cinque lanci VERTA, tra il 2012 e il 2014, avranno comeclienti utilizzatori altrettante missioni ESA, quali Proba-V,ADM-Aeolus, LISA Pathfinder, una tra le sentinelle 2B o3B GMES e il veicolo sperimentale di rientro atmosfericoIXV sviluppato nell’ambito del programma ESA per il futurolanciatore (FLPP). Obiettivo principale del miglioramentodel servizio al cliente è dimostrare e consolidare l’affidabilitàtecnica, programmatica e gli obiettivi di costo del lanciatore.Il programma di accompagnamento si concentreràsull’hardware di volo, ne investigherà le anomalie, svolgeràapprofondite analisi post volo, terrà in conto l’obsolescenzadei componenti.Nell’ambito di VERTA, per le restrizioni francesi all’esportazionedel codice sorgente del software del programma di voloAstrium ST, è stato avviato nel 2009 lo sviluppo di un nuovosoftware del programma di volo a guida italiana (primoContraente ELV con il supporto di MBDA Italia, Telespazio,Avio e CIRA). I tempi di sviluppo e qualifica del nuovosoftware sono compatibili con il primo lancio VERTA. Peril sistema di Guida, Navigazione e Controllo è stata avviataun’attività complementare su base nazionale.I costi del programmaI costi totali sostenuti per VEGA, inclusivi dello sviluppodel lanciatore, del segmento di terra e del motore P-80, ammontanoa oltre 700 milioni € a c.e. correnti. Avio ha fornitoun contributo industriale, attraverso un finanziamento dicirca 70 milioni €, allo sviluppo del P-80 ex L. 808/85 delMinistro per lo Sviluppo EconomicoIl costo totale del programma VERTA (per i due periodisottoscritti al C-M 2005 e C-M 2008), comprensivi delcontributo alla fase iniziale di esercizio con i primi cinquevoli di VEGA e le relative attività di supporto, è intorno ai400 milioni € a c.e. correnti □* ASI - Agenzia Spaziale Italiana - Direzione Tecnica -Responsabile UO. Lanciatori e Trasporto Spaziale - Advisoral Consiglio ESA e Delegato IPC / PB-LAUSPACEMAGNumero 1 2012

Cover storyVEGA, a programmade in ItalyThe launch of the Scoutlaunch vehicle at theWallops Flight Facility, VAItaly’s space adventure started in the ‘60s when gen.(retd) Luigi Broglio, ITAF, obtained by NASA a numberof Scout launchers, to be used to put in orbit the firstItalian satellite in 1964, a feat to be followed until 1988by ten other launches from the Italian San Marco firingrange along the Equator line, in Kenya.In the following decade the Italian Space Agency, ASI,developed a Low Earth Orbit launcher based on the alreadyoperating Ariane 4, its new engine Zefiro 16 beingdesigned and built by FIAT Avio implementing state-ofthe-arttechnologies.The new engine was tested successfully in the Salto diQuirra military firing range in Sardinia, Italy. It consistedin two Italian-made stages, plus a third stage built inUkraine and a liquid module, VEGA Kzero. Due to thegrowing interest in low-cost, small satellites launches,toward the end of the ‘90s Italy promoted a commonEuropean project. ESA was involved and the first phaseof the VEGA project was approved in June 1998 with amajor participation of Italy and smaller contributions byother four countries.VEGA project step one, approved in 1998, was meantto give Europe a free and autonomous access to spaceand a launching capability up to a 700 kg payload on a1200km orbit , on a budget of 335 M€. A new joint company,ELV, would be taking care of the industrial side.After a setback, step two was eventually implementedin December 2000, under the joint partnership of theFrench and Italian Space Agencies more than doublingthe launcher’s payload capacity.VEGA development was entrusted to the ESA LaunchersDirectorate. It is articulated in three project sectionshoused in the ESRIN facilities at Frascati, Italy: thelauncher, the P/80 engine and the ground segment. Forfinancial contributions check the table in the Italian version.As known, VEGA was successfully launched lastFebruary carrying a scientific payload .The VERTA program (VEga Research and TechnologyAccompaniment) was decided in 2005 by EU ministersto prepare VEGA for commercial operations, assistingand supporting customers in related services. The fiveVERTA launches will bedevoted to ESA scientificmissions. The creation of anew software is under way.VEGA costs includinglauncher, ground segmentand the new engine willamount to 700 M € with anAVIO contribution. VERTAprogram will cost around400 M € □13First launch of satellite onScout X-1 - Explorer 9,Wallops, 16 Feb 19612012Numero 1SPACEMAG

Storia di copertina14Liftoff of VEGA VV01SPACEMAGNumero 1 2012

VEGA, il successo è solo il primopasso di una lunga stradaASI già pensa alla futura evoluzione del lanciatoreStoria di copertinadi Mario Cosmo*Emanuela D’Aversa**Il volo di qualifica di VEGA ha inserito a pieno titoloil nuovo ‘piccolo’ lanciatore della famiglia ESA sul mercatomondiale. L’analisi dei dati di volo sta confermandoil completo raggiungimento del progetto, ma guardandoal futuro l’Agenzia Spaziale Italiana già da qualche anno haritenuto opportuno e necessario analizzare possibili sviluppie miglioramenti. Obiettivo preparare un’evoluzione che,nel medio-lungo periodo, porti a soddisfare i requisiti degliutenti, istituzionali o commerciali, con la dovuta flessibilità,affidabilità e contenimento dei costi, cogliendo il massimodelle opportunità nonché evitando ilrealizzarsi di condizioni che imponganola necessità di acquistare lanci aldi fuori dell’Europa, in particolare persatelliti intermedi, tra i quali ricadrannoanche alcune future missioni ASI.VEGA consente oggi il lancio autonomodi diversi tipi di missioni, masono ancora scoperte alcune aree delmercato satellitare: ad es. non sonoancora accessibili a costi contenutimissioni di grande interesse per l’Europacome le orbite della costellazioneGalileo, in particolare considerandola fase di operatività e il necessarioreplacement periodico mirato. A ciò siaggiunge l’indicazione, da parte deglistudi di mercato specializzati, di una tendenza all’incremento,nel prossimo futuro, delle richieste, istituzionali e governative,di missioni in LEO/MEO, in crescita sia in terminiquantitativi che in termini di peso unitario dei payload, ed ilconseguente ampliamento e diversificazione della domandadi servizi richiesti ai sistemi di lancio.In ottemperanza al proprio ruolo istituzionale, ASI si è fattapromotrice degli studi in tal senso, sia in ambito nazionale,con studi e sviluppi finanziati in proprio, sia in ambito ESA,quale maggiore committente del programma con un impegnodel 58% (media della contribuzione italiana nel programmadi sviluppo del piccolo lanciatore e nel programmadel dimostratore tecnologico P-80). Il motivo di tale impegnoè duplice: innanzitutto, per mantenere anche nello sviluppodelle sue evoluzioni il ruolo acquisito dell’Italia qualesistemista del lanciatore VEGA; in secondo luogo per individuaree presidiare a livello nazionale le aree di sviluppo tecnologicostrategiche nell’ambito del programma e, a più ampiospettro, negli obiettivi dell’Agenzia, soprattutto la propulsionee la guida del lanciatore.L’area della propulsione (tre stadi bassi a propellente solido eMantenereil ruolo dell’Italiasistemistadi VEGA,presidiare learee strategicheil quarto a propellente stoccabile) costituisce uno dei settoritecnologici più significativi ed influenti in termini di prestazionidel lanciatore e capacità di portare in orbita carichiutili, e pertanto è oggetto di diversi studi di miglioramento,sia a medio che a lungo termine. L’ESA ha avviato studi preliminaridi configurazioni con un incremento della potenzadi spinta degli stadi bassi: una modifica del primo stadiodalle circa 89 tonnellate di propellente del P80 attuale a circa100 o 120 tonnellate (P100 o P120). A questa si aggiungerebbe,anche per un’ottimizzazione strutturale del veicolo,un’evoluzione del secondo stadio dalle attuali 23 tonnellatedi propellente dello Zefiro23 fino a 40 tonnellate. Avio,produttrice dei propulsori, ha già avviato lo sviluppo di undimostratore tecnologico dello Zefiro40 grazie ad un finanziamentodel Ministero dello Sviluppo Economico sulla basedella legge n. 808/1985 che promuoveprogetti di ricerca e sviluppo nel settoreaerospaziale. Le due modifiche insiemecomporterebbero, quale risultatopiù evidente, l’aumento della massimacapacità di payload del lanciatoredagli attuali circa 1400 kg fino a quasi2 tonnellate (relativi all’orbita di riferimentopolare @ 700 km di altitudine),con l’applicazione di tecnologiaoramai consolidata in termini di concezioneprogettuale del propulsore erelativi processi produttivi, limitandoquindi i rischi, i tempi e i costi di sviluppodelle nuove versioni dei motori.Riguardo gli stadi alti del lanciatore,un primo obiettivo in sede di verifica è‘europeizzare’ il quarto stadio AVUM, il cui propulsore e serbatoisono oggi progettati e prodotti in Ucraina ed in Russia;in tale direzione vanno degli studi supportati dall’Agenziatedesca DLR, il che permetterebbe alla Germania di trovareun’integrazione nel progetto VEGA, cui oggi non partecipa.Alcuni progetti più ambiziosi prevedono la sostituzionedell’intera parte alta del lanciatore, cioè il terzo stadio Zefiro9e il quarto stadio AVUM, con un unico stadio a propulsioneliquida. Il progetto Lyra, avviato da ASI nel 2007, stasviluppando un primo dimostratore di motore a Ossigeno-Metano capace di erogare 10 tonnellate di spinta, e di incrementarela prestazione del lanciatore in termini di caricoutile di circa il 30%. Questo tipo di motore ad oggi non èsviluppato da nessun operatore, anche se diversi programmiin corso evidenziano interesse per questo tipo di propulsione‘pulita’ e ad alta energia. Attorno a questo concetto tecnologico,l’Italia ha convogliato sia le competenze industriali,con Avio, che quelle della ricerca, grazie ad un progettoguidato dal Centro Italiano Ricerche Aerospaziali di Capuacon il supporto del Ministero della Ricerca, sia anche la cooperazioneinternazionale, grazie a due accordi specifici con le152012Numero 1SPACEMAG

Storia di copertina16Il quarto stadio,denominato Attitudeand Vernier UpperModule (AVUM), ospitail motore responsabiledell’inserimento finalein orbita del carico. Aldi sopra del motore sitrova un modulo cheospita i componentiprincipali dell’avionicadel lanciatore.Lo stadio è alto 1,72metri, ha un diametrodi 1,9 metri e un pesodi 1044 chilogrammi,di cui fino a 400 dipropellenteTerzo stadioZefiro 9, dove ilnumero rappresentail peso in tonnellateprevisto all’inizio dellaprogettazione è il terzostadio di VEGA. Sonostati sviluppati, costruitie testati da Avio, conla collaborazione dellaSABCA per il sistema dicontrolloSecondo stadioLo Zefiro 23 è statosottoposto a due provedi accensione pressoil poligono del Saltodi Quirra, la prima il26 giugno 2006[7], laseconda il 27 marzo2008[8]. Entrambesi sono svolte consuccesso e lo Zefiro23 è stato dichiaratoabilitato al voloIl primo stadio diVEGA in ordine diaccensione, detto P80,è stato sviluppato in unprogramma separatorispetto al lanciatore nelsuo complessoagenzie spaziali russa Roscosmos e giapponese JAXA. Altrepossibili configurazioni per un terzo stadio sono oggetto dellostudio Venus, da parte della franco-tedesca Astrium conil supporto del DLR. Sono state analizzate le opportunità ele problematiche connesse con la possibilità di equipaggiareVEGA con uno stadio operante con il motore tedesco AestusII a propellenti stoccabili, che oggi esegue l’immissionein orbita dei satelliti su Ariane 5 nella versione ‘base’ ES;anche in questo caso la prestazione del lanciatore in terminidi payload salirebbe oltre le 2 tonnellate nell’orbita di riferimento.Sempre nello stesso studio, viene inoltre proposta lapossibile sostituzione di AVUM con un motore a propellentistoccabili di potenza superiore da sviluppare presso Astrium,con un incremento minimo della performance del lanciatoredi circa 200 kg.VEGA ha rappresentato per l’Italia una determinante opportunitàdi crescita, soprattutto grazie alla costituzione dellasocietà italiana ELV, cui è stata affidata la responsabilità disistemista del lanciatore. Lo sviluppo delle competenze di sistema,fino a oggi appannaggio di pochissime altre nazioni alivello mondiale, ha costituito il vero salto di ruolo dell’Italiagrazie all’impegno maggioritario dell’ASI nel programma, epertanto è anche in questo settore che si concentrano le iniziativedi evoluzione per il futuro. Già il secondo volo di VE-GA rappresenterà un passo in tal senso, poiché il lanciatoreverrà ‘guidato’ da un software di volo il cui sviluppo è statofortemente voluto da ASI e realizzato da aziende prevalentementeitaliane. Il volo di qualifica, avvenuto con pieno successolo scorso febbraio, è stato ‘guidato’ da un software sviluppatodall’azienda francese Astrium, che da oltre trent’annidetiene l’esclusiva su questa attività per i lanciatori europei.Ma già con il secondo volo di VEGA, l’Italia si è prefissata diacquisire il pieno controllo delle competenze di Guida, Navigazionee Controllo, il vero ‘cuore’ del lanciatore, ed ha decisodi sostenere fortemente lo sviluppo di un sistema di guidadel quale l’architetto industriale italiano possa essere pienamenteresponsabile. E si guarda ancora oltre: poiché anchequesto software a guida nazionale è stato sviluppato secondoapprocci classici e logiche di controllo consolidate per ridurrenell’immediato rischi e costi, in parallelo si stanno ancheverificando ulteriori evoluzioni, analizzando quelle aree dipotenziale innovazione che potrebbero migliorare le prestazionidel lanciatore in termini di: missioni accessibili, capacitàdi multi-missione, guida assistita da navigazione satellitare,realizzazione di componentistica avionica di bordo (computerdi bordo, piattaforme inerziali, ecc) allo stato dell’arte.Nell’ottimizzazione generale del lanciatore non possono infinemancare le strutture, il cui alleggerimento si traduce inmiglioramento delle prestazioni: è in fase di studio l’applicazionedi strutture di inter-stadio e/o interne del lanciatore,ad esempio il cono di posizionamento del satellite, realizzatein materiale composito ‘grigliato’, ove la tecnologia del materialecomposito viene sfruttata per ‘tessere’ strutture leggerissime(addirittura ‘forate’ lì dove non è necessario sostenerecarichi aerodinamici) e perfettamente resistenti ai carichiportanti. Ulteriori sviluppi tecnologici nel settore dei materialicompositi verranno indagati per prospettare la realizzazionedi altri prodotti quali propulsori costruiti a ‘segmenti’in qualche modo intercambiabili, oppure la possibilità di aggiungeredei booster laterali in opportune configurazioni, sulmodello di Ariane 4, rendendo VEGA adattabile pressochéad ogni tipo di missione.Su un orizzonte di più lungo periodo si pongono ulterioriiniziative. Per ampliare la capacità di lancio di VEGA, sa-SPACEMAGNumero 1 2012

Cover storyrà necessario studiare un sistema di rientro guidato del terzostadio: la traiettoria degli stadi del lanciatore dopo la separazionedeve rispettare specifiche norme di sicurezza che garantiscanola ricaduta in mare o comunque in territori non abitati.Se la ricaduta dei primi due stadi non comporta generalmentelimitazioni data la posizione favorevole della GuyanaFrancese dove si trova la base di lancio europea di Kouroucircondata dall’oceano, la traiettoria del terzo stadio può esseresottoposta a forti limitazioni per i territori sorvolati nellafase finale di volo, arrivando in certi casi a rendere proibitivealcune traiettorie. Poter disporre di un sistema di guida econtrollo specifico, integrato con un sistema di propulsioneper l’immissione in una traiettoria di rientro sicura, comporterebbeuna maggiore flessibilità ed adattamento del lanciatoreanche a missioni cui oggi VEGA non può accedere □* ASI - Direttore Tecnico** ASI - Direzione Tecnica - Unità Lanciatori e TrasportoSpaziale - Responsabile dei Programmi e Advisor al PB-LanciatoriVEGA, after the fireworksThe launcher’s updating is already under wayOnly diamonds are forever. Launchers not. That explainswhy, after VEGA successful maiden flight,the Italian Space Agency is thinking alreadyahead and figuring out the best way to develop and improvethe launcher performance in order to keep abreastof competitors. There are the Galileo constellation futurereplacements to be dealt with at affordable costs, plusa growing demand for LEO and MEO missions withheavier payloads. The constant updating of VEGA isindispensabile to keep Italy in the launchers’ club andconsolidate strategic new technologies.Propulsion will increase with new more powerful stagesultimately up to a 2 ton payload capacity. AVIO is alreadyworking on this.The fourth stageAVUM is currentlybuilt in Ukraine andRussia: the aim isto manufacture itin Europe, possiblythrough an associationwith the GermanSpace Agency(DLR). There areplans to substitutethe VEGA top sectionby replacingthe third and fourthstage with a singleone. The Lyra projetctinvestigatesthe full feasibility ofan oxygen-methaneegine with a 30%more thrust. Thethird stage couldbe equipe with aGerman Aestus IIengine already operatingon Ariane 5.VEGA representeda very important factor of growth in the Italian aerospaceindustry, particularly by the incorporation of ELV. Alreadyby its second flight, VEGA will be operated through anItalian new software replacing the French original one,and in perspective Italy will be fully responsible for thewhole GNC system. In this outline of all the VEGA systempossible improvements structures are to be consideredtoo: new composite materials will be progressivelyemployed, boosters will be designed like in Ariane 4, inorder to adapt VEGA to any kind of mission. Studies areunder way of new third stage reentry control systems inorder to avoid inhabitated areas and perform missionswithout geographic restrictions □172012Numero 1SPACEMAG

Storia di copertinaI primi gloriosi 50 anni di storiadei lanciatori EuropeiStop and go, intuizioni, errori, cambi di rotta, trionfi,ma finalmente l’obiettivo strategico è stato raggiunto18di Marcello Spagnulo*Negli anni ’60, mentre URSS e USA davano vita alla‘corsa allo spazio’ per la conquista della Luna, i paesieuropei compresero che un programma spazialeera necessario per salvaguardare i propri interessi civili e militari.Nel 1964 l’Italia aveva costruito e lanciato il satelliteSan Marco, un gioiello tecnologico, ma non aveva tecnologieproprie nel settore dei lanciatori; gli inglesi avevano fattouna scelta analoga, affidando agli USA il lancio dei loro satelliti.Il Presidente francese De Gaulle decise invece di puntaresubito sulla tecnologia missilistica, anche per costruirsiuno dei cardini della sua politica militare di dissuasione nucleare(la force de frappe). Anche in Francia dopo la guerra sierano rifugiati scienziati tedeschi che avevano lavorato conVon Braun ai razzi V-2, ed erano stati integrati con ingegnerifrancesi nel Laboratorio di Ricerche Balistiche e AerodinamicheLRBA. Qui vennero progettati e realizzati i razzi sonda Veroniquee Vesta, lanciati dalla base francese di Hammaguir nelSahara algerino. De Gaulle creò nel 1961 il Centro Nazionaledi Studi Spaziali CNES alla cui testa nominò il Gen. RobertAubinière, e nel 1964 i francesi spostarono la base di lancionella loro colonia sudamericana della Guyana, a Kourou ovesorse il Centro Spaziale. Da qui fu lanciato il Diamant B, unlanciatore a tre stadi che, dal 1965 al 1975, inviò con successo11 satelliti nello spazio. La Francia divenne così la quintanazione, dopo URSS, USA, Italia e Gran Bretagna, a metterein orbita un proprio satellite artificiale, ma fu la terza a riuscirciin maniera del tutto autonoma, con proprie tecnologie.Ben presto gli stati europei si resero conto che, anche perconsolidare la nascente, fragile entità economico-politicadella Comunità Europea, era importante un programmaspaziale comune. Inizialmente un ristretto numero di paesi siriunì in due agenzie: l’European Space Research OrganisationESRO per sviluppare satelliti scientifici, e l’European LauncherDevelopment Organisation ELDO per la realizzazionedel lanciatore Europa, un nome simbolo di speranze. Neicomplessi negoziati politici si era concordato che gli sviluppiindustriali rispettassero gli equilibri nazionali dei principalipaesi (Francia, Gran Bretagna e Germania), e così Europasarebbe stato costituito da tre stadi realizzati in modo indipendentedalle tre diverse nazioni: il primo stadio inglese, ilsecondo francese e il terzo tedesco. Questa frammentazioneprogettuale, senza un ‘cervello’ unico, fu la causa delle delleprestazioni fallimentari di Europa e spinse gli stati europei afar confluire le diverse istanze politiche ed industriali nel programmafrancese, più solido e avanzato degli altri.La svolta avvenne nel 1972, quando il CNES propose di realizzareil Lanceur à Trois Etages de Substitution LIIIS che fuapprovato dai ministri europei riuniti a Bruxelles. Nel 1975Alle due estremità della basedi Kourou Arianne 5 e VEGAposano per una foto ricordoSPACEMAGNumero 1 2012

Storia di copertinaIn questa foto storica di archivio, si può vedere come lapiattaforma di lancio San Marco fu ‘inventata’ sfruttandoun vecchio oil-rig non più usatofu poi creata l’ESA, l’Agenzia Spaziale Europea, in cui confluironoELDO e ESRO, con l’adesione dei sei paesi fondatori:Belgio, Francia, Germania, Regno Unito, Italia e PaesiBassi. Nel 1977 l’ESA decise di chiamare il nuovo lanciatoreAriane: il primo lancio di un Ariane 1 da Kourou a Nataledel 1979 fu un successo, e da allora iniziò una lunga storiache dura ancora oggi. Nel 1986 dopo 11 lanci riusciti Ariane1 lasciò il posto ad Ariane 2 che fu lanciato 5 volte fra il 1987e il 1989 con due fallimenti; quindi fu sostituito dall'Ariane3 che con 11 lanci riusciti consecutivi aprì la strada all’ Ariane4. Quest’ultimo dal 15 giugno 1988 al 15 febbraio 2003,effettuò 113 lanci riusciti su 116 mettendo in orbita 155satelliti, e fu un grande successo industriale e commerciale:nel 1980 il CNES aveva costituito Arianespace, una societàa maggioranza pubblica, che per prima al mondo vendeva ilanci spaziali su base commerciale. Questo passo gettò le basiper lo sviluppo di un moderno piano spaziale europeo, portandoalla creazione di posti di lavoro e di nuove competenzee coinvolgendo centinaia di industrie nella costruzione deilanciatori e della base.La filiera degli Ariane dalla versione 1 alla 4 era caratterizzatada una omogenea evoluzione tecnologica dello stesso prodotto:ogni nuova versione adottava un incremento nei motorio nella struttura degli stadi insieme ad un progressivo affinamentodell’avionica, fino a realizzare un veicolo affidabile,ben sperimentato nelle precedenti versioni. Ma nei primi anni’90 l’ESA progettava per il nuovo millennio dei laboratorispaziali di dimensioni e pesi non più compatibili con Ariane4; inoltre le aspettative di crescita del mercato mondiale delletelecomunicazioni spingevano le industrie costruttrici di satellitia progettare modelli sempre più grandi.Così l’ESA decise di sviluppare Ariane 5, un nuovo veicoloin grado di lanciare contemporaneamente due grossi satelliticommerciali di 6 tonn. l’uno, ma anche di portare rifornimentie nuovi moduli alla Stazione Spaziale Internazionale.Il nuovo progetto abbandonò la filiera Ariane 1-4, e da trestadi modulari adottò una configurazione fissa a due stadi,aumentandone la spinta propulsiva. Fu abbandonata la propulsionechimica (peraltro a propellenti tossici), per privilegiaregrandi motori a propulsione solida e motori a propulsionecriogenica, come gli Space Shuttle americani. Dopocirca sei anni di sviluppo, il 4 giugno 1996 venne lanciatoil primo Ariane 5 ma dopo 39 secondi di volo il lanciatore,con a bordo quattro satelliti scientifici dell’ESA, fu fattoesplodere a causa di una improvvisa anomalia nella traiettoriadi volo.Fortunatamente per l’Europa il lanciatore Ariane 4 era ancorain produzione e con le sue vendite Arianespace mantennein equilibrio il sistema commerciale e industriale. Male difficoltà di Ariane 5 erano solo all’inizio: altri due lanci,nel 1997 e nel 2001, non raggiunsero l’orbita prevista purnon distruggendo i satelliti a bordo, ma nel 2002 un Ariane5, nella nuova versione ECA, fallì il lancio mettendo a duraprova l’intero comparto spaziale europeo. Il ‘salto’ tecnologicodall’Ariane 4 al 5 aveva portato allo sviluppo di un lanciatorenuovo e molto più complesso che richiedeva tempidi sviluppo più lunghi del previsto. Solo nel 2006 l’ESA, dopooltre 30 lanci consecutivi, dichiarò l’Ariane 5 un veicolo‘qualificato’ per il decennio 2010-2020.192012Numero 1SPACEMAG

Cover storyNel 2012 la famiglia dei lanciatori europei, integrata nel frattempodal Soyuz russo trasportato in Guyana e lanciato daun’apposita rampa realizzata in copia conforme a quella diBaikonur, si è allargata per accogliere un nuovo arrivato, ilVEGA, un lanciatore progettato dal comparto industriale escientifico italiano. Con i suoi 30 metri di altezza e tre di diametroVEGA è alto come un palazzo di dieci piani, ma piùpiccolo rispetto ai 50 metri di altezza e ai 5,4 metri di diametrodi un Ariane5. VEGA lancerà quei satelliti che sonotroppo piccoli per Ariane 5 o che devono andare su orbitepiù basse, dove un lanciatore più potente sarebbe sovradimensionato.Con VEGA, l'ESA e Arianespace prevedono di risponderealle crescenti richieste di lancio di satelliti scientifici e di osservazionedella terra e per continuare anche nei prossimi anniuna lunga tradizione europea di successi spaziali □* ASI, staff del PresidenteL’ultimo esemplare della gloriosa dinastiadi Ariane, Ariane 5; dopo un difficile esordio,oggi è perfino troppo perfetto per le nuove missioni20The European way to spaceAfter fifty years of hard work, a well deserved successIn the ‘60s the Space Race involved essentially theUSA and the Soviet Union, but Europe soon realizedthat it must enter it too to safeguard its own civiland military interests. Like the Unted Kingdom, Italy theleader in 1964 with the launch of its San Marco satellite,did not have a launchers knowhow, both countries reliedto US space operations, while France developed itsown missilistic system for its own nuclear deterrent. AnEuropean joint venture in space started with the creationof two agencies, ESRO devoted to scientific research,ELDO to develop the Europa launcher. The project faileddue to the complicate sharing of the launcher’s sectionsamong the European countries involved. In 1972 the EuropeanCouncil of Ministers approved the French SpaceAgency CNES proposal of a Lanceur à Trois Etagesde Substitution LIIIS followed three years later by themerging of ELDO and ESRO in the new European SpaceAgency ESA with the participation of Belgium, France,Germany, United Kingdom, Italy and the Netherlands.Rechristened Ariane, the European launcher flew onChristmas 1979. The Ariane family was borne.The commercial side was handled by a new public company,Arianespace, promoting occupation, the creationof new private firms and the spreading of technologicand scientific information. Ariane 4 was a very reliablecraft: 113 successful launches, only three failures in theyears from 1988 to 2003.In the early ‘90s the growing demand for heavier payloadsforced ESA to develop a wholly new family, theAriane-5 in a new two-stage version adopting solidpropellants and cryogenic propulsion. The previousthree-stage philosophy was abandoned. It was a harddecision: the new version was technologically complexand it took almost 16 years of tests, failures and improvementsto make Ariane 5 fully certified for the 2010-2020 decade. In fact unluckily enough the new launchermet an extraordinary lot of teething problems and Ariane4 in the meantime held the fort and with its sales keptArianespace afloat.Now Ariane 5 is all right. In the meantime the Europeanlaunchers family kept growing: first came a RussianSoyuz, for it an exact replica of its Baikonour launchingpad had to be built at Kourou, then came VEGA. I amproud to say that VEGA was planned and built by Italianresearch and industry. It is 100 ft tall and a 3 mt width,tall as a ten-stories building, shorter and thinner that Ariane5, but there’s a reason why: it was designed to carrypayloads too small to pay their way on the larger craft,or destined to lower orbits where the Ariane 5 capacitywould be underused. VEGA is the main asset of bothESA and Arianespace, the right answer to the growingdemand of launchers for EO and/or scientific missionsat large. Just another important step on the way to aneffective European space policy □SPACEMAGNumero 1 2012

La nuova geopoliticadelle basi di lancio spazialiStoria di copertinaLa testa fra le nuvole, ma i piedi ben piantati per terra…di Antonello Biagini*Andrea Carteny**Dopo la fine della Guerra Fredda e il superamento delbipolarismo USA-URSS, si è configurata una geografiadelle basi terrestri di lancio che rispecchial’interesse e il ruolo politico di vari Paesi emergenti per lacompetizione nello Spazio. In questo contesto la disponibilitàdi basi aerospaziali (spaceports, cosmodromes, launch facilities)è di grande importanza per la valutazione della capacitàdi politica aerospaziale. Una mappatura delle basi dacui, nel primo decennio del XXI secolo, sono stati effettuaticon successo lanci, è stata articolata nel database di aerospazio.info(Aerospace Governance Technology Information, ilpiù completo sito web di informazioni aerospaziali progettatoe realizzato dall’ing. Cesare M. Sodi). In una rassegna daovest a est, si incontrano spaceports di grande interesse (militare,commerciale o strategico) per singoli paesi, agenzie oconsorzi. (1)Nell’Oceano Pacifico il Reagan Test Site (o più precisamenteil Ronald Reagan Ballistic Missile Defense Test Site) èun’importante base per le strategie di difesa missilistica degliStati Uniti e per i programmi di ricerca e missioni spazialiNASA. Situata su isole e atolli - come le isole del KwajaleinAtoll, la Wake Island e l’Aur Atoll - interessa quasidue milioni di kmq. Nel secondo dopoguerra divenne sito ditest nucleari (nel 1954 avvenne qui il test di esplosione dellabomba all’idrogeno ‘Bravo’) e nel 1959 base missilistica. Lestrutture di lancio razzi, il centro di controllo missioni e ilcomando (US Army Kwajalein Atoll, USAKA) sono localizzatisull’atollo Kwajalein, nelle isole Marshall (2) . Un’ulteriorebase oceanica è la piattaforma marittima mobile di lancioOcean Odyssey, localizzata sulla linea dell’equatore, utilizzatadal consorzio Sea Launch (3) , costituito nel 1995 da compagniedi Norvegia, Russia, Ucraina e Stati Uniti e gestito daBoeing. Il primo lancio di razzo è del 1999: il bilancio è di21NASA’s Kennedy SpaceCenter in Florida2012Numero 1SPACEMAG

Storia di copertinatività di lancio. Nel Dipartimento d’oltremare della Guyanafrancese, infatti, il sito di Kourou fu identificato nel 1964 (13) .come il più adatto per una base spaziale, tra i 14 presi in esamedal governo di Parigi: vicina all’equatore, Kourou è unabase ideale per satelliti in orbita geostazionaria e gode dell’effettofionda (slingshot), l’energia aggiuntiva che viene data ailanci dalla rotazione terrestre (di 460 m/sec). Nel 1975, poi,con la costituzione dell’ESA il Centro spaziale guyanese fumesso a disposizione dei partner europei, così come l’ESAcontribuì a sostenere il programma Ariane in collaborazionecon l’agenzia francese CNES (Centre National d'ÉtudesSpatiales). Questa base spaziale, a tutti gli effetti un EuropeSpaceport, ha effettivamente ottimali parametri geograficiterrestri (14) .Oltre ad utilizzare basi come quella di Kourou per esigenzenazionali e commerciali, altre nazioni si sono dotate di basinazionali, come Israele, con la base militare aeronautica diPalmachim (15) situata a sud di Tel Aviv, da cui sono stati lanciatianche gli anti-missile Arrow (in ebraico Hetz). Dallabase sono stati lanciati dal 1998 una decina di razzi israelianiShavit (di cui tre senza successo).Differente e speculare - dal punto di vista diplomatico internazionale- è l’attività dell’Agenzia spaziale iraniana (16)sul territorio nazionale. Interessante è l’attività svolta nellabase spaziale e centro missilistico di Semnan, a sud-est diTehran (17) . Dopo 5 anni di costruzione in una remota zonadesertica, la base è stata inaugurata nel 2008 con il lancio delmissile Kavoshgar 1 e nel 2009 è stata la base per il lanciodel satellite Omid.Nel continente euro-asiatico l’eredità sovietica nelle politichespaziali fa della Federazione Russa ancora un protagonistaper la rete di basi aerospaziali. Tra queste è da indicare ilcosmodromo militare di Plesetsk (18) , nella provincia setten-23Il sorgere del sole dietro la rampa di lanciodei Soyuz, nota come Gagarin’s Start, nelcosmodromo di Baikonur(14)Cfr http://www.esa.int/SPECIALS/Launchers_Europe_s_Spaceport/index.html . È utilizzata anche nel programma satellitare di monitoraggiometeorologico e climatico Eumetsat: http://www.eumetsat.int/Home/Main/Satellites/SatelliteProgrammesOverview/SP_20100427133512861?l=en(15)Cfr http://www.airports-worldwide.com/israel/palmahim_israel.htm(16)L’Iranian Space Agency è considerata un’agenzia strategica per il governodi Tehran ed è direttamente dipendente dal Presidente della RepubblicaIslamica di Iran, a cui spetta il potere di nomina del presidente dell’Agenzia.Cfr http://www.isa.ir/index.php(17)Cfr http://www.nti.org/e_research/profiles/Iran/Missile/facilities.html(18)Cfr http://www.plesetzk.ru(19)Cfr http://www.starsem.com/soyuz/introduction.htm(20)Cfr http://www.roscosmos.ru(21)Cfr http://asimov.esrin.esa.it/export/SPECIALS/ESA_Permanent_Mission_in_Russia/SEMMBS0XDYD_0.html(22)Cfr http://www.bbc.co.uk/news/science-environment-10698433(23)Cfr http://www.kapyar.ru/(24)Cfr http://www.kosmotras.ru/en/(25)Cfr http://www.kosmotras.ru/en/yasniy/(26)Le missioni Dnepr (cfr http://www.kosmotras.ru/en/program_dnepr/ ) sonorealizzate dalla base di Baikonur e Yasny: partecipano al programma enti eaziende di vari paesi, tra cui l’Università La Sapienza di Roma.(27)Cfr http://sinodefence.wordpress.com/2010/12/06/jiuquan-satellite-launchcentre/2012Numero 1SPACEMAG

Storia di copertina24trionale di Archangelsk, la cui costruzione in questa remotaregione per motivi di segretezza fu decisa già nel 1957: daqui nel 1966 avvenne il primo lancio di razzo Vostok, con abordo il satellite Cosmos 112. L’osservazione del lancio daparte britannica portò alla caduta della segretezza del sito: ilgoverno sovietico (che mantenne segreta l’esistenza di questabase fino al 1983) e poi quello russoDopo la GuerraFredda fra USAe URSS comecambiala geografiadelle basivi hanno effettuato fino al 1997 oltre1500 lanci. Per la latitudine e l’inclinazione,vengono lanciati in orbitapolare satelliti per lo più ad uso militare.Come da Plesetsk, anche dal cosmodromodi Baikonur si continuano aeseguire lanci dei programmi sovietici(e poi russi) più importanti, comenel caso del Soyuz (19) . Bajkonur, chiamataanche Tyuratam, è la più grandebase del mondo per dimensionied è gestita dalle Forze spaziali russee dall’Agenzia spaziale federale russaRoskosmos (20) . Situata nella steppadel Kazakhstan, in concessione fino al 2050 alla Russia, èstata la base di lancio dei più noti successi sovietici (il primosatellite artificiale Sputnik 1, il 4 ottobre 1957; la navettaspaziale Luna 1 il 2 gennaio 1959, in volo verso il nostrosatellite naturale; il primo viaggio di un uomo nello Spazio,Yuri Gagarin, il 12 aprile 1961, e due anni dopo della primadonna, Valentina Tereshkova) ma anche di insuccessi, comenel caso dell’esplosione del prototipo di ICBM R-16 primadel lancio, che nel 1960 causò decine di morti).L’enorme utilizzo di questa base a fini militari, scientifici,commerciali ha spinto il governo federale a pianificare soluzionialternative per il suo decongestionamento. Nella provinciadi Amur, nell’estremo oriente della Federazione Russa,nel 1996 è stato inaugurato il cosmodromo Svobodny (21)per il lancio di razzi della classe Start. In dieci anni, fino al2006, sono stati compiuti da qui dieci lanci poi ne è statadecisa la chiusura. Gli investimenti si sono così concentratinella costruzione del cosmodromo Vostochny, i cui lavori siprevede durino sette anni circa, a partiredal 2011 (22) .Le altre principali basi russe sono neipressi dei confini kazaki. KapustinYar (23) è localizzata nella provincia diAstrakhan e fu costituita a scopi militarinell’immediato secondo dopoguerra,nel 1946, con tecnologia e materialedella Germania sconfitta. Quisi svolsero numerosi lanci missilisticie test nucleari (si contarono cinqueesplosioni atmosferiche tra il 1957 eil 1961). Con un’interruzione tra il1988 e il 1998, dal 1966 è utilizzatacome cosmodromo. Gestita dall’InternationalSpace Company Kosmotras(24) è invece la base di lancio Yasny Dombarovsky (25) , attivadalla metà degli anni ‘60 e recentemente utilizzata per lopiù a fini commerciali e nel programma Dnepr (26) .La potenza asiatica che, a differenza dell’Unione Sovietica,ha continuato i propri programmi aerospaziali senza interruzioniné cambi di regime è la Cina popolare. Il centro di lanciosatelliti Jiuquan (27) , nel deserto del Gobi (Mongolia interna),si trova vicino al confine settentrionale, a circa 1600km da Pechino. Fondato nel 1958, è la prima e la principaledelle tre basi della Repubblica Popolare Cinese. Impiegataper test militari, è gestita dal China National Space Administration(28) - nell’ambito del programma nazionale di lan-Veduta aerea della rampadi lancio di Wallops IslandSPACEMAGNumero 1 2012

Storia di copertinacio razzi dedicato alla Lunga marcia di Mao Tze Dong - eancor oggi base per missioni e satelliti. Importanti lanci sonostati compiuti da Jiuquan, dal 1970 - quando fu lanciatoil primo satellite cinese “Dong Fang Hong 1” (che significa“l’oriente è rosso”), detto anche “China 1” o “Mao 1”- agli ultimi anni: da qui infatti partono le missioni spazialiumane Shenzhou (come nel 2003, 2005 e 2008). Il centrodi lancio Taiyuan (29) , nominato anche Base 25, è la secondabase spaziale fondata nel 1966 e operativa nel 1968. Situatasugli altipiani della provincia dello Shanxi, per la sua altitudinedi 1500 metri unita al clima secco presenta condizioniideali per il lancio di satelliti, per lo più meteorologici, diEO, scientifici nell’ambito del già citato programma Lungamarcia. Infine c’è il centro di lancio satelliti di Xichang, indicataanche come “Base 27” (30) , la base più meridionale dellaprovincia del Sichuan (qui localizzata in origine per la sualontananza dalle frontiere con URSS) per lo sviluppo delprogramma nazionale di missioni umane nello spazio. Dal1984 è in grado di lanciare razzi e veicoli per le comunicazioni(satelliti geostazionari e meteorologici), nota però ancheper l’incidente avvenuto nel 1996 durante le operazionidi lancio, che causò sei morti e decine di feriti. In questa basesi realizza - con il programma di lancio di satelliti scientificiDouble Star - la collaborazione con l’ESA (31) . Xichangperderà gli importanti programmi spaziali qui realizzati a favoredella base di Wenchang, situata nell’estremo sud dellaCina base che nel prossimo futuro tornerà operativa al terminedell’ammodernamento in corso.Tra le potenze spaziali asiatiche spicca l’India: l’Indian SpaceResearch Organization (ISRO) (32) è attiva fin dagli anni ’60del Novecento e responsabile del centro spaziale SriharikotaHigh Altitude Range. Questa base, situata nell’isola costieraSriharikota (Stato di Andhra Pradesh, India meridionale),ha preso il nome, Satish Dhawan, dal presidente dell’ISROscomparso nel 2002 (33). Operativa dal 1971, dal ’79 al 2008ha effettuato numerosi lanci: si prevede di portare a compimentoda qui la prima missione umana indiana.L’altra potenza spaziale del continente asiatico è il Giappone,che dal 1969 utilizza l’isola meridionale di Tanegashimacome centro spaziale attraverso la National Space DevelopmentAgency of Japan (NASDA) e dal 2003 dall'attualeagenzia spaziale giapponese, la Japan Aerospace ExplorationAgency (JAXA) (34) . Presso il centro nazionale spaziale Tanegashima(TNSC) si svolgono le operazioni di assemblaggio,test, lancio e controllo satelliti così come i test di fuoco perrazzi. Architettonicamente molto bello, questo centro spazialepresenta i due complessi di lancio Yoshinobu e Osaki:il primo dedica una delle sue due strutture - lo YoshinobuFiring Test Stand - per il lancio ai test di fuoco (35) . Inoltre,nello stesso distretto di Kagoshima, fu stabilito nel 1962 ilcentro spaziale Uchinoura (36) : nel ’64 il centro divenne partedell’Istituto di scienza spaziale e aeronautica dell’UniversitàUn missile bersaglio viene lanciato dal Vandenberg Air ForceBase Launch Complex BOM1, California (USA), è il primomaggio del 1977di Tokyo. Poi, nel 1981, fu reso autonomo come KagoshimaSpace Center e poi denominato Uchinoura Space Centeralla costituzione della JAXA. Il primo satellite giapponeseOsumi (37) , nel 1970, fu lanciato dall’Uchinoura, così comenumerosi satelliti scientifici e di osservazione astronomica.Last but not least, è necessaria una notazione a parte sull'Italiae la sua autonoma attività spaziale e - seppure al di fuoridel territorio nazionale - di Paese ‘lanciatore’. Capace - dopoUnione Sovietica e Stati Uniti - di mandare un satellitenello spazio, come dimostrato nel 1964 con il lancio delSan Marco A o San Marco 1, negli anni ’60 l’Italia ha saputopianificare una strategia spaziale. Grazie all’idea e all’attivitàdell’ingegnere e generale dell’aeronautica Luigi Broglio,nel 1962 era stato lanciato il Progetto San Marco (38) per faredell’Italia una potenza spaziale autonoma in stretta connessionecon gli Stati Uniti, strategia poi superata dall’investimentoitaliano nei programmi ESA, operati dalla base francesedi Kourou, in Guyana (39) . Con l’Università La Sapienzadi Roma e il Centro Nazionale delle Ricerche (CNR), il pro-25(28)Cfr http://www.cnsa.gov.cn/n615709/cindex-linshi.html(29)Cfr http://www.globalsecurity.org/space/world/china/taiyuan.htm(30)Cfr http://www.globalsecurity.org/space/world/china/xichang.htm(31)I due satelliti Double Star sono finalizzati allo studio della magnetosferae agli effetti del sole sull’ambiente terrestre. Cfr http://www.esa.int/export/esaSC/120381_index_0_m.html(32)Cfr http://www.isro.org . La ISRO, nel 1975, lanciò “Aryabhatta”, il primosatellite indiano, dalla base sovietica di Kapustin Yar.(33)Cfr http://www.sharicons.com/shar.html(34)Cfr http://www.jaxa.jp/index_e.html(35)Cfr http://www.jaxa.jp/about/centers/tnsc/index_e.html(36)Cfr http://www.jaxa.jp/about/centers/usc/index_e.html(37)Cfr http://www.isas.ac.jp/e/enterp/missions/ohsumi.shtml(38)Cfr http://crpsm.psm.uniroma1.it/(39)Cfr Dario Laruffa, Lo spazio tricolore: storie di uomini che hanno visto lestelle, UTET, Torino 2009.(40)Nel marzo 2004 esperti russi in visita alla base hanno appurato lafattibilità di lanci di razzi Start 1 dalla piattaforma marina.(41)È riprodotta (in versione semplificata) la tabella dinamica elaborata nelmenù della “sezione database” del sito web aerospazio.info sul bottonestakeholders.2012Numero 1SPACEMAG

Cover storyThe new basesin the world26After the end of the Cold War space bases lostmost of their military strategic importancein favour of the new peaceful competition inspace. Spaceports, cosmodromes, launch facilitiesare the new all-important assets in this field,as documented by the world-wide aerospazio.infodatabase created by the Italian C. M. Sodi, Eng.In the Pacific Ocean the Reagan Test Site is a dualbase for missile testing and NASA space missions. Inthe same area the mobile sea platform Ocean Odysseyis owned jointly by Norway, Russia, Ukraine andUSA private firms and managed by Boeing. In Alashathe state owned structure at Kodiak is operated bythe Alaska State Aerospace Corp. On the US WestCoast we find the Vandenberg military aerospacebase founded in 1941. With its 400sq kms, it is essentialto strategic missiles developing and testing.On the East Coast the Wallops Flight Facility, Va., isoperated by the Goddard Space Flight Center anddevote mostly to scientific missions. In Florida theJohn F. Kennedy Space Center is world famous forhistoric space programs such as Apollo and SpaceShuttle; the center exploits the nearby Cape CanaveralAir Force Station facilities.Among the Western powers, next comes ESA, theEuropean Space Agency, with its launchiung site atKourou, in the French Guyana, fast growing to a fullEurope’s spaceport dimension. Its location almost onthe Equator offers to launchers the slingshot effectimplementing take-off speed. In Middle East there isthe Isfraeli Palmachin military base testing the antimissileArrows while Iran inaugurated in 2008 its ownbase, named Semnan, used to launch the Omid satellite.While Iran new base at Semnan is mostly usedto test war missiles, USSR heirs in Russia still manageone of the world’s largest base systems comprenhending:the Plesetsk cosmodrome, one of themost secret bases until 1966, the historic Baykonour,where Sputnik 1 and Yuri Gagarin took off for theirrespective epoch making flights, the new Svobodnycosmodrome (1996) plus two other bases, Kapustin-Yar and Yasny Dombarovsky. China is fairly active inthe last decades: satellites are launched from the Jiuquanbase in the Gobi desert. There the first chinesesatellite Dong Fang Hopng 1 took off in 1970, andlately the more important Shenzhou manned missions.The second important base is Taiyuan.India is preparing its first manned mission in theSatish Dhawan space center on an Island off theAndhra Pradesh State. Japan’s main base in onTanegashima Island where satellites are assembled,tested and launched. The first JAXA satellite, Osumi,was launched here in 1970, paving the way to manyscientific missions. Last but not least comes Italy,playing its role as a fully qualified satellite launchingcountry from the ESA base in Kourou, where VEGAtook off on its historical flight on Feb.13, 2012 □China launched a remote sensing satellite from TaiyuanSatellite Launch Center on December 22, 2011 marking amilestone in China’s space programgramma di ricerca prevedeva il lancio di satelliti italiani convettori americani Scout, insieme alla costruzione di un poligonodi lancio ubicato al largo delle coste keniote, nei pressidi Malindi. La realizzazione di una piattaforma marittimain questa zona, ancorata sul fondo oceanico in acque internazionali,presenta il fattore molto positivo di essere sulla lineaequatoriale e sfruttare così la forza di rotazione terrestreper i lanci. Nel 1967 il secondo satellite del programma, ilSan Marco B (o San Marco 2) fu così lanciato dall’omonimapiattaforma con un razzo Scout, come anche i successivisatelliti del programma (nel ’71,’74 e’88). Alla piattaformadi lancio si affianca una di controllo (lancio e messa in orbita,Piattaforma Santa Rita), e una per i radar (Santa RitaII). Nella penisola di Ras Ngomeni, nel territorio del Kenya,un centro spaziale raccoglie ed elabora dati, denominatoCentro Spaziale Broglio (Broglio Space Centre, BSC) inseguito alla scomparsa del suo fondatore (Luigi Broglio a 91anni nel 2001). Affidato nel 2003 in gestione all’ASI, si prevedeche il BSC torni all’attività di lancio (fino al 1988 sonostati effettuati da qui ventisette lanci, tutti con successo) (40)mediante il rinnovo dell’accordo con il governo keniota perla concessione della base fino al 2025 e il ammodernamentodelle piattaforme.L’Italia è concretamente presente sul fronte dell’attività spazialeattraverso i propri stakeholders, o ‘portatori di interesse’,un ulteriore parametro e affidabile indicatore di un ruolonazionale in questo campo. L’Italia occupa un posto di tuttorispetto per l’attività satellitare, con trenta satelliti orbitantisostenuti dall’investimento civile pubblico e privato, e militare.I principali protagonisti della corsa nazionale (41) allospazio sono: Thales Alenia Space, l’Agenzia Spaziale Italiana,il Ministero della Difesa italiano, Alenia Spazio e l’UniversitàSapienza di Roma, con due o più satelliti in orbita □* Prorettore alla Cooperazione e ai Rapporti internazionalidella Sapienza Università di Roma, Ordinario di Storiadell’Europa Orientale;** Ricercatore universitario di Storia dell’Europa orientalepresso l’Università di Roma La Sapienza, docente di Regimisocialisti e minoranze nazionali in EuropaSPACEMAGNumero 1 2012

Master Image Programmes / Pavillon NoirW E L O O K A F T E R T H E E A R T H B E A T

Storia di copertinaVEGA, cambialo scenariointernazionaleUn sogno divenuto realtà,e ora completarlodi Augusto Cramarossa*Rocco Michele Buccico**28Finalmente. VEGA è stato lanciato e ha svolto tutta lasua missione secondo le specifiche, anzi con una prestazioneal di là delle aspettative. È andata, è fatta, è unsuccesso. Ed ora lo scenario europeo ed internazionale deilanciatori è drasticamente cambiato.Personalmente tutto è cominciato più di dieci anni fa, a Colleferro,prima di una cena di lavoro con i colleghi ucrainidella Yuzhnoye, durante le negoziazioni sui possibili sistemipropulsivi ucraini da usare sul VEGA (a quell’epoca lavoravoper la FiatAvio, ora Avio, ex BPD Difesa e Spazio). Comeeravamo soliti fare, si trattava di proporre, a rotazione, unbrindisi. Senza rendermene conto mi trovai a pronunciare leseguenti, spesso abusate, ma note parole: “I have a dream”.E aggiunsi: “My dream is to see the first VEGA launch be afull success and to see the beginning of a new era in the Europeanlauncher sector”.Parole che venivano da lontano, considerando che nel lontano1989 avevo iniziato la mia avventura nel settore partecipandoin BPD alla stesura delle proposte per il piccolo lanciatorederivato dallo Scout. Si lavorava con la società LoralVought sullo Scout 2 (potenziato con 2 booster a solido derivatida quelli dell’Ariane 4), poi sul progetto del prof. L.Broglio, il San Marco Scout (4 booster a solido), per arrivareinfine alle varie idee proposte per VEGA, con i contrattidell’ASI e poi dell’ESA, anche attraverso la Joint Venture Vegaspazio(tra Avio e Aerospatiale) e, quindi, all’idea vincentedella Società ELV (avio ed ASI), capofila industriale del programmaVEGA dell’ESA.Ora a distanza di tanti anni, al termine di un impegno straordinarioe di tutti gli sforzi profusi a livello italiano ed europeo,finalmente senza tema di smentita, posso affermareche non si tratta più di un semplice sogno, ma di una realtà,incredibile, splendida. Lasciatemi quindi dedicare questosuccesso al prof. Luigi Broglio e al prof. Carlo Buongiorno,miei docenti all’Università di Roma La Sapienza, entrambipionieri, ispiratori, promotori e Maestri delle attività spazialiitaliane.Il quadro generaleLa competizione per i servizi di lancio è particolarmente attivae vivace. Il settore dei “lanciatori” e il relativo mercatodei servizi di lancio è complesso e non accessibile a tutti.Com’è noto gli investimenti per mettere a punto e commer-Un razzo Delta IV Heavy, dellaUnited launch Alliance, parteda Cape Canaveral (PhotoCredit: Pat Coprkery / ULA)SPACEMAGNumero 1 2012

Storia di copertinacializzare un lanciatore di satelliti sono ingenti e le competenzeda sviluppare richiedono uno o più decenni di sforzi.In questo settore la domanda influenza fortemente l’offertapoiché a dominare il mercato internazionale è la domandaistituzionale, che nell’ultimo decennio ha rappresentatoquasi il 70 % del mercato. I governi dei pochi paesi che posseggonouna autonoma capacità di lancio di satelliti ed unasignificativa politica spaziale continuano a investire ingentirisorse economiche in R&S delle tecnologie di lancio pergarantirsi, anche in futuro, un accesso sicuro e indipendenteallo spazio.Attualmente, al di là delle attività di sviluppo di nuovi lanciatori,vengono realizzate attività di:• sviluppo tecnologico (game changing), attività fortementeinnovative per definire e sviluppare tecnologie e prodotti,soprattutto nel campo della propulsione, che consentanodi ridurre drasticamente il costo di esercizio dei sistemi dilancio (includendo il vettore, la base e le operazioni di lancio);• accompagnamento alla produzione ai vettori esistenti (includendoi necessari controlli a campione, il trattamentodelle obsolescenze e l’eventuale introduzione di nuovi apparati),attività invece mirate a mantenere e perfezionarele loro condizioni di operatività.Tuttavia, come testimoniato anche dalle recenti dichiarazionidelle autorità statunitensi, c’è ancora un “disperato bisognodi breakthrough tecnologici” per un accesso allo spaziomeno rischioso e meno costoso per gli utilizzatori, soprattuttonel caso di missioni scientifiche. Un’analisi completadel settore è un esercizio estremamente delicato e complessoper diverse ragioni:• la difficoltà, anche per motivi di carattere strategico/militare,di reperire informazioni affidabili e complete (e.g. ilreale stato di avanzamento dello sviluppo di nuovi sistemi,i costi del servizio di lancio, ecc.) su tutti i vettori di lanciomondiali, inclusi quelli di paesi che stanno cercando di affacciarsie posizionarsi in tale settore;• la diversa tipologia delle orbite: Low Earh Orbit (LEO),Sun Synchronous Orbit (SSO), Medium Earth Orbit(MEO), Geosynchronous Transfer Orbit (GTO), GeostationaryEarth Orbit (GEO), missioni interplanetarie, ecc.,con la conseguente difficoltà di comparare le prestazioni;• l’articolazione del settore dei vettori di lancio, che includeex missili balistici, piccoli vettori (della classe di VEGA -fino a circa 2 tonnellate in LEO), lanciatori piccoli-medi(fino a circa due-tre tonnellate in GTO), lanciatori pesanti(da quattro a dieci tonnellate in GTO);• la disponibilità di basi lancio in diversi paesi e l’intenzionedi realizzarne di nuove per garantirsi l’accesso allo spazioo migliorare le attuali capacità di lancio, avvicinandosiall’equatore (e.g. Russia);• gli impatti generati dalla scelta NASA di abbandonare loSpace Shuttle (STS) a favore del nuovo sistema di lancioabitato Space Launch System (SLS) e la competizione peri sistemi di lancio commerciali;• le conseguenze delle perdite ormai strutturali di Arianespace,l’operatore che fornisce i servizi di lancio per Ariane5 ed ora anche quelli di VEGA e Soyuz, e le future scelteche l’ESA sarà chiamata a fare per il post Ariane 5.Rimandando un’analisi esaustiva dell’intero settore dei lanciatoriad uno o più futuri articoli su Spacemag, esaminiamoin maniera schematica lo scenario nei principali paesiche hanno capacità di lancio di satelliti ed, in particolare, iconcorrenti del sistema VEGA. Gli Stati Uniti, forti di una292012Numero 1SPACEMAG

Storia di copertinaV, Delta IV e Proton.Anche il settore dei lanciatori indiano è in crescita. I vettoriindiani si dividono in due categorie i PLSV (Polar SatelliteLaunch Vehicle) per i lanci in orbita bassa e i GLSV (GeosynchronusSatellite Launch Vehicle) per i lanci in altre orbite.L’ISRO (Indian Space Research Organization) continua asviluppare nuovi progetti e nuovi programmi per poter competerecon le altre realtà dell’industria spaziale.Infine, vale ricordare gli sforzi e gli interessi di altri paesiquali: il Giappone con i vettori H-IIA e H-IIB, Israele conShavit, la Corea del Sud, il Brasile e l’Argentina.La politica di accesso allo spazio prima dell’ELDO (1962)e poi dell’ESA (1975) ha determinato lo sviluppo di nuovetecnologie spaziali e l’affermarsi sul mercato globale diun’industria spaziale europea dei lanciatori matura, consolidataed affidabile. Il successo di numerose missioni spazialiha permesso all’ESA e, con essa, all’ASI di affermarsi a livellointernazionale e diventare un importante interlocutore e unindispensabile partner nell’esplorazione e nell’utilizzo dello30La capsula spaziale Dragon sul lanciatore Falcon 9 della Space X si avvia alla rampa di lancio il 2 dicembre 2010politica aerospaziale che da mezzo secolo sostiene e finanziaimportanti investimenti nel settore, sono presenti sul mercatocon diversi operatori e lanciatori. Le principali famiglie dilanciatori sono: Atlas V, Delta IV e Delta II. Questi vettorisono della United Launch Alliance (ULA, joint venture 50-50 tra Lockheed Martin e Boeing Company) che monopolizzail mercato istituzionale americano (Department of Defense,NASA, National Reconnaissance Office ed altre organizzazioni).Date le sue dimensioni il mercato americano èmolto vivace e permette anche ad altre realtà industriali, trale quali la Orbital Science Corporation (OSC) e la più recenteSpace X, di crescere e affacciarsi nel settore con prezzivia via più competitivi. I lanciatori della OSC sono: Pegasus,Taurus e Minotaurus; quelli della SpaceX Falcon1, Falcon9e Falcon Heavy, in fase di messa a punto e di sviluppo .I principali vettori dell’ex Unione Sovietica sono principalmenteSoyuz e Proton, largamente utilizzati nei lanci di satellitimedio-pesanti. Il vettore Rockot viene ancora utilizzatoper i lanci di piccoli satelliti in orbita bassa. ESA ne ha recentementeacquistati due per i lanci delle sentinelle GMES.Oltre a questi vanno ricordati i vettori lanciatori ucraini Zenit(medio) e Dnepr-1 (piccolo lanciatore). Nel quadro diun rafforzamento delle politiche spaziali è stato inoltre avviatoun processo di ammodernamento della flotta di vettoricon i nuovi lanciatori Angara e Tsyklon-4 (Ucraino) ela costruzione del nuovo centro spaziale ad uso civile di Vostochny,nell'estremo oriente ai confini con la CinaIl trasporto spaziale cinese è ben sviluppato ed è cresciuto recentementein maniera esponenziale, grazie ad una poderosapolitica spaziale concepita a partire dagli anni ’90 con l’investimentodi ingenti risorse e che ha portato allo sviluppodi una stazione spaziale orbitante (Tiangong) e del relativoveicolo di trasporto abitato (Shenzhou). Grazie ai bassi costidi produzione e alla crescente affidabilità dei suoi sistemi dilancio la Cina ha, praticamente, colmato il gap con le grandisuperpotenze del settore effettuando nel corso del 2010 lostesso numero di lanci degli USA (anche se tutti di naturaistituzionale). La famiglia di lanciatori cinese è composta davari modelli del Long March e in futuro potrebbe con nuovimodelli entrare nel segmento di mercato di Ariane 5, Atlasspazio extra-atmosferico. Va anche ricordato il successo diArianespace nel mercato commerciale dapprima con Ariane4 e successivamente con Ariane 5, anche se in quest’ultimocaso, come ho ricordato sopra, è stato richiesto in passato, elo è tuttora, un contributo istituzionale per ripianare le perditedi esercizio della Società. Per oltre trent’anni il lanciatoreAriane nei suoi diversi modelli ha permesso all’Europa diportare in orbita satelliti istituzionali (civili e militari) e soprattuttosatelliti commerciali. Oggi la famiglia di lanciatorieuropei è così composta: il lanciatore pesante Ariane 5 conuna capacità di carico utile in LEO di 20000 kg e in GTOdi 8000-10000 kg; il lanciatore medio Soyuz ST, ora lanciatoanche da Kourou, con una capacità in GEO di oltre 3000kg; e il piccolo lanciatore VEGA, orgoglio italiano, con unacapacità in orbita bassa polare di 1500 kg. Tutti i lanciatori,lo ricordiamo, vengono operati da Arianespace dal portospaziale di Kourou situato nella Guyana francese □* Responsabile dell’Unità Rapporti Nazionalied Internazionali;** Titolare di borsa di studio presso ASISPACEMAGNumero 1 2012

Storia di copertinaLa enorme estensione del KennedySpace Center, con la ICBM Road (1963)e le rampe di lancio dei missili balisticiintercontinentali a testata atomica, ildeterrente della Guerra Fredda, primache la base diventasse il centro dellaconquista pacifica dello spazio32SPACEMAGNumero 1 2012

Storia di copertinaAccessoautonomo allospazio, sceltastrategicaPer la Difesa, minori costi,risposte immediate,questa la sfidadi Lucio Bianchi*La Difesa italiana, fin dalle prime missioni spaziali, harivolto piena attenzione al settore dei sistemi di lancio,svolgendo, tramite l’Aeronautica Militare italiana incooperazione con l’USAF, e poi il CNR, un ruolo trainantesegnato dall’impegno e dalla visione del gen. Luigi Broglio,Ufficiale del Genio Aeronautico e professore dell’Universitàdi Roma, animatore del progetto San Marco. Con la sua iniziativain grado di far convergere gli interessi dell’organizzazionemilitare aeronautica e del mondo universitario scientificoe, successivamente, della NASA, è stata avviata la primacooperazione tra Italia e USA che ha segnato l’inizio dell’avventuraspaziale italiana portando il nostro paese ad essere,nel 1964, la terza nazione dopo gli Stati Uniti e l’URSS alanciare un satellite in orbita e ad avere un poligono di lancioequatoriale.Da allora sono passati circa quasi cinquant’anni ed il perfettolancio del vettore VEGA il giorno 13 Febbraio da Kourou(data che deve rimanere storica per l’Italia) sembra riportarciindietro nel tempo e porre in qualche modo rimedio ad undeclino, di cui si conoscono certamente le motivazioni, chedal ‘93 in poi portò ad interrompere l’incredibile avventuradel progetto San Marco. Da allora la Difesa si è parzialmentedistaccata dal settore dei lanciatori ed ha inteso concentrarela propria attenzione e le proprie capacità finanziarienelle applicazioni spaziali, confidando nella volontà politicadi lasciare alla Agenzia Spaziale il compito di seguire esviluppare tecnologie chiave per l’accesso allo spazio. Sceltaquesta condivisa in Europa da tutte le difese, anche di paesinucleari, preso atto che le risorse economiche europee potevanoal massimo mettere un operatore commerciale in gradodi garantire, per il vecchio continente, un accesso indipendenteallo spazio su cui anche le difese avrebbero potutoappoggiarsi.La linea politica nazionale, delineata nel documento del Governopro-tempore denominato Indirizzi del governo di politicaspaziale, novembre 2010, ha confermato e ha rafforzatola volontà di mantenere un accesso indipendente allo spa-332012Numero 1SPACEMAG

Storia di copertina34zio, configurato come contributo nazionale, che in VEGAè preponderante. Tale politica è pienamente condivisa dallaDifesa Italiana perché ha una valenza strategica fondamentaleper la credibilità dello strumento difesa europeo. Nonsempre per la Difesa è possibile ricorrere al mercato apertodei servizi di lancio, in quanto ciò non sempre è consentitodalle limitazioni imposte dalle licenze di esportazioni dicomponenti satellitari sottoposti a restrizioni ITAR, o dallaimpossibilità di garantire i servizi di sicurezza necessari percontrollare i satelliti militari nelle fasi che precedono il lancioquando cioè il satellite stesso viene trasferito nelle basi dilancio per l’integrazione sul vettore.La Difesa italiana guarda quindi con estremo interesse allacapacità italiana ed europea di lancio, per la sua valenzastrategica, per le tecnologie associate e perché tale capacitàderiva/evolve da capacità industriali alle quali anche la difesa,attraverso i programmimilitari, ha contribuitocon finanziamenti. Neè un esempio il programmaitalo-francese FSAFASTER 30 per un missileipersonico antiaereo/antimissiledi corto raggionel quale la società AVIOha progettato e prodottoin serie il booster completodel missile con tecnologieallo stato dell’arte.L’involucro realizzato conla tecnologia del filamentwinding (fibra di carbonioavvolta) è realizzatoin resina epossidica preimpregnataed integratastrutturalmente con alettedi metallo/fibra di carbonioin grado di resistereagli elevati carichi termico-strutturaliindottidalla velocità ipersonicadel missile (Mach 4.5).Tecnologie dualiUna reale convergenza,di là dalle analogie trasistemi di difesa aerea evettori di lancio, si presentadal punto di vistatecnologico nel settoredei vettori di lancio spazialie dei sistemi missilisticiintercontinentali ditipo balistico (ICBM), inpossesso delle potenze nucleari. La capacità di realizzare unvettore di lancio deriva dalla capacità di produrre il propellente,i motori, la struttura aerodinamica, l’involucro motore,gli isolamenti, il sistema di thrust-vectoring, gli ugelli diuscita, i meccanismi di attivazione degli stadi, i sistemi distrap-on dei boosters, i meccanismi di separazione, il softwaredi volo e le capacità di condurre test di integrazione di sistemadi failure analysis e il supporto a terra e le basi di lancio:queste capacità, sopra sintetizzate, sono assolutamente analoghea quelle necessarie a sviluppare un ICBM. Si può ritenereche un missile del genere, tranne la testata bellica, equivalgaa un lanciatore spaziale la cui orbita intercetta la terra.Le tecnologie di controllo e guida che a prima vista potrebberopresentare le maggiori diversità fra lanciatori e missili,hanno nei moderni lanciatori un livello di accuratezza taleda poter consentire il rilascio di un carico nucleare con adeguataprecisione (1) . L’unica complessità tecnologicadel settore missilistico rispetto ai vettori di lancioè relativa alle tecnologie di rientro in atmosfera,fase di volo che si presenta solo per sistemi ditipo ICBM.Per valutare l’ingegneria dei sistemi di lancio occorrepartire dall’equazione del moto dei rocketsche mostra i parametri chiave del progetto e il loroimpatto sull’affidabilità del lancio. L’equazionemostra che l’incremento di velocità impartita adun payload da uno stadio del lanciatore deriva dallarelazione: Delta V = g* Isp* ln(M).La relazione lega Delta V la variazione di velocità,g la costante gravitazionale (9.8 metri per secondoper secondo), l’impulso specifico e il logaritmodel rapporto di massa. La quantità M, è il rapportodi massa del razzo a pieno carico di combustibilee senza combustibile. L’impulso specifico,denominato. Isp è la misura della prestazione delmotore in secondi. Per avere migliori prestazionipossiamo agire sull’impulso specifico oppure sulrapporto di massa . Oggi i migliori motori possonoraggiungere impulsi specifici nell’intorno dei450 secondi e questo è probabilmente il meglioSPACEMAGNumero 1 2012

Storia di copertinache si può raggiungere da un razzo a combustibile chimico.L’impulso specifico Isp è quindi determinato dalla chimicadel propellente e sembra che l’industria, dopo decine di annidi sperimentazione, abbia trovato combinazioni di propellentitali da raggiungere il limite massimo di spinta realizzabile.Per migliorare le prestazioni in Delta V occorre agiresul rapporto di massa che essenzialmente rappresenta quantocombustibile può esser caricato sulla struttura più leggerapossibile; una proprietà denominata efficienza strutturale.Utilizzando materiali avanzati oggi uno stadio lanciatore potràessere da 10 a 20 volte più pesante quando è pienamenterifornito rispetto a quando è vuoto.Un vettore di lancio, in misura maggiore rispetto a un missilebalistico progettato sul carico utile bellico, è quindi estremamenteleggero a vuoto e opera con margini di sicurezzaottimizzati ma ridotti; ogni imperfezione o errato comportamentoin volo può condurre alla catastrofe. I margini diprogetto sono perciò oggetto della massima preoccupazioneper i progettisti in quanto la bontà della progettazione si vaa verificare solo nel lancio (per questi sistemi sono possibilitest di volo) con pressioni, temperature, shock e vibrazionidi non facile previsione.Il grafico, nella seguente pagina, mostra come l’incrementodi spessore (e quindi del margine di sicurezza) delle paretidella struttura del vettore determina un incremento di pesoal lancio. Alla crescita dello spessore aumenta il margine disicurezza come pure la massa e questa funzione che è esponenziale,nell’area dei valori normali di margine di sicurezzasuperiori almeno al 80%, ad un piccolo incremento di spessorecorrisponde un ampio incremento della massa al lancio.Altro aspetto tecnologico di forte convergenza tra vettori dilancio e missili balistici riguarda il sistema di guida navigazionee controllo (GNC). Specificatamente la gestione diquesta tecnologia ha creato problemi al programma VEGA;l’industria francese, inizialmente responsabile dello sviluppodel software di volo, non ha ottenuto dalle autorità di sicurezzafrancesi l’autorizzazione a consegnare all’azienda italiana,responsabile della integrazione di sistema, i codici sorgente.Lo sviluppo di questo software è stato pertanto parallelamenteeffettuato anche in Italia e dal terzo lancio VEGAopererà con un software di volo sviluppato in Italia su cuil’industria nazionale potrà intervenire quando necessario infunzione delle modalità di mission/payload.Il software di volo ha il difficile compito di dirigere e controllareil veicolo dalla sua posizione iniziale a terra fino alla posizionenominale in orbita da cui il vettore di lancio rilasciail suo payload (o il missile balistico comincia la sua traiettorianon propulsa). Queste funzioni comunque sia nel missilebalistico sia nel vettore di lancio sono compiute in autonomia.Per farlo il software di volo deve compiere tre funzionibasiche di guida, navigazione e controllo dove la navigazionedetermina la posizione, la velocità e l’assetto del veicolonello spazio, la guida è il processo di direzione verso il targetdesiderato e il controllo è l’implementazione dei comandi diguida e stabilisce la deflessione del thrust-vectoring. Rispettoai sistemi aeronautici, il processo di navigazione è più sofisticatoper i veicoli di lancio o balistici in quanto gli accelerometriinstallati, non essendo in grado di misurare le accelerazioniindotte dal campo gravitazionale (ma che hannoun effetto reale sulla posizione e velocità del veicolo) devonoessere integrati da modelli stimati; il processo matematicodi integrazioni successive per arrivare alla determinazionedella velocità e della posizione devono inoltre tenere contodei movimenti di rotazione, variazione di assetto e imbardatadel veicolo e degli errori degli strumenti. In relazione allaguida, se le condizioni di stato e ambientali del veicolo fosseroconosciute a priori nel dettaglio la guida sarebbe semplicee basterebbero sistemi di guida a ciclo aperto. Poichéi fenomeni connessi al volo sono estremamente complessi,servono sistemi in closed-loop in cui la posizione e la velocitàdel veicolo sono input del continuo feed-back del sistema diguida. Genericamente comunque si tende a individuare treschemi di guida da utilizzare nelle tre principali fasi di volo,atmosferico, exo-atmosferico e il coast, ovvero volo non35Un B-52H. Negli anni della Guerra Fredda formazioni dibombardieri strategici come questo erano perennementein volo per scatenare la rappresaglia nucleare in caso diun attacco di sorpresa da parte dell’URSS2012Numero 1SPACEMAG

Storia di copertina36Il rapporto fra massa al decollo e margini di sicurezzapropulso. Nel volo atmosferico la principale preoccupazionedel sistema di guida è dare i comandi di steering in linea colprofilo di volo previsto (e rimanere all’interno dei margini disicurezza) mentre nel volo exo-atmosferico è quella di portareil veicolo dallo specifico punto A ad un punto B con ilmigliore profilo di volo. La responsabilità del sistema di controlloo autopilota è soddisfare tre principali, ma spesso conflittualirequisiti: stabilizzare il veicolo, assicurare adeguatarisposta ai comandi di correzione e minimizzare l’angolo diattacco del veicolo per assicurare l’integrità strutturale dellanciatore. La stabilità del vettore è condizione estremamentedifficile da mantenere in quanto fortemente condizionatadal consumo del combustibile che modifica la posizione delbaricentro e la rigidezza/flessibilità della struttura. All’autopilotaviene quindi anche assegnata la funzione di minimizzarei carichi sulla struttura attraverso un controllo in closedloopteso a ridurre lo stress sulle strutture.Non si vogliono qui approfondire altri aspetti tecnologici diconvergenza tra i sistemi di lancio e balistici ma vale la penadi citare l’analogia che riguarda lo sviluppo dei propellenti;in particolare, la propulsione solida utilizzata da VEGA intre dei suoi quattro stadi trova un ampio impiego nel settoredei missili balistici (ed anche dei sistemi di difesa missilistica)per la sua minore complessità logistica, aspetto di notevoleimportanza per sistemi balistici mobili.Il futuroI futuri sviluppi delle tecnologie dei vettori di lancio devonoabbattere ulteriormente i costi di messa in orbita e aumentarel’efficienza dell’intero ciclo di vita di un sistema con capacitàspaziali che rispondano tempestivamente (responsive) aibisogni dei teatri operativi, da aree di crisi o, nel campo delleapplicazioni civili, che sostituiscano in tempi brevi malfunzionamentio anomalie di sistemi spaziali commerciali.Nel settore difesa, iniziative del tipo Operationally ResponsiveSpace (ORS) avviate dallo US Joint Space Command conl’obiettivo di sviluppare piattaforme satellitari piccole multi-purpose,di payload con capacità plug-n-play, e con veicolidi lancio on demand, inclusi avio-lanciatori, sono esempidi iniziative che la Difesa italiana segue con interesse in unquadro di co-operazione internazionale anche considerandoche tale segmento presenta una crescita di mercato prossimaa quella dei sistemi geostazionari.VEGA rappresenta una possibile risposta commerciale europeaa questo segmento. Euroconsult, secondo una stimaconservativa, reputa che il mercato di micro satelliti si attestinell’intorno 3-4 satelliti/anno; tale stima potrebbe crescerein particolare in funzione del bisogno di difese per piccolenazioni, per le quali queste rappresentano vere opportunitàdi una iniziale capacità strategica spaziale.Generalmente i micro satelliti sono lanciati come payloadsupplementari o in clusters su lanciatori medi del tipo di VE-GA o lanciatori convertiti da missili balistici se non sia richiestol’inserimento diretto del piccolo satellite nell’orbitatarget. Il volo su lanciatori dedicati può costare nell’ordinedelle decine di milioni di euro (per VEGA circa 30M Euroa lancio) ma per costi più bassi è necessario condividere ilvolo con altri ‘compagni’ con tempi lunghi di attesa per armonizzarei tempi di prontezza al lancio delle varie missionicoinvolte.La capacità commerciale di VEGA potrebbe quindi venir integratada sistemi di lancio on-demand per missioni responsivee a basso costo. Riveste pertanto una particolare importanzaespandere il focus della Difesa al settore dei piccolisatelliti e dei lanciatori aeronautici e valutare la fattibilitàtecnica e l’opportunità di utilizzare tali lanciatori in gradodi rilasciare payload con peso nel range 70-150 Kg a velocitàsubsonica o supersonica. Non vi è però dubbio che nelcostruire un master plan nazionale di tecnologie abilitanti,in considerazione dei noti limiti finanziari, questi indirizzidebbano essere esaminati a fronte di tutte le alternative disponibili.Proprio questi limiti economici rendono l’opzionecollaborazione internazionale assolutamente opportunaessendo lo spazio un settore materialmente strutturato perfornire servizi globali.Aspetti industrialiPer terminare la panoramica dal punto di vista difesa sulsettore lanciatori occorre menzionare l’aspetto delle capacitàindustriali cui anche la difesa ha, come noto, concorso attraversol’esecuzione dei programmi militari. Lo spazio italianopresenta però una peculiarità che riguarda la proprietà delleindustrie manifatturiere nazionali. Finmeccanica ha posto injoint venture, con Alcatel prima e Thales Francia poi, tuttoil business spaziale sia manifatturiero, quale socio di minoranza,che dei servizi, quale socio di maggioranza. Quest’approcciosi è peraltro esteso nel breve volgere di alcuni annianche ad altre realtà industriali, non facenti capo a Finmeccanica,quali la società Gavazzi e la Space Engineering,anch’esse passate nella proprietà di aziende europee.Non vi è dubbio che la situazione proprietaria dell’industriaspaziale ha chiare implicazioni sulla capacità di orientare lescelte strategiche del settore. Pur rilevando che la questionedella proprietà dell’industria spaziale non sia di per sé unfattore critico irreversibile, critico può diventare tale aspettose associato a uno scarso controllo e protezione delle tecnologiestrategiche nazionali. Appare di estrema rilevanza chelo Stato ponga in essere un controllo attivo su queste grandiaziende, fondamentali anche per la sicurezza nazionale e,parallelamente, indirizzi lo sviluppo di una mappatura delletecnologie spaziali chiave da mantenere nelle mani italianecome patrimonio tecnologico nazionale a supporto di unamigliore competitività mondiale.Questo in particolare è rilevante se applicato alla situazioneproprietaria di AVIO, che rappresenta una peculiarità nelpanorama delle industrie mondiali di propulsione spaziale.SPACEMAGNumero 1 2012

La Società, di proprietà del fondo Cinven inglese, con unaquota minoritaria Finmeccanica, è al quarto posto nel settoredelle costruzione dei motori aeronautici dietro Rolls-Royce, Snecma-Safran e MTU ma è uno dei pochi gruppieuropei attivi nel settore spaziale. Attraverso la controllataELV, (70% AVIO e 30% ASI) gestisce il programma VEGAe coordina l’attività di circa 40 aziende in 12 paesi. Questasocietà possiede un know how estremamente prezioso e sensibile.Per AVIO è stato avviato da vari mesi un progetto diquotazione in borsa nel quale da più aziende europee è statoespresso un interesse di acquisto che in un’ottica nazionale sispera non si concretizzi. Recentemente si sono osservati segnalipositivi di attenzione da parte nazionale ma comunqueesistono ampi rischi che tale patrimonio di conoscenze e capacitàpassi sotto la proprietà di concorrenti europei.ConclusioniIn sintesi la Difesa, pur non partecipando attivamente al finanziamentodei sistemi di lancio, ha sempre seguito conestremo interesse gli sviluppi nazionali, in considerazionedella valenza strategica, delle tecnologie e delle capacitàindustriali connesse. Una panoramica delle tecnologie checoncorrono allo sviluppo di queste capacità mostra la rilevanzae sensibilità che le capacità industriali hanno nel panoramadelle tecnologie duali. Nuovi orientamenti possonoemergere dallo sviluppo di un mercato di satelliti piccoli peri quali potrebbe risultare cost efficient realizzare lanciatori abasso costo a complemento delle capacità di VEGA per esigenzeon demand. L’Italia ha già vissuto la paralisi e il declinodel progetto San Marco per limiti della visione sui ruolie sulle competenza delle varie componenti scientifiche e industrialinazionali spaziali, ma questo è stato un ‘suicidio’del tutto nazionale. Ora che il sistema-paese, grazie alle significativecompetenze e capacità industriali e universitariecreate negli anni, sembra trovare una ragione d’intesa nellarealizzazione, against all odds, di un sistema di lancio assolutamenteperfetto come il VEGA, non si dovrà permettere aterze parti di portare a compimento un ‘omicidio doloso’ internazionaledi questa nuova stagione dello spazio italiano □* Gen. G.A.r.n. Aeronautica militare(1) studio effettuato nell’ambito del Cox Committee che ebbe il compito divalutare il rischio che informazioni sensibili fossero passate alla Cinaattraverso contratti delle società Loral/Hughes con Aziende cinesi e il cuirapporto è disponibile, nelle parti non riservate, in internetCover storyAn independentaccess to SpaceItalian Defense has been involved in launchingoperations since prof. Broglio’s historic achievement,to send a satellite in space as early as 1964,ushering Italy in the restricted club of countries withsuch capability, numbering at the time only the twoSuperpowers, USA and USSR. In the last twentyyears though, after the untimely dismission of theSan Marco project, Italian Defense has been dealingmostly with the financial aspects of space exploration,leaving ASI in charge of basic technologies. Thisis an European common policy, since the EU couldnot afford more than a commercial operator to beused dually for strategic defense aims too.Within this framework, Italian Defense deemsextremely important the successful developmentod launchers like VEGA, keeping in mind that suchlaunchers share most of their technology withICBMs, warheads apart of course. Analogies are tofound not only in structural problems but in GNCtechniques and knowhow. An European designed,built and operated launcher at EU level is indispensabilein today’s strategic scenario, to grant EU a immediatelyresponsive, independent access to spaceand to the growing galaxy of satellites, both scientificand military, in most cases dual performing a verywide range of tasks over our heads.Any future development in this field must be orientedto cutting costs, sharing experience and furtherextending the system lifespan, doting it with a fullcapacity to deal with emergencies, be they naturaldisasters or security problems related to the EUarea. Low cost and cost efficient launchers are badlyneeded to implement VEGA’s prospects on the ondemandmarket. Not secondarily, the constant developmentand updating of such systems is an economicinvaluable factor in maintaining Italian aereospaceindustries’ lead on the global markets. Improperdecisions like the cited San Marco project scrappingare to be avoided at all costs in the interests of Italy’sand EU defense □37Small ICBM Hard Mobile Launcher2012Numero 1SPACEMAG

Storia di copertinaA bordo di VEGA la ricercascientifica de ‘La Sapienza’Agenzia Spaziale Italiana, industria aerospaziale, ricercauniversitaria avanzata: questa è la formula vincente38di Marcello Onofri*Maurizio Di Giacinto*Con il suo ruolo preminente nella realizzazione dellanciatore VEGA, l’Italia entra di diritto nel ristrettonovero dei paesi con dimostrata capacità sistemistica,cioè in grado di gestire il progetto e la realizzazione diun intero lanciatore e non solo di alcuni suoi componenti.Siamo quindi il secondo paese europeo, dopo la Francia, adaver acquisito queste capacità ed anche in campo industrialepossiamo, da questo punto di vista, dialogare alla pari con lafranco-tedesca Astrium, unica azienda europea fino ad oggiin grado di svolgere questo ruolo.L’obiettivo dichiarato del programma VEGA era sviluppareun lanciatore Europeo di piccole dimensioni (rispetto al‘grande’ Ariane 5 ed al ‘medio’ Soyuz) ed a basso costo, siaper progetto e sviluppo, sia per operatività. Questa missionpresentava ovviamente aspetti contraddittori. Infatti, se daun lato si rinunciava a tecnologie particolarmente sofisticate,dall’altro il ricorso tout court a soluzioni consolidate proprioin quanto tali difficilmente poteva produrre risultatida primato. L’abbattimento dei costi del lanciatore VEGAera quindi potenzialmente ottenibile solo perseguendo unelevato livello d’innovazione sia nelle soluzioni progettualiadottate, sia nelle tecniche realizzative. Proprio in quest’otticasi sono mosse, con indubbi risultati, le aziende leader delprogramma VEGA: la ELV, compartecipata AVIO/AgenziaSpaziale Italiana (ASI) e responsabile del sistema lanciatorenel suo complesso, e la AVIO stessa, responsabile, quasi intoto, della parte più consistente del progetto, cioè dell’apparatopropulsivo. La realizzazione del sito di lancio è stata inveceprincipalmente opera di Vitrociset e CGS.La necessità di soluzioni innovative ha portato ad esempioall’utilizzo del filament winding per la costruzione dell’involucromotore (in materiale composito ottenuto per avvolgimentodi bande) così che P80FW è risultato il più grandemotore a propellente solido mai realizzato con questa tecnica.Altre scelte innovative possono essere considerate l’adozionedi particolari sistemi di movimentazione degli ugelli aSPACEMAGNumero 1 2012

Storia di copertinacomando elettrico e l’utilizzo di geometrie del grano propellenteche, almeno nel campo delle applicazioni civili, sonopiuttosto insolite (configurazioni del grano propellente deltipo stella/cilindro, cioè finocyl, con elevato spessore del grano,cioè alta web fraction),Proprio nelle fasi di sviluppo, realizzazione e verifica di questee altre innovazioni, sono inevitabilmente sorte nuoveproblematiche che hanno reso indispensabile il supportodella ricerca scientifica, così molti ricercatori della Sapienzahanno fornito un importante contribuito al programmaVEGA. Nei dei dieci anni di sviluppo del lanciatore si è costruitauna stretta integrazione tra le esigenze del mondo industrialee le competenze scientifiche disponibili nel mondodella ricerca. La costruzione di un’efficace collaborazione traAgenzie, Università e industrie è stata certamente uno deirisultati più interessanti che il progetto VEGA ha prodottoin Italia. Aver messo la ricerca scientifica applicata al serviziodell'innovazione e crescita tecnologica dell'apparato produttivodel nostro paese costituisce un paradigma di riferimentoper altre possibili occasioni.Molte delle soluzioni tecnologiche di cui VEGA è dotatohanno pertanto il marchio della Sapienza. Innanzi tutto,l’idea di VEGA nacque nei locali dell’Università romanasul tavolo di lavoro del prof. Carlo Buongiorno, purtropposcomparso tre mesi fa senza poter assistere alla realizzazionedel suo sogno. Sogno che si chiamò con nomi diversi, fruttodella sua fervida immaginazione: all’inizio “Gennarino 1°”,come ironico omaggio a S. Gennaro, un santo in Italia piùpotente -a suo dire- di S. Marco o S. Rita, poi Beta, e infineadottato da Avio come VEGA la seconda stella più luminosadel nostro emisfero.Molti dei contributi scientifici apportati hanno poi riguardatoil sistema propulsivo del VEGA, il più critico dal puntodi vista di tecnologie e soluzioni innovative. In particolare,l’unità di ricerca dei professori Maurizio Di Giacinto e BernardoFavini ha operato per conto dell’ESA, ed ha anche affiancatol’AVIO nella fase di sviluppo e realizzazione del sistema,in particolare per i tre stadi a propellente solido: pertutti gli stadi, ma in particolare per il terzo, Zefiro 9, ha ideatoe proposto modifiche di progetto che hanno risolto importantiproblematiche di funzionamento emerse nella faseiniziale dei test dei motori ed introdotto soluzioni totalmenteoriginali ed inedite. Una delle più note è stata l’adozione,per la prima volta nella storia dei sistemi propulsivi per razzia propellenti solidi, dell’elio come gas pressurizzante deitre stadi a solido (al posto dell’azoto). Questa soluzione hapermesso di evitare l’insorgere di oscillazioni di pressione,altrimenti registrate all’accensione del motore, che avrebberopotuto fortemente condizionare i requisiti dei carichi paganti(payloads). L’ESA ha verificato con successo l’efficaciadi questa soluzione mediante specifici test al banco e ne haquindi deciso l’adozione in tutte le unità di volo del lanciatoreVEGA.Altrettanto importante è stato il contributo del gruppoall’introduzione e qualificazione nell’ambito del programmaVEGA di metodologie e modelli di analisi e simulazione delcomportamento dei motori fortemente innovativi, ora entratidi diritto negli standard progettuali dell’ESA. Il lorosviluppo è stato una conseguenza obbligata di alcune peculiaritàprogettuali dei motori a solido del VEGA rispetto aiboosters a solido di Ariane 5 che, sviluppate oltre venti annifa, potevano essere semplificate.Sempre per l’apparato propulsivo è stato anche rilevante ilcontributo del team di ricerca diretto dai professori MarcelloUNICubeSat-GG è il primo del genere progettato e costruitoalla Università La Sapienza dal Gruppo di AstrodinamicaIl Xatcobeo (frutto della collaborazione fra INTA e l’Universitàdi Vigo) è uno sei sette CubeSats sganciati da VEGAIl team e-st@r (Politecnico di Torino, Italia) pulisce il suoCubeSat prima del lancio a bordo di VEGA392012Numero 1SPACEMAG

Storia di copertina40Onofri e Francesco Nasuti allo sviluppo di strumenti di analisie simulazione numerica per la valutazione delle condizionidi flusso e di ablazione all’interno degli ugelli propulsivi.Anche in questo caso il fenomeno dell’ablazione del carbon/carbon della superficie interna degli ugelli si è rivelato di cosirilevante entità da condizionare fortemente la tenuta e leprestazioni complessive dei motori di VEGA. In questo casole metodologie sviluppate sono state basate su una simulazionecosì raffinata dei dettagli dei processi termochimici daricevere riconoscimenti internazionali di alto livello.Altri ricercatori della Sapienza si sono invece dedicati alleanalisi e verifiche strutturali del lanciatore VEGA. Il gruppodel prof. Paolo Gaudenzi ha seguito le verifiche strutturalidegli involucri in composito dei motori a propellente solido(case) e degli elementi strutturali di raccordo tra i diversistadi (skirt e interstage), contribuendo all’ideazione di alcunemodifiche strutturali e allo sviluppo di specifiche indaginisperimentali. In particolare il team ha anche contribuito allaridefinizione del progetto del giunto flessibile del sistema dicontrollo del vettore, dispositivo necessario alla guida e controllodel lanciatore.Tra i contributi offerti dai gruppi di Ingegneria strutturale,il prof. Franco Mastroddi si è dedicato all’analisi degli aspettidi aeroelasticità del lanciatore insieme con il prof. FulvioStella. Quest’ultimo è stato anche incaricato di studiare leproblematiche legate ai meccanismi di separazione tra i diversistadi del lanciatore e del delicato compito di simularela fase del loro distacco.Il contributo di docenti della Sapienza è stato anche quellodi seguire per ESA le fasi di verifica degli sviluppi del progetto.il prof. Di Giacinto, per gli aspetti propulsivi, ed ilprof. Gaudenzi, per gli aspetti termo-strutturali, hanno anchefatto parte di numerose commissioni nominate dall’ESAnell’ambito delle procedure di verifica del programma VE-GA (critical design review, board, etc.) ed anche su specificheproblematiche degli ugelli propulsivi, sorte durante la fase disviluppo (inquiry board).Infine, La Sapienza ha fornito all’avventura VEGA un elevatosupporto in termini di qualità di risorse umane conla formazione di molti giovani ingegneri, che sono statii co-protagonisti di questo progetto ed hanno spessoricoperto ruoli di importante responsabilità mostrandocapacità da veterani, a dispetto della giovane età. Essisono stati formati nei corsi e nella partecipazione alle attivitàdi ricerca dell’Università di Roma La Sapienza, e ingran numero vengono dall’esperienza del Master in Sistemidi Trasporto Spaziale, riconosciuta da ESA, CNES, ASIe dalle industrie spaziali come una delle più efficaci scuoleEuropee di alta formazione nel settore aerospaziale.L'esperienza professionale unica acquisita nell’occasione nefarà i protagonisti delle future attività aerospaziali Europee,come avvenne agli ingegneri francesi che parteciparono alprogetto Ariane 5 due decadi fa.Nel chiudere questo contributo, desideriamo ancora unavolta, anche noi, ricordare - ed esprimere loro la nostra gratitudine- il prof. Carlo Buongiorno per avere ideato questoprogetto e collaborato alla sua realizzazione. La sua figuraè stata celebrata con una larga e commossa partecipazionedel mondo spaziale all’International Memorial Day lo scorso27 Febbraio □* CRAS - Centro Ricerca Aerospaziale SapienzaFoto di gruppo con CubeSats(dei team e-st@r del Pollitecnicodi Torino, di Goliat e di XaTcobeo)SPACEMAGNumero 1 2012

Storia di copertinaVEGA,il countdownfinale a KourouCronaca di tre interminabilie indimenticabili giornidi Stefano Bianchi*Antonio Fabrizi**42VEGA, il nuovo lanciatore Europeo è un programmadell’Agenzia Spaziale Europea (ESA) che vede l’Italiaprotagonista con un ruolo di primo piano sia comeprincipale azionista del programma, con una contribuzionedi circa il 60% del costo complessivo, sia come attore industriale,che ha progettato e realizzato il veicolo spaziale e lasua infrastruttura di lancio. Le principali industrie italianecoinvolte sono Avio, SELEX e Rheinmetall per il lanciatoree Vitrociset e CGS per l’infrastruttura di lancio.Dall’avventura fallita del lanciatore Europa negli anni sessanta,all’epoca dell’ELDO (European Launcher DevelopmentOrganisation), questa è la terza volta che l’ESA, creatanel 1975, lancia un sistema completamente nuovo. E’successo il 24 dicembre 1979 con il primo lancio di Ariane1, e il 4 giugno 1996 con Ariane 5, purtroppo perso dopouna manciata di secondi di volo. Ora è il turno di VEGA,un lanciatore completamente nuovo, con una nuova infrastrutturadi lancio e una nuova organizzazione industriale.Tre volte in trentatré anni danno l’idea dell’importanza perl’Europa e per l’Italia di quest’appuntamento, sia per lasfida tecnica che rappresenta, sia per le sue implicazioniindustriali e politiche.Un lancio, il primo volo di un vettore spaziale, è soprattuttoun’avventura umana, costruita sulla competenza,sul rigore e sulla capacità di cooperare traingegneri e tecnici di diversi paesi. Lo spazio, e inparticolare i lanciatori, richiede eccellenza tecnica eprogrammatica. Gli errori non sono ammessi e laconseguenza dell’errore è sempre il disastro, visibilee costoso. Questi sono stati i dogmi per tuttigli ingegneri e tecnici del team che hanno lavorato,con grande dedizione e sforzo, alla preparazionedel primo volo di VEGA. Una grandeemozione ha infine pervaso gli ultimi giorniprima del lancio. Questa breve storia del primovolo di VEGA vuole raccontare questaemozione.Sabato 11 febbraio, 2012E’ ormai sera nella base spaziale Eu-SPACEMAGNumero 1 2012

Cover storyne era ripresa subito dopo. Si arriva alla fine della missionedel terzo stadio, 182 Km da terra e 7,7 km al secondo. Accensionedel motore a propellente liquido del quarto stadio.E’ un’operazione complessa con tre riaccensioni del quartostadio, interrotte da lunghe fasi balistiche. Infine, dopo circaun’ora di missione, gli animi cominciano a rilassarsi, tuttoprocede in maniera nominale. Si separano il primo satellite,il LARES dell’ASI, poi i sette piccoli satelliti di sette diverseuniversità europee e ALAMASAT dell’Università di Bologna.I responsabili dei satelliti applaudono feliciLa missione è finita. La gioia è grandissima. Abbracci. Spuntaun tricolore italiano e dal fondo qualcuno intona l’innodi Mameli. Tutti, italiani e francesi, cantano insieme commossi.I dati di volo analizzati nei giorni che seguono mostrano ilrisultato di un volo in sostanza perfetto. E’ un successo enormeper quanti hanno creduto e lavorato per tanti anni inquesto splendido progetto. In un periodo di difficoltà e crisicome questo che viviamo, commuove il vedere tanti giovanicapaci e appassionati realizzare con successo qualcosa d’importante.A questi giovani bisogna assicurare un futuro, esaranno i rappresentanti politici dei paesi Europei, e soprattuttoi rappresentanti dell’Italia, come paese leader di VE-GA, a dover decidere sul futuro del programma e delle tantepersone che hanno profuso energie nella speranza di vedereil proprio Paese e l’Europa restare competitivi su una scenamondiale in continuo progresso. Appuntamento quindi alConsiglio Ministeriale dell’Agenzia Spaziale Europea, previstoper il prossimo Novembre.E’ ormai sera, arrivano i complimenti da tutto il mondo perquesto successo europeo e italiano. A 6000 chilometri di distanzal’Italia, concentrata sul festival di Sanremo, saluta distratta□* ESA - Capo Programma VEGA** ESA - Direttore dei LanciatoriVEGA, its full meaning to ESAA full account of the days before February 13, 201244VEGA is a ESA program, registering a major Italianfinancial participation (Italy bears 60% of overallcosts) and an equally important Italian contributionin designing and building the new launcher. Main Italiancompanies involved are Avio, SELEX and Rheinmetallfor the launcher and Vitrociset and CGS for launchingstructures. This is ESA third time, since Europa’s failurein the ‘60s, to deploy a totally new system, first withAriane 1 (1979) then the ill-fated first launch of Ariane 5(1996). The maiden flight of a new launcher is a technologicbut also human adventure, mistakes and mishapsmay occur and their outcome is often disastrous. Thefollowing is the diary of VEGA final days before lift-off; abit of emotion is included.Feb, 11, 2012. It is night at Kourou, the last LaunchReadiness Review is over. Preparation started in November2011 with the transfer of the first stage, P80, tothe launching site. The project team has been workinghard for three months, from seven in the morning to tenat night, engineers and technicians are Italian, French,Spanish, Swiss, Belgian and German. The last presentationis the result of a nine-years activity. We are allhaunted by the dire statistics of maiden flights: failuresaccount for 46 to 60%. Everything has been done,checked and rechecked, says the project manager, nowit is go. We all agree, the meeting is adjourned to tomorrowby the ESA DG himself, Jean Jacques Dordain, weall applaude.Feb. 12, 2012. It’s Sunday, after weeks and weeks thefirst day with nothing to do. At Kourou is rain season,cloudy weather. We meet friends in front of a plateful ofspaghetti, after all it is our national food. Luckycharms,talismans, anything helps. The usual ceremony is visitingthe launcher idle on its ramp. We wish it a happy flight.Feb.13, 2012. The day starts quite early, 0100, but noone looks sleepy. At 0200 the control room is crowded.Switches are turned on, the launcher comes out of itshangar, flooded by tens of lights. It is very smart, verytall, very white. The receiving ground stations on itscourse are being tested along the line. The weather isfine, down here and up in the atmosphere. The last houris countdown time, controls are ok, final count is recitedby the lady in charge of operations: we rehearsed it somany times in our mind, three, two, one, top.Flames erupt around VEGA encircling it, now comesthe worst part, crossing the atmosphere. Everythinggoes smoothly, after 110 seconds VEGA hits the 60km altitude. All stages are shed in perfect synchrony,the quiet voice of the Director of operations informs usreassuringly. Then panic, just for one second it appearsthat propulsion pressure is down to zero, what does thatmean, havoc. No, just a few seconds gap in telemetry,situation back to normal, just a few missed heartbeats.After one hour satellites are released, first the ASI allimportantLARES, then a flock of university researchmissions and last the Bologna University one, ALAMA-SAT.We all relax, embrace, hug, smile, mission is achieved.Somehow a small Italian flag appears, someone intonesthe National Anthem. It is wonderful to see all the youngpeople who have been working on the program, theyjust received their baptism of fire, they are to be thefuture aerospace specialists.It is evening now, VEGA has performed excellently, ahuge success on an Italian and European scale. 8,000miles away to the East Italy, entranced by the songcontest at Sanremo, does not seem fully aware of whathappened today □SPACEMAGNumero 1 2012

SPACELIFE SCIENCES

Storia di copertina46VEGA: l’avventura è solo all’inizioL’Italia entra a pieno titolo nel club dei lanciatoridi Massimo Mazzola*Giorgio Di Bernardo**Chi dovesse pensare che il perfetto lancio inauguraledi VEGA, il 13 febbraio scorso, segni la fine dellagrande sfida che ha portato l’Italia nel ristretto noverodei Paesi dotati di capacità autonoma di accesso allo spazio,e che ora ci si può sedere sugli allori sbaglierebbe di grosso:il lancio inaugurale non rappresenta un punto di arrivo,ma quello di partenza di una straordinaria avventura appenacominciata,. Un’avventura che, grazie alle tecnologie sviluppate,alle competenze dimostrate, alle innovazioni introdotte,permetterà all’Italia di sedere alla pari con chi finora haguidato in Europa le politiche sui lanciatori, e porsi all’avanguardia,da un punto di vista tecnologico ed industriale, nellosviluppo dei futuri vettori europei di piccole e grandi dimensioni.Ora vi diremo perché.VEGA, concentrato d’innovazionePer cominciare, VEGA è un concentrato di innovazione neltrasporto spaziale: per il nuovo lanciatore europeo sono statesviluppate e impiegate tecnologie e materiali che segnerannoil futuro delle nuove generazioni di lanciatori spaziali e chesono 40 anni avanti rispetto a quelle oggi in uso, di vecchiagenerazione, nate tra gli anni sessanta e settanta.Ci riferiamo per esempio ai grandi case in fibra di carboniorealizzati per VEGA in pezzo unico con la tecnologia delfilament winding che consente di realizzare con una unicaoperazione il contenitore del propellente con già integrata laprotezione termica, a differenza di quanto accade con i casemetallici, in cui il processo è in due fasi distinte.La tecnologia accelera il processo produttivo e lo rende piùaffidabile, economico e performante in termini di peso rispettoalle soluzioni tradizionali. Un’altra innovazione significativariguarda i sistemi di controllo dell’orientamento degliugelli, che nel caso di VEGA sono elettromeccanici, unasoluzione che garantisce maggior precisione e rapidità nellarisposta rispetto ai tradizionali oleo-meccanici. Innovativa èanche la configurazione stessa del lanciatore, tre stadi a propellentesolido, una scelta semplice, affidabile e soprattuttomolto meno costosa delle tradizionali soluzioni a propellenteliquido.VEGA, esempio del sistema ItaliaIl primo successo di VEGA ha dimostrato non solo la coerenzae la determinazione dell’Italia nel mantenere i propriimpegni ma anche la capacità di sviluppare un sistemaSPACEMAGNumero 1 2012

Storia di copertinacomplesso con tecnologie innovative ad un costo assolutamentecompetitivo. È la dimostrazione che, nel settore dellealte tecnologie, l’industria italiana sa essere efficace, creativaed economica (il progetto è costato circa 700 milioni di euro).Questi risultati sono dovuti anche alla stretta collaborazionetra l’industria capofila AVIO, le istituzioni pubbliche,i centri di ricerca, le Università e le PMI, a dimostrazioneche quando si riesce a fare ‘sistema’ in Italia i risultati, anchequelli molto ambiziosi, sono ampiamente alla portata delPaese. La stretta collaborazione tra l’ASI, il Governo Italianonelle sue diverse espressioni e l’industria con capofila AVIOsono un esempio virtuoso di come il Paese sa esprimere ilsuo meglio con costanza e determinazione.Ora sediamoci al tavoloIl 13 febbraio, gli assetti europei sull’autonomia di lanciodel Vecchio Continente cambiano per sempre: da quel giornosullo scenario europeo ci sono due realtà industriali, nonpiù una soltanto, capaci e riconosciute in grado di svilupparesistemi di lancio completi (EADS ed AVIO), e questoper il futuro significa che l’Italia potrà giocare un ruolo primariosul tavolo della collaborazione europea. In particolarel’attenzione nel prossimo futuro sarà sul lanciatore Ariane 5,nato sulla carta più di 30 anni fa; la sua tecnologia, oltre chela sua configurazione, ne fa un sistema che ormai con grandedifficoltà riesce a competere sul mercato. Per questo si sentela necessità di pensare ad un successore dotato di tecnologiepiù avanzate e competitive. È su questo scenario che si ragioneràdalla prossima Ministeriale ESA, nella quale l’Italia- forte dei risultati raggiunti - deve puntare a giocare un ruolopiù importante.Un grande vettore per piccoli satellitiIl segmento in cui opera il VEGA (1.500 Kg di payload a700 chilometri in orbita polare o a quote maggiori se l’orbitanon è polare) lo caratterizza come particolarmente utileper il lancio di satelliti di TLC e EO di ultima generazione.L’evoluzione delle tecnologie elettroniche degli ultimi 15 anniconsente, a parità di prestazioni, la realizzazione di satellitisempre più compatti e leggeri. E prova l’esattezza dell’intuizionedi chi, più di dieci anni fa, cominciò ad impostarele performance del lanciatore VEGA sulla possibilità di lanciomultiplo di satelliti di piccole dimensioni.Oggi VEGA risulta perfettamente adeguato alle esigenze delmercato civile e duale, sempre più orientato a questa classedi satelliti. Ricordiamo ancora che in questi anni si è creatauna classe di micro-, nano- e pico-satelliti, essenzialmenteper scopi scientifici, sviluppati a basso costo anche da universitàe centri di ricerca, ai quali VEGA offre la possibilitàdi essere messi in orbita, anche a grappolo, a costi moltocontenuti, compatibili ad esempio con le disponibilità diuna università.Inoltre VEGA, per le sue caratteristiche intrinseche, è particolarmenteadatto a impieghi duali, per i quali può occorrererapidità di intervento e dispiegamento di satelliti inorbita; i motori a propellente solido sono, per loro natura,più semplici e sicuri di quelli a liquido, che richiedono, tral’altro, complessi impianti di caricamento dei propellenti atemperature criogeniche. I motori a solido, una volta caricati,possono esser conservati pronti all’uso. Questo significache, in caso ad es. di un evento disastroso che richieda il rapidoposizionamento di costellazioni di satelliti per l’osservazionedella Terra o comunicazioni sicure in aree di crisi,VEGA si può lanciare in tempi decisamente ridotti.VEGA e la politica comune di Difesa europeaQueste considerazioni riguardano gli aspetti a breve e mediotermine dell’accesso allo spazio. In una considerazione piùampia che tenga conto dell’evoluzione dell’Unione Europea,si deve anche considerare che nel tempo la UE dovrà sviluppareuna sua politica estera indipendente come potenzamondiale e dotarsi necessariamente anche di un sistema disicurezza e difesa a livello europeo. Ciò comporterà un’evoluzionedel segmento spaziale ed in particolare dell’accessoautonomo allo Spazio. Per questi impieghi e finalità ancorauna volta VEGA e le sue tecnologie sono particolarmenteadatti e all’avanguardia, nel garantire un sistema di lancioche risponda ai futuri requisiti di sicurezza e difesa dei cittadinieuropei. In altre parole, rapidità di lancio, stoccabilità ecapacità di effettuare missioni diverse rendono VEGA unostrumento al quale non si potrà non guardare come punto diriferimento in quest’area.E’ per questo che il perfetto lancio inaugurale di VEGA nonè un punto di arrivo, ma un’importante milestone da cui partireper conquistare un maggior ruolo dell’Italia e della suaindustria ad alta tecnologia sullo scenario europeo □* Ad di Avio** Giornalista scientifico472012Numero 1SPACEMAG

Cover storyVEGA: the turning pointThe right, timely decisions all along the project’s lifeThe successful launch of VEGA last september fromthe European spaceport at Kourou is not not to regardedas the conclusion of a far-fetched program.It must be seen on the contrary as the starting point of anew adventure, repositioning Italy as a leader among thehandful of countries with a full launching capability.First of all VEGA represents today the state-of-the-art inspace transport. Its technology, in particolar the realizationof its cases by filament winding, thus integratingcontainer and its thermic protection, cuts timing andcosts enhancing the launcher’s performance. Its electromechanicalcontrol of nozzles is a step ahead of traditionalmethods and the solid propellant solution makesVEGA utterly reliable.VEGA project is the evidence not only of Italy’s determinationin pursuing this goal, but also of the powerfulinteraction reached between the main contractor, AVIO,and public institutions, scientific researchers, Universitiesand a whole network of Small to Medium enterprises,the well known backbone of Italy’s industrial texture.After Feb. 13, 2012, VEGA’s maiden flight, there are inEurope only two industrial entities with a full launchingcapability, EADS and AVIO. Competion is open to renewEuropean launchers after the progressive retirementof Ariane 5 for economic reasons. The next Europeanmeeting at Ministers level will start delving with thisproblem. The VEGA segment (1.5 ton payload on a 700km polar orbit or farther if not on a polar plane) is that ofthe last-generation light, improved TLC and EO satellites.The very farsighted decision taken 10 years ago toplan a launcher with a multiple capability, makes it idealespecially in the range of micro, nano and pico satellitesincreasingly employed in low cost, scientific researchmissions. The fast deployment of VEGA thanks to itssolid propellant, eliminating the complex procedures ofliquid refuelling, will be extremely useful in case of emergencieswhen there is urgent need of new EO and/orTLC satellites to monitor rapidly evolving scenarios.These are VEGA short to medium term prospects inspace access. But it must be kept in mind that the EUin its evolution will eventually elaborate common foreignand defense policies. This new role of EU as a spacepower will imply a further development in its launchingcapacity. With its fast operation, easy stockage andmultiple roles VEGA is a milestone for Italy, its industriesand its technology - and Europe as well □48SPACEMAGNumero 1 2012

Storia di copertinaSLS, il futurotrasportoNASAMa non sarà facile trovareun degno successoreal grande Shuttledi Marcello Spagnulo*Un suggestivo rendering del futurolancio del nuovo SLS – che in realtàè ancora tutto da decidereDopo la cancellazione nel 2010 del progetto Constellationvarato nel 2004 e che prevedeva due veicolidi lancio, Ares 1 per la capsula abitata Orion edAres 5 per i moduli logistici, la NASA è rimasta per oltre unanno senza una strategia pubblica di sviluppo di un futurosistema di trasporto spaziale. L’Agenzia americana da un latopreparava il ‘pensionamento’ dello Space Shuttle, che ha effettuatoil suo ultimo volo a luglio 2011 dopo trent’anni dicarriera, e dall’altro, attraverso prenotazioni di lanci, continuavaad appoggiare la realizzazione da parte di società private(Space-X e Orbital Sciences Corp.), di due veicoli peril rifornimento della ISS. Mancava però una strategia di sviluppoin grado di ravvivare i sogni americani di conquistespaziali. A settembre del 2011 la NASA ha quindi annunciatopubblicamente il nuovo progetto SLS, Space LaunchSystem, un veicolo di lancio in grado di mettere in orbitaintorno alla Terra, nel 2017, ben 70 tonnellate di payload,incluse capsule abitate.Come sempre in questi casi gli esperti si sono divisi: da unaparte commenti positivi, dall’altra contrari. Molti esponentidella comunità spaziale americana hanno reagito negativamentedefinendo il progetto SLS ‘Senate LaunchSystem’ a causa delle forti pressioni di Washingtonper l’avvio dell’iniziativa, oppure ‘Franken-rocket’per l’utilizzo di motori e componentisticasia dello Shuttle che del vetusto SaturnoV. È innegabile che i membri delCongresso abbiano esercitato una certapressione per salvaguardare, con unnuovo grande progetto, i qualificatiposti di lavoro degli ingegneri e tecniciimpiegati nei vari centri NA-SA e nelle varie industrie sparsi intutti gli USA. Ma una gran partedelle critiche verte su conside-492012Numero 1SPACEMAG

Storia di copertina50razioni strategiche ed economiche di breve e lungo periodo.Come stanno le cose? SLS è destinato a crescere e svilupparsi,oppure rischia di essere l’ennesima presentazione powerpoint,magari corredata da un attraente video multimedialedi computer graphics? Nella sua configurazione iniziale il razzoSLS consisterà in uno stadio centrale affiancato da dueboosters laterali a propellente solido a cinque segmenti di direttaderivazione dallo Space Shuttle, i cui razzi laterali avevanoperò quattro segmenti. I boosters dovrebbero essere riutilizzabilie qui cominciano i dolori, poiché stime ufficiosedei costi del loro riutilizzo dopo ogni lancio, non smentitedalla NASA, parlano di cifre pari all’80% dei costi di sviluppodei boosters stessi. In una seconda futura configurazioneprevista i boosters dovrebbero poi essere realizzati in filamentwinding (la tecnologia usata in Italia per il primo stadio dellanciatore europeo VEGA) e quindi più leggeri ma non riutilizzabili.Lo stadio centrale del SLS è basato sul riutilizzo,parziale, del serbatoio centrale dello Space Shuttle, ma nellaconfigurazione prescelta verrà realizzato uno stadio enorme,monolitico, che completo di motori verrebbe perduto al rientrodell’atmosfera, mentre nello Shuttle i costosi e complessimotori tornavano a terra sull’Orbiter. Nella configurazionefutura dopo il 2017, quella da 130 tonnellate, SLSporterà poi uno stadio addizionale che utilizzerà il motoreJ-2 del Saturno V, ma neanche questo stadio sarà riutilizzabile.Parlare quindi per SLS di riutilizzo delle parti esistentidello Shuttle è veritiero solo in termini di uso tecnologico,ma non nella metodologia di progettazione e di riutilizzo, eciò influenza indubbiamente il costo di sviluppo e di gestione,poiché i costi sono un parametro cruciale per la fattibilitàdi un progetto. Negli ultimi anni di operazioni lo SpaceShuttle costava alla NASA circa 1000 milioni di $ a volo,tant’è che nel budget 2010 dell’Ente spaziale c.a. 3100 milioni$ erano stati spesi per i tre voli dello Shuttle, mentrenel budget 2012 si spenderanno ‘solo’ 600 milioni $ (per lachiusura del programma); il ‘risparmio’ di c.a. 2500 milioni$ è stato utilizzato per altri capitoli, quali la scienza od i volicommerciali. Assumendo in maniera plausibile che il budgetglobale della NASA non aumenti significativamente neiprossimi anni restando intorno ai 18miliardi e 700 milioni $all’anno, appare chiaro che il finanziamento dello SLS dovràessere avvalorato da realistiche e sostenibili stime di investimentoe costi operativi.Muoversi tra le ipotesi di stime di costi è sempre un eserciziopericoloso, da svolgere con realismo, ma cercheremo di chiarirela situazione. Nelle note ufficiali della NASA i costi disviluppo dello SLS fino al lancio inaugurale del 2017 sarannodi dieci miliardi di $, sostanzialmente beneficiando delriutilizzo di hardware e motori derivati dallo Shuttle, in praticapoco meno di due miliardi di $ all’anno per sviluppareil lanciatore in sei anni da oggi. Nulla però è riportato nellaprevisione di costi operativi e prezzi di lancio. Gli operatoriprivati, quali Space-X ed Orbital Sciences Corp., che stannorealizzando lanciatori per i futuri payload della NASA, magaricon una qualche ingenuità o per interesse commercialestimano che i loro prezzi per i lanci governativi sarannodieci volte inferiori rispetto agli attuali realizzati con il Delta4Heavy della Boeing o l’Atlas V della Lockheed Martin.Quindi, tornando con i dovuti confronti al SLS, se il prezzodi un lancio di c.a. 50 tonnellate in orbita bassa da parte diun Falcon Heavy viene annunciato a circa 100 milioni di $,per un rateo di 4 lanci all’anno, si potrebbe stimare che lanciarein orbita le 70 tonnellate della configurazione inizialedi SLS dovrebbe costare 1,5 miliardi di $ (il prezzo delloSpace Shuttle) ed addirittura 2,5 miliardi di $ per la versioneda 170 tonnellate. Oggi però la società Space-X annunciaun prezzo di 300 milioni di $ per lanciare 150 tonnellate inorbita bassa con il Falcon SuperHeavy.E’ un balletto di cifre lungi dall’essere chiarito dalla NASA.Stime interessanti, e variegate, sono elaborate dai blogger dinasaspaceflight.com un sito molto seguito cui spesso partecipanogli stessi dipendenti NASA, dove le analisi dei costidel SLS proiettano invece fino al 2025 una spesa di 63 miliardidi $ (4,5 miliardi di $ all’anno), includendo sviluppoed operazioni. La cifra non è lontana da quanto speso inpassato per lo Space Shuttle, quindi plausibilmente veritieraper confronto, ma comunque superiore a quanto stimato daNASA (10 miliardi di $ fino al 2017). Ma mentre con quattromiliardi di $ l’anno la NASA lanciava dai tre ai quattroShuttle, con le stime attuali lancerebbe solo un SLS. A questopunto occorre chiedersi come tali stime possano esserevalidate o confutate in base alla strategia di utilizzo del SLS.Lo Space Shuttle aveva una funzione strategica identificabile:portare in orbita gli elementi della Stazione Spaziale Internazionale,ISS. Era l’unico mezzo in grado di farlo, nonera stato progettato negli anni ’70 per questo, ma di fatto poine era divenuto un elemento fondamentale. Quest’aspetto ènei fatti il punto critico della situazione odierna. Qual è oggila strategia della NASA per lo SLS? Il nuovo lanciatorenon può essere funzionale solo al servicing della ISS che vivràpresumibilmente fino al 2025-2030 e sarà più economicoraggiungere tramite dagli operatori privati. Si dovrà quindiSPACEMAGNumero 1 2012

cercare una diversa strategia: usare lo SLS, ad esempio, perraggiungere asteroidi oppure sbarcare sulla Luna e poi suMarte. A tutt’oggi la NASA non ha una strategia chiara suqueste missioni, ma anche se una di esse divenisse un realeobbiettivo strategico nel breve o medio periodo, il lancio diun solo SLS all’anno sarebbe decisamente sottodimensionato.D’altra parte ogni incremento operativo comporterebbeun aumento enorme del budget NASA. Con un tasso di cinquelanci annui il costo operativo passerebbe, secondo le stimeufficiose, a 20 miliardi di $ solo per SLS, più di quantooggi la NASA spende globalmente in un anno per tutte lesue attività (c.a. 18 miliardi di $). Un tale incremento di spesaè assai poco credibile senza una chiara strategia di esplorazionespaziale come quella che negli anni ’60 portò gli USAsulla Luna con le missioni Apollo. A essere onesti un veicolodi lancio dovrebbe essere ‘sostenibile’ per ciò per cui è statoprogettato o è funzionale: la sostenibilità non investe solo ilcosto di sviluppo e operazione, ma molto spesso quello dellastrategicità. Gli USA mantengono dei lanciatori molto costosiperché sono funzionali alla strategia del Paese di superioritàmilitare globale, e in questa ottica SLS non presenta,al momento, alcun aspetto di sostenibilità. Per concluderela strada che dovrà condurre SLS dalle attuali presentazionipowerpoint alla rampa di lancio 39 del Kennedy Space Centerin Florida nel 2017, è ancora lunga e soprattutto pienadi incognite □* ASI, staff del PresidenteCover storyNASA new SLS:will it really fly?After writing off the Constellation project in2010, NASA has been left for two years withouta clear strategy on a space transport to replacethe retiring, and by now fully retired Space Shuttle. Itjust went on booking flights on Space-X and OrbitalSciences Corp. launchers still on the developingstage. And finally last September, it turned out itsown SLS, Space Launch System project, to build a70 ton payload carrying launcher with a full capabilityof manned capsules too. Experts were soon divided:many were outright negative, rechristening it as theSenate Launch System to emphasize the Congresslobbying for it, or as the Franken-rocket for cannibalizingShuttle and Saturn equipment. But more seriouscriticism was aimed at its economic and strategicimpact in a short to long period.Just for now, nobody can tell if the project will seethe light or will be confined to colourful powerpointsimulations. Initially the SLS launcher is to be asingle rocket with extrapower supplied by two fivesegmentsside boosters. The boosters should bereused, but retrieving and refitting them could cost80% of new ones. Another option is to make themlighter by recurring to the filament winding techniquebut in that case they would be not recyclable. TheSLS main body is partially derived from the Shuttlecentral tank but it twill burn at reentry while the Shuttle’scostly engines were brought back to Earth bythe Orbiter. In the 130 tons future configuration SLSwould employ the Saturn’s J-2 engine to be burnt tooat reentry. Should the NASA budget stay on the current19 M $ p/y the SLS financing appears difficult.NASA estimates a 10 Billion $ cost in five years butdoes not specify operational costs. Private operatorslike Space-X ed Orbital Sciences Corp. foreseevery cheap launchers, a LEO 150 tonn payload wouldfetch a 300 million $ price on a Falcon SuperHeavy.The riddle of cyphers and estimates is best elaboratedon the nasaspaceflight.com blogger.The Space Shuttle last missions were to carrypayloads to the ISS, but the new SLS cannot bedevoted to this task only, it should be designed toreach asteroids, or the Moon, or eventually Mars.Problem is, NASA lacks a strategy for any of thesemissions. Anyway a single SLS launch a year wouldnot be enough while five launches a year would bringjust the operational costs to 20 Billion $ for SLS only,more than the overall NASA budget. The USA keepin service very costly launchers for strategic militaryreasons, but in that framework SLS is not sustainable.So the road of SLS from the drawing board tothe Kennedy Space Center firing range 39 is verylong and full of hazards □51Enorme, collaudato, riutilizzabile: fin troppo facile chesaranno molti a rimpiangerlo anche se guidarlo al rientroera – parola di astronauta – ‘come pilotare un mattoneche cade’2012Numero 1SPACEMAG

Storia di copertina52Alle ore 7.00 della base di lancio europea di Kourounella Guyana Francese, il nuovo lanciatore VEGA hainiziato il suo splendido volo che è terminato conl’attivazione nell’orbita prevista del suo payload principale,il satellite LARES (LAser RElativity Satellite), che aveva datoun ‘passaggio’ anche al micro satellite Almasat e a settenano satelliti della classe Cubesat. Oltre a questo compitogià impegnativo, il LARES System ha dato un contributofondamentale alla qualifica di VEGA: attraverso l’elettronicadi gestione dei dati di bordo sono stati acquisiti i segnalidi una serie di sensori, tra cui quelli di shock ed acustici,fondamentali per caratterizzare l’ambiente interno aifairings, in altre parole la verifica sperimentale in volo diquello che vedranno tutti i satelliti che verranno lanciati conVEGA e che quindi , in fase di progetto, potranno beneficiaredi dati misurati. Infine, come fiore all’occhiello, il sistemaLARES era dotato di due camere di ripresa. La primasistemata sul corpo di VEGA poco sotto l’anello di separazionedei fairings, la seconda sul pianetto del LARES Systeme puntata sul satellite. Le immagini catturate da questecamere non solo hanno una valenza spettacolare per ilgrande pubblico, ma soprattutto sono di supporto ai teamdi progetto per la perfetta comprensione di tutto ciò che accadedurante il volo del lanciatore e il rilascio dei satelliti.Che cos’è il satellite LARES e qual è la sua rilevanza scientifica?LARES è un satellite totalmente passivo inseguito vialaser da stazioni di terra del network mondiale InternationalLaser Ranging System (ILRS) di cui fa parte anche la basedi Geodesia spaziale di Matera dell’Agenzia Spaziale Italiana.LARES è una sfera di tungsteno di 36 cm di diametroe poco più di 380 kg di peso con incastonati 92 specchi riflettori.Questi specchi o più propriamente retro-riflettori(denominati CCR-Cube Corner Reflector) sono realizzatiin uno speciale vetro (SUPRASIL 311) e hanno la particolaritàdi riflettere un raggio luminoso sempre nella direzioneda cui proviene indipendentemente dall’angolo d’incidenza.La forma e il peso di LARES sono stati dettati dall’esigenzaprimaria di minimizzare le così dette forze non gravitazionali,ad esempio la pressione della radiazione solare, che andrebberoad alterare gli effetti sul moto del satellite indottidalla gravità.: doveva perciò essere il più piccolo ed il più pesantepossibile. Da questa esigenza è nata l’idea di utilizzareun materiale poco usato per lo spazio quale il tungstenoe in più di non facile lavorazione. Questa configurazione ètuttavia ottimale per la misura e per la precisione che si voglionoraggiungere. Infatti LARES si prefigge l’ambiziosotraguardo della verifica della teoria della Relatività Generalemediante l’accurata misura del fenomeno del ‘trascinamentodei sistemi di riferimento inerziali’, o frame-dragging, previstoda Einstein nel 1913.Il fenomeno del trascinamento dei sistemi di riferimentoinerziali è uno dei fenomeni più sorprendenti previsti dallaRelatività Generale di Einstein. L’origine dell’inerzia ha affascinatoscienziati e filosofi per secoli: qual è l’origine delleforze inerziali e centrifughe? Ovvero qual è l’origine dellespinte che sentiamo quando il nostro veicolo accelera, frenae curva relativamente ai cosiddetti sistemi di riferimentoinerziali? I sistemi di riferimento inerziali, che si muovonouniformemente, permeano la nostra vita di tutti i giorni el’inerzia fa sì che un corpo mantenga la sua velocità lungouna linea retta nell’assenza di una forza esterna. Nella teoriadella Relatività Generale i sistemi di riferimento inerzialinon sono però fissi rispetto alle distanti ‘stelle fisse’ nell’universo,ma sono ‘trascinati’ dalla rotazione di un corpo. UnLARES,comedovevasidimostrareLe teorie di Albert Einsteinsul frame draggingalla prova finaledi Enrico Flamini*SPACEMAGNumero 1 2012

Storia di copertina(sopra) Ecco come si può rappresentare, con la fantasia diun artista, un ‘buco nero’ che ruotando deforma intorno a seil tessuto dello spazio-tempo. L’immagine è di pura fantasiaperché nessuno ha mai potuto esplorare ciò che realmenteavviene all’interno della cavità. L’unica cosa percepibile sonoi superluminal jets che si sprigionano intorno al fenomeno(sotto) Ne avrà di tempo per verificare le teorie di Einstein:La ‘vita’ di questo satellite passivo è calcolata in migliaia emigliaia di annicorpo che ruota trascina infatti lo spaziotempo intorno a séin modo simile al trascinamento di un fluido viscoso dovutoalla rotazione di un oggetto immerso nel fluido. Il trascinamentodei sistemi di riferimento inerziali ha effetti clamorosiintorno ad un buco nero rotante, anche il tempo viene‘trascinato’ e secondo alcuni calcoli matematici si potrebbeaddirittura andare indietro nel tempo muovendosi in vicinanzadi questi ‘mostri’ spaziali. L’effetto di trascinamentodei sistemi di riferimento inerziali è però minimo intornoalla Terra a causa del suo campo gravitazionale molto debolee questa è la ragione della difficoltà della sua misurache richiede un satellite dedicato: il LARES. Il fenomenoè anche conosciuto come effetto Lense-Thirring, dal nomedi due fisici austriaci Joseph Lense e Hans Thirring che lopubblicarono nel 1918 e che descrissero la distorsione dellospazio-tempo causata dalla rotazione di un corpo dotato dimassa. La misura è stata tentata già nel passato come quellabasata sulla valutazione della variazione dell’orbita dei satellitiitalo-americani LAGEOS 1 e LAGEOS 2, misurata permezzo del laser ranging con una precisione del 10%. Questorisultato, ottenuto da un gruppo di ricercatori guidati daprof. Ignazio Ciufolini, fu reso possibile anche grazie ai datidel satellite americano Grace, in grado di fornire una misuradi grande precisione del campo gravitazionale terrestree delle sue irregolarità, che inducono variazioni nell'orbitadei satelliti tali da mascherare quelle derivanti dall'effettoLense-Thirring. Da notare che i due satellite LAGEOS lanciatiavevano ed hanno altre finalità, infatti il loro obiettivoprincipale è la geodesia spaziale. Pertanto la misura ottenutada Ciufolini si basò su dati già esistenti per altro scopo e ilrisultato, pur di alto valore, fu ottenuto a bassissimo costo.In seguito la NASA ha lanciato nel 2004 la missione GravityProbe B, complessa e costosa, dedicata alla misura dell’effettoLense-Thirring attraverso lo studio delle alterazioni delmoto di giroscopi posti in orbita intorno alla Terra. L’obiettivoera ottenere la misura con l’errore dell’1%. I risultati,non ancora definitivi, sembrano evidenziare la presenza dierrori sistematici, non sufficientemente considerati in fasedi progetto,che impediscono il raggiungimento dell’obiettivodell’1% e ,finora, i dati pubblicati mostrano un erroretra il 7 e 8%.In seguito agli incoraggianti risultati ottenuti; il team guidatodal prof. Ciufolini iniziò a progettare una missionespecifica che, partendo dall’architettura del satellite LAGE-OS, ne migliorasse le caratteristiche per le misure di relatività.Questo studio, che comprendeva oltre al satellite anchequelli relativi ad alcuni elementi fondamentali come imeccanismi di ritenzione e rilascio, furono poi condotti conil supporto dell’ing. Antonio Paolozzi e al suo gruppo dellaSapienza Università di Roma. L’ipotesi di missione fu quindipresentata all’ASI e si concretizzò, con una felice intuizione,al momento della conferma del volo inaugurale di VE-GA. Per la prima volta nella storia di ESA il volo inauguraledi un lanciatore non avrebbe avuto una massa inerte, maun vero satellite. Ovviamente essendo un lancio inauguralenon si poteva osare troppo e il progetto del LARES dovevaessere compatibile con un inviluppo finanziario adeguato alrischio. Questa filosofia ha inspirato poi tutto lo sviluppo ela realizzazione del progetto.Fu selezionato rapidamente il Prime Contractor industriale,la Compagnia Generale Spazio, con una prima ipotesi dilancio a meno di 12 mesi dalla firma del contratto. Il successivoslittamento della data di lancio consentì di ampliare lecapacità di LARES aggiungendo prima Almasat e poi i Cu-532012Numero 1SPACEMAG

Cover storybesat ed infine il sistema di acquisizione dati veloce.La peculiarità del programma LARES di essere il payloaddel primo volo di qualifica del lanciatore VEGA, ha tuttaviacomportato, insieme alla gratuita opportunità di voloe al coinvolgimento nella qualifica del vettore, la necessitàdi una stretta correlazione con lo sviluppo del VEGAstesso. Contrariamente a quanto accade normalmente peri voli commerciali, per i quali i servizi di lancio fornisconofin dall’inizio i documenti d’interfaccia cui attenersi per sviluppareil payload, per VEGA, ovviamente, le prestazioni ele caratteristiche del lanciatore erano tutte da verificare; diconseguenza c’è stata la necessità di un progressivo e costanteaggiornamento delle interfacce.Questo si è tradotto in un notevole sforzo da parte di tuttigli attori ASI, Prime Contractor e Team scientifico che hannolavorato gomito a gomito nell’evoluzione e la verifica delsistema LARES.Un’altra particolarità di questo programma, per incontrarei requisiti di sviluppo rapido e costi contenuti, è stato l’usodi tecnologie di avanguardia già sviluppate per applicazioniterrestri. In particolare le camere di bordo e il sistema diacquisizione dati derivano da quelle già usate per le gare diFormula 1 e sviluppate da una PMI Italiana, TEMIS, adattateal volo spaziale dalla CGS. Una piccola rivoluzione incampo spaziale, quello che si potrebbe definire uno Spin-In,che potrebbe a questo punto diventare lo standard per i volifuturi.Ora LARES è nell’orbita prevista, e dopo soli nove giorni lestazioni ILRS hanno iniziato a ricevere la riflessione dei lororaggi laser. L’infinita avventura del satellite, che resterà sullasua orbita per più di 20.000 anni, è appena cominciata. Civorranno alcuni anni e la determinazione del team di ricercaper accumulare e analizzare i tantissimi dati necessari a raggiungerel’obiettivo prefissato. Intanto LARES è diventatoil più denso oggetto del nostro Sistema Solare e il LARESSystem e VEGA hanno stabilito un record difficilmente battibile:nove satelliti messi tutti con successo in orbita con unvolo di qualifica. Niente male come debutto □* Coordinatore Scientifico in staff alla Direzione Tecnica54LARES, in search of EinsteinFrame dragging could ultimately alter time courseThe VEGA maiden flight carried in orbit a number ofinanimate passengers: main payload was LARES(LAser RElativity Satellite), fellow travelers a microsatellite Almasat and seven Cubesat nano satellites.Since it was VEGA first flight, many measurements wererecorded by shock and acoustics sensors inside thefairings, to be used in future occasions. Two cameras,one under the fairings separation ring, another trained onLARES itself recorded other vital data, all-important tofuture users.The satellite, completely passive, is made of tungstenalloy and houses 92 cube corner retroreflectors thatare used to track the satellite via laser from stationson Earth. LARES’s body has a diameter of about 36.4centimetres (14 in) and weighs about 400 kilograms (882lb).[6] LARES was inserted in an orbit with 1,450 kilometres(901 mi) of perigee, an inclination of 69.5 degreesand reduced eccentricity. The satellite is tracked by theInternational Laser Ranging Service stations.The main scientific target of the LARES mission is themeasurement of the Lense-Thirring effect, also known asframe-dragging, with an accuracy of about 1%, accordingto its proponent. the LARES satellite may be used formeasurements in the fields of geodynamic and spacegeodesy. Rotational frame-dragging (the Lense-Thirringeffect) appears in the general principle of relativity andsimilar theories in the vicinity of rotating massive objects.Under the Lense-Thirring effect, the frame of referencein which a clock ticks the fastest is one which is revolvingaround the object as viewed by a distant observer.This also means that light traveling in the direction ofrotation of the object will move past the massive objectfaster than light moving against the rotation, as seen bya distant observer. It is now the best-known effect, partlythanks to the Gravity Probe B experiment. Qualitatively,frame-dragging can be viewed as the gravitational analogof electromagnetic induction.The matter was investigated by the LAGEOS satellites.LAGEOS 1 was developed by NASA and was placedinto a high inclination orbit to permit viewing by groundstations located around the world. LAGEOS 2 was a jointprogram between NASA and the Italian space agency(ASI), which built the satellite using LAGEOS 1 drawingsand specifications, handling fixtures, and other materialsprovided by NASA. NASA’s Gravity Probe B (GP-B)mission has confirmed two key predictions derivedfrom Albert Einstein’s general theory of relativity, whichthe spacecraft was designed to test. The experiment,launched in 2004, used four ultra-precise gyroscopes tomeasure the hypothesized geodetic effect, the warpingof space and time around a gravitational body, andframe-dragging, the amount a spinning object pullsspace and time with it as it rotates. These experimentsprompted Italian prof. I. Ciufolini to develop a specificmission such as LARES, prime contractor CompagniaGenerale Spazio. Being LARES the first VEGA payload,the whole system was strictly coordinated and interfacedwith VEGA development itself. Now LARES is flying inits orbit (and will keep flying for the next 20,000 years)and just after a few days of its successfull launch groundstations allover the world are recording its reflections, insearch of the final evidence of Einstein’s theories □SPACEMAGNumero 1 2012

Cover storyadattati a missioni semplici. Invece ogni razzo orbitale, nonostantela sua scala, risulta complesso. La struttura deveessere leggera perché soltanto una piccola percentuale dellamassa lanciata può essere carica pagante, il resto è costituitoda propellente, serbatoi, motore, struttura e sistemi elettronici.La massa è critica ma, allo stesso tempo, la strutturadeve essere rigida per sostenere le forze dell’accelerazionee dell’atmosfera. Per minimizzare la massa, ogni navetta ècomposta di stadi che devono essere separati quando il propellenteè esaurito. Anche l’involucro che protegge la caricapagante delle forze aerodinamiche deve essere espulso mentreil razzo esce dall’atmosfera. I sistemi di navigazione, dicontrollo e di comunicazione sono gli stessi, nonostante lascala del razzo. I costi terrestri, del controllo, del radar e deisistemi di sicurezza sono quasi gli stessi nonostante la massache verrà lanciata.È un paradosso dell’ingegneria spaziale essere capace di missionidi enorme complessità, ma di non disporre di tecnologieper missioni meno impegnative. Possiamo dare la colpaalla Terra con il suo forte campo gravitazionale e la suaatmosfera spessa e densa. Ogni navetta deve navigare conprecisione e affidabilità su un percorso preciso per 30 kmdi atmosfera rallentata dalla gravità durante la sua ascesa adun’altitudine di centinaia di km, e deve anche accelerare lasua carica pagante a una velocità di 7.5 km/s. Queste sfiderendono il costo del trasporto nello spazio migliaia di voltepiù elevato dei costi dei trasporti terrestri.Dunque, ironicamente, la sfida più impegnativa per quantisviluppano piccole missioni non è lo sviluppo del satellitequanto piuttosto trovare un lanciatore. Tranne le missionigovernative di alti significati, i piccoli satelliti sono lanciatiin modo secondario, sfruttano piccoli angolini che altrimentinon saranno usati fra i grandi satelliti, i quali costituisconole cariche paganti primarie delle grandi navette. Di solitoun piccolo satellite lanciato in questo modo non paga per isuoi kg lanciati, ma piuttosto per l’ingegneria e la logisticacollegate alla sua sistemazione nella navetta e per i controllidi sicurezza. La maggioranza delle navette ha sistemi per laospitare piccoli satelliti ma ogni lancio in quanto tale deveessere progettato su misura. Il piccolo satellite non ha mai lacapacità di scegliere l’orbita su cui sarà portato e neanche ladata del lancio.Tutti questi vincoli e i grandi valori offerti dai piccoli satellitispiegano i tentativi in tutto il mondo di creare una navettatanto piccola quanto economica per il loro trasporto, nonostanteche la fisica e l’esperienza di questi tentativi indichinoche una perfetta analogia fra piccola navetta e piccolo satellitesia impossibile □* Fondatore di AeroAstro Inc.56Minisats are here to stayBut they need custom-made, not redundant launchersSince the transistor’s invention in the ‘60s, technologyhas been shrinking both dimension andmass, while at the same time space explorationincreased them. Notwithstanding the staggering costs(5,000 to 20,000€ p/kg) to put a satellite in orbit, thesatellites mass grew exponentially from the first Telstar77 kg (1962) to the 7 ton Terrestar-1 comsat (2009), stilla feather if compared to the ISS 417,289 kg mass. Sothe trend was to ever larger crafts, but miniaturizationof electronic components, development of more powerfulbatteries and revolutionary solar panels openedsoon the way to the manufacturing of very small buthighly performing satellites such as the 50 kg GlobalLow Orbiting Message Relay (GLOMAR) Satellite usedin the ‘80s by USA to keep track of Soviet submarines.The last decade registered the birth of hundreds of picosatellites such as Cubesat, with a large grapefruit (1 kg)mass and much cheaper (1% circa of larger satellitescosts). This implied the development of equally smalllaunching crafts (USA Pegasus and Falcon-1, Japan Mand N-1 rockets, Israel Shavit, Russia Start-1 and lastbut not least Italo-European VEGA. Trouble is, there isa bottleneck in ferrying these pocket satellites in orbit.The smallest launchers still carry 150-1,500 kg payloads,so 1-50 kg satellites are to be launched in clusters to beeconomically sensible. How to match them is an awkwardfeat, and even if twenty of them could be launchedtogether, still transport costs would be 100-1000 timeshigher than the satellites’ one. The lack of launchersdownsized to small satellites can be explained by theeconomies of scale. Cost wise efficiency grows withdimension, the larger the craft the cheaper the fare: asmall launcher costs 150,000, ten times as much as alarge rocket (5,000-10,000 €). Complexity is inverselyproportional, small satellites are simple by necessity,while smaller launchers must meet the same requirementsof their bigger colleagues in terms of weight,strength, multiple stages, navigation, control and TLCequipment, quite independently from the payload mass.So space engineering meets its ultimate paradox, itcannot think small: it can deal with highly complex missionsbut not with minor ones. Earth gravitation can beblamed, as well as its thick atmosphere, for the sky-highcosts of launching. Small-scale missions will require inthe future appropriate means of transport. Small satellitesnow are hitch-hiking their passage, tucked intocorners of larger missions, and their launching costs aremade up essentially of logistics, safety and engineering,while the bigger satellites sharing the flight pay the fullfirst-class fare. All these restrictions and limitations arepushing research forward to match small, low cost satelliteswith small, low cost launchers, but it is a contradictionin terms since, as we have seen, the perfect matchis logically unattainable □SPACEMAGNumero 1 2012

Storia di copertinaIl contributodi TelespazioUn impegno di altolivello per un progettofondamentaleLa gestione delle operazioni satellitari - dal momentodel lancio del vettore fino alle attività di messa in orbitae alla successiva gestione della vita operativa di unsatellite - costituisce una delle attività fondamentali per ilsuccesso di una missione spaziale. Telespazio opera in questosettore dalla fine degli anni ’60 ampliando costantemente lesue competenze e oggi è in grado di offrire a operatori internazionalie agenzie spaziali tutti i servizi relativi al lancio ealla gestione di un satellite. L’avvio, il 13 febbraio scorso, delprogramma europeo VEGA ha visto tra i protagonisti ancheTelespazio, che ha supportato i servizi di lancio del nuovolanciatore dell’ESA dal Centro spaziale di Kourou (CSG),fornendo i servizi radar, di telemetria e controllo e i sistemisoftware sia per il segmento di terra del programma (centri dicontrollo) sia a bordo del vettore.In particolare, la controllata Telespazio France ha collaboratocon il CNES e Arianespace durante lo sviluppo del programmaVEGA, contribuendo alla qualificazione tecnica eoperativa del nuovo sito di lancio e all’ampliamento del segmentodi Terra realizzato presso il CSG. In dettaglio, nelsettore delle telecomunicazioni, la società dal 2010 ha supportatoCNES e Arianespace per l’ampliamento delle reti dicomunicazioni nel sito VEGA, e nella realizzazione delle retinecessarie al funzionamento della nuova rampa di lancio.Per la localizzazione, Telespazio France ha eseguito la qualificazionedelle modifiche software necessarie al programma.Nel campo della telemetria, in particolare per la missioneLARES (il satellite scientifico dell’Agenzia Spaziale Italianain orbita con il primo volo di VEGA) sono state coinvoltestazioni di terra distribuite lungo tutta la traiettoria di lancio(in direzione Nord). Le stazioni di Galliot/Montagne de Pères(in Guyana), Svalbard (Norvegia), Jeju (Corea del Sud)e la stazione navale SNA in Atlantico sono state installate erese operative da Telespazio.Telespazio France è presente da oltre trent’anni in Guyanafrancese ed è partner storico del CNES, di Arianespace edell’ESA. La società può contare su un team altamente specializzatodi 130 ingegneri e tecnici, di cui l'80% formatoda dipendenti locali, con competenze tecniche nel campodell'elettronica, delle telecomunicazioni e reti, nel projectmanagement e nella pianificazione delle attività. Per ognilancio effettuato dal CSG, il team di Telespazio France gestiscel'acquisizione, l'elaborazione e il processamento dei datidi telemetria, al fine di garantire il controllo, la localizzazioneprecisa e il tracciamento della traiettoria dei lanciatoriAriane, Soyuz e VEGA. Tali operazioni, che includono anchela flight safety mission, sono effettuate dal personale diTelespazio France distribuito in stazioni di monitoraggio dislocatein tutto il globo □Telespazio,a profileTelespazio, a joint venture between Finmeccanica(67%) and Thales, is one of the world’s leadingplayers in satellite services. The company,headquartered in Rome, Italy, employs approximately2500 people. It relies on an international network ofspace centres and teleports and operates worldwidethrough many subsidiaries. In particular, it is present:in France with Telespazio France; in Germany withTelespazio VEGA Deutschland, GAF and Spaceopal(a joint venture in which the German space agencyDLR holds a 50% interest); in the United Kingdomwith Telespazio VEGA United Kingdom; in Spain withAurensis; in Hungary with Telespazio Hungary andin Romania with Rartel. Telespazio consolidated itspresence in South America with Telespazio Brasil andTelespazio Argentina. It operates in the US via TelespazioNorth America. In Italy, the company is alsopresent through e-GEOS (in which the Italian SpaceAgency holds a 20% interest). Telespazio is a leadingcompany in sectors that are becoming increasinglyimportant for public institutions, business operatorsand consumers, with activities ranging: from thedesign and development of space systems to themanagement of launch services and in orbit satellitecontrol; from Earth observation services, integratedcommunication, satellite navigation and localisation,to scientific programmes. The company now coversthe whole space market value chain through itsfour business units: Satellite Systems & Applications,Satellite Operations, Geoinformation and Networks &Connectivity □572012Numero 1SPACEMAG

CulturaL’Italiadello Spazio1948-2008La storia completa dellapartecipazione italianadi Gabriele Natalizia*L’Italia dello Spazio.1948-2008M. De Maria, L. Orlando,G. Paoloni, F. Rea,Storia in Rete Editoriale – ASI,(Cles, 2011, pp. 127)58Satelliti in orbita, esseri viventi nello Spazio, allunaggio,guerre stellari. Sono solo alcuni dei capitoli dellastoria, tuttora in corso, della conquista del cosmoda parte dell’uomo. E che sono in grado di evocare immediatamentenella memoria collettiva mondiale il ricordo diuna delle dimensioni più significative del dilemma della sicurezzadurante la Guerra fredda, quella ‘corsa allo Spazio’che ha influenzato per almeno trent’anni le dinamiche politicheinternazionali (1961-1991). Nella sua introduzioneal saggio ‘L’Italia dello Spazio. 1948-2008’, Francesco Reafa notare come, incredibilmente, subito dopo il confrontotra Stati Uniti e Unione Sovietica questi stessi concetti solodi rado ricordino anche un Paese territorialmente e demograficamente‘piccolo’, almeno se confrontato alle maggioripotenze dei due sistemi internazionali che si sono succedutitra il 1945 e i giorni nostri, ma il cui ruolo si è rivelato fondamentalenel progresso della conoscenza umana dello Spazio:l’Italia.Dopo l’Urss e gli Usa, infatti, il terzo stato ad aver lanciatoin orbita un satellite è proprio il nostro, così come è italianala nazionalità del primo astronauta europeo ad essere salitoa bordo della Stazione Spaziale Internazionale e, ancora,l’Italia è stata il primo Paese che ha ricevuto dalla Cina unsatellite di telecomunicazioni. Questa difficoltà di comunicazionedelle punte di eccellenza raggiunte nella Penisola costituisceun problema che tradizionalmente affligge l’ambitodelle scienze esatte in Italia. Se nella prima fase della modernitàerano stati i condizionamenti religiosi a impedire la li-SPACEMAGNumero 1 2012

ertà e la velocità della circolazione delle idee, e se nell’etàcontemporanea una disfunzione simile può essere imputatasoprattutto all’intellettualismo delle élites culturali che ne haostacolato la genuina interazione con il popolo, il gap di trasmissionedel sapere trova attualmente il suo nodo di Gordionell’applicazione sistematica del paradigma economicistanei mezzi di comunicazione di massa. È per tale ragioneche agli italiani non ancora non sono del tutto familiari le vicendedelle attività spaziali del nostro Paese, attività che, comesottolineato dal presidente dell’ASI Enrico Saggese, hannoviaggiato parallelamente alla sua rinascita politica economicanel dopoguerra e alla consacrazione del suo ritorno sulpalcoscenico internazionale.Il libro, scritto a più mani, ripercorre le principali tappedi questo incredibile cammino. Dagli studi sui raggi cosmicie sulle onde gravitazionali di Edoardo Amaldi,uno dei ‘ragazzi di via Panisperna’, al progetto SanMarco di Luigi Broglio che tra il 1964 e il 1988,nonostante avesse a disposizione un budget ridotto,riuscì a far lanciare in orbita dieci satelliti eventi razzi sonda e allestì la prima base spazialeitaliana all’equatore nelle acque del Kenyariutilizzando una piattaforma petrolifera.Dall’istituzione della Commissione per leRicerche Spaziali (1959) nell’ambito delConsiglio Nazionale delle Ricerche, perimpostare l’assetto complessivo dellaricerca italiana in relazione anche agliimpegni internazionali del Paese, allacreazione dell’Istituto Nazionaleper le Ricerche Spaziali (1963),per promuovere e coordinare laricerca scientifica con le attivitàindustriali e scientifiche applicate.Dalla partecipazione dell’Italiaquale fondatore dell’AgenziaSpaziale Europea (1975), chesegnalava la volontà di allargarei campi della collaborazione tragli Stati del nostro continente,alla creazione dell’AgenziaSpaziale Italiana (1988), graziealla quale il settore delloSpazio è stato definitivamentesvincolato dal suo ruolo dienclave nel Cnr per affrontarele sfide di un mondo che stavairrimediabilmente per cambiare tantonella sfera politica, quanto in quellaeconomica e sociale. Attraverso il dialogo congli esponenti più illustri del settore spaziale italiano,come Roberto Somma, Umberto Guidoni e LucianoGuerriero, Sergio De Julio ed Enrico Saggese, nel saggiovengono presentati i principali progetti, già realizzati oancora in itinere, che hanno caratterizzato l’ormai più cheventennale attività dell’Asi. Nella speranza che “L’Italia delloSpazio. 1948-2008” possa costituire un piccolo ma importantesegnale che nel dibattito pubblico italiano prevale nonl’idea di un Paese incamminato verso il declino, ma quella diun Paese che presenta punte di eccellenza in numerosi campiin cui prende forma l’interazione tra gli Stati □* Assegnista di ricerca in Scienza politica di “Sapienza”Università di RomaHow it all began,back in the ‘40sThe first complete historyof Italy’s role in spaceOrbiting satellites, men in space, landing on theMoon, star wars: these are just a few chaptersof the history (in progress) of Man conqueringthe outer space. To anyone interested in recenthistory they bring to the mind one of the starkestimages of the Cold War era: the dramatic, breathholdingSpace Race between the two superpowersof those years, USA and USSR, a competitionaffecting thirty-odd years of International relations.In the foreword of the L’Italia dello Spazio.1948-2008Francesco Rea states an almost incredible fact: theclose competition between the two giants all butobliterated Italy’s presence, a small country in itself,as an important contributor to space sciences. Italy– nobody seems to remember it – happened to bethe third country, after the two superpowers, to put asatellite in orbit as far back as 1964, Italian was thefirst ESA astronaut to board the International SpaceStation, Italy was the first country to receive a TLCsatellite from China. This gap in the awareness of theexcellency performances registered by high-tech Italianoperators is unluckily enough a common featureof our cultural landscape. First, centuries ago, camethe Church to hamper the free circulation of ideas,then more recentlythe intellectual milieuwould snub any realdiffusion of scientificknowledge among thelower classes. Thereforeit is nothing to wonderabout if – as stated byASI president E. Saggese– Italians are notaware of their country’sperformance in spaceactivities, activities thathave been evolvingalong the same linesof Italy’s resurrectionafter WWII promotingresearch, technologyand industry.The Cassini probeCultureL’Italia dello Spazio.1948-2008 is a full story of Italy’sgrowing role in space: from E. Amaldi’s first studieson cosmic rays to the gen. Broglio’s San Marcoproject, from the first Space commission within theNational Research Council to the founding of ESAfirst and then the creation of ASI, with interviews tothe many personalities involved. Hopefully the bookwill help creating a new national conscience not onlyof our shortcomings (our National sport) but of theextraordinary achievements of the best among us □592012Numero 1SPACEMAG

Culturasivamente nel corso della narrazione, in un crescendo amplificatodagli echi sui media e tramite i networks, per sfociareinfine in una sorta di angoscioso conto alla rovescia che preludealla nemesi ineluttabile. La drammaticità del momentostride con la sicumera del marito di Claire – lo ‘scienziato’Jack – che invoca la certezza dei calcoli scientifici, arrampicandosisu improbabili per quanto logiche argomentazioniper smentire l’evidenza e scongiurare l’evenienza dell’imminenteimpatto. L’inanità della ‘scienza positiva’ a spiegare e,soprattutto, a fugare il pericolo, spingerà Jack al suicidio. Ledue sorelle, per converso, cercheranno un improbabile rifugiocostruendosi una ‘capanna magica’ al cui interno cercherannodi scampare – inutilmente - all’inevitabile.La malinconia – la bile nera della scienza medica galenica –prima ancora che una patologia (erroneamente accomunataalla moderna depressione), è una welthanschauung, unavisione del mondo, una filosofia di vita. Tinge di grigio inostri tramonti, ma conferisce anche una profondità di visione,che è propria dell’uomo di genio, della figura saturninache, Tommaso Campanella docet, acquisisce così unasorta d’ipersensibile veggenza. Ed è proprio quanto accadeal personaggio di Justine, distaccata spettatrice del fallimentodi un mondo che non ha più desideri né speranze, e che,disilluso anche dalla Scienza, assiste rassegnato alla propriaestinzione. Come già osservato da Robert Burton nel lontano1621 (Anatomy of Melancholy), il ‘tipo’ malinconico si auguraspesso che il mondo sprofondi, che il destino della fine,inscritto nella vita di ogni uomo, diventi accadimento collettivoe universale. Questo non solo per riscattare dall’anonimatomediocre la propria vita, ma per cercarne un significatoinscrivendola nell’epopea più generale dell’Umanità:entrambe votate alla distruzione perché incapaci di individuareun futuro. Non vorremmo in questa sede discuteredella legittimità di una filosofia, espressione di quel ‘pensierodebole’ che tanto va di moda da alcuni decenni a questaparte. Ciò che va sottolineato, con apprensione, è comequesta disposizione dell’animo contagi oggi così larghi stratidella popolazione, tanto da influenzare l’arte, la letteraturae da alimentare tutto un filone distopico della più recenteScience Fiction.Non si tratta qui di una variazione sul tema inerente la ‘pauradella Morte’, argomento trattato in lungo e in largo, talvoltaabusato, suscettibile delle più disparate considerazioni.Non è la “morte” propria che qui viene ad essere evocata. E’la fine dell’Umanità, della Terra, e con questa della speranzastessa: la speranza del Futuro e con questo della possibilitàdi assegnare un significato all’ineluttabile morte personale.Certo, ogni uomo ha paura di morire. Ma ciò che piùdi ogni altra cosa l’angoscia è il non saper assegnare a questo‘mistero osceno’ un senso. Il significato non rende menoamara l’ultima spiaggia, ma in qualche modo non la rendevana: le assegna un valore. La Morte diventa così degna, sec’è permesso il paradosso, d’essere vissuta. Una morte chenon apre a una nuova prospettiva, che “non dà frutto” – comerecita l’adagio biblico per il quale il seme deve morire perdare frutto - è una morte inutile. Insostenibile. Incomprensibilee insopportabile. Questo genere di angoscia era sconosciutoal mondo antico, mentre connota di sé la coscienzacritica di un mondo moderno che, orfano di Religioni eIdeologie, finisce con il perdere l’ultima delle sue certezze residue:la fede cieca e quasi magica nella Scienza. Il paradossodi questa filmografia catastrofista sta proprio in ciò: nelrappresentare un’Apocalisse senza Dio, in cui gli uomini daattori del Progresso diventano spettatori passivi di un falli-612012Numero 1SPACEMAG

Culturemento, senza più alcuna speranza di salvezza, neanche quellauna volta offerta dalla scienza ‘onnipotente’.La Scienza sale sul banco degli accusati perché incapace didare una risposta - di assegnare cioè un significato - agli avvenimenti,come in Melancholia, o perché è direttamenteimplicata nella genesi di processi irreversibili che conduconoalla catastrofe, come in E venne il giorno, 2012, o in 4:44Last day on Earth.Se negli anni ’50 la fantascienza guardava alla Scienza comela soluzione possibile per tutti i problemi, c’è da domandarsiperché oggi - quantomeno nell’immaginario collettivo –quel medesimo genere letterario guarda alla Scienza comecausa di tutti i problemi. Vero o falso che sia, questo suonacome un campanello d’allarme. Il discredito in cui si cercadi far degradare la scienza lascia intravedere inquietanti prospettive.E sarebbe ormai tempo di affrontare seriamente laquestione per cercare di invertire una rotta che tende ad indirizzarele nuove generazioni verso un futuro, questo sì, realmenteangosciante e minaccioso □* Università di Roma La Sapienza, Presidente ComitatoTecnico Scientifico ASILucas Cranach Il Vecchio,Die Melancholie, 1532,Museo di Unterlinden, Colmar62Death fear - unhappy endingMedia are emphasizing our contemporary anxietiesIn the last few years the movie industry has been harpingfrequently on a common theme: a catastrophicevent looming on our Earth, a planet on the eve of disappearingtogether with its mankind. Doomsday, a feardating back to 999 AD, is back. The day after tomorrow,The Crazies, The Core, The Mist, Deep Impact, Meteor,The Collapsed, 2012, 4:44 Last day on Earth, AnotherEarth, The Happening, Tres días: to those titles now theLars von Trier Melancholia is to be added. It is a multilayerstory mixing sci-fi and symbolism. Two sisters,Justine and Claire, are living the Earth’s last days, theEarth will be hit soon by an asteroid aptly named Melancholia.The deadly countdown to collision is questionedby Claire’s husband, a scientist named Jack, who eventuallycommits suicide when science fails in avertingthe cosmic danger. Improbably, inanely the two sistersend up taking shelter (literally) in a ‘magic hut’ which ofcourse will not protect them from the common fate.Melancholy, the ancient medicine ‘black bile’, is morea vision of the world (a welthanschauung) than a truepathology. It gives one a depth of field, a 10-10 foresighttypical to men of genius. Melancholy in this sense hitsJustine, who witnesses listlessly to the end of a worldwhere even the last form of faith, the faith in an all-powerfulscience, is failing fast. Observed closely since 1621(by Robert Burton in his Anatomy of Melancholy) peopleaffected by this syndrome actually desire the worlditself to end just like any individual life: private lives andcollective destinies must vanish together since there isno future in sight. Spacemag is not the proper arena todebate on the legitimacy of such a vision, namely the‘weak thought’ detected by modern philosophers. Butis cannot be overlooked that - scaringly enough - melancholyis spreading so fast and so vastly as to breed adistopic epidemy in Science Fiction.It is not the classic Fear of Death. The phenomenonin this case does not concern individuals as much asMankind as a whole, the physical Earth itself. It is morelike a fear of the loss of Future - Future, which is the onlyway to overcome personal death. Of course each one ofus fears Death, but here the problem is: Death is senseless.Giving a meaning to it does not prevent our fearsbut somehow gives it a certain respectability, so to say.Death without perspectives (of survivals of course) isfruitless and therefore useless.This new shade of fear was unknown to Mankind in theremote past, it is the legacy of modern times. TodayMankind, devoid of Religions and ideologies, is losing itslast anchor: the blind, almost magic faith in Science andits power □SPACEMAGNumero 1 2012

CulturaCome gestireun programmaspazialeUna guida specifica redattada un esperto del settoreLa realizzazione e il lancio nello spazio di satelliti o sondeattraverso missili o navette spaziali sono un esempiodi attività industriale di enorme complessità e dilungo periodo.Lo sviluppo di un programma spaziale prevede la realizzazionedi vari sistemi costituenti: il segmento spaziale, cioè ilanciatori per l’accesso allo Spazio, i satelliti o le sonde, le infrastrutturespaziali abitate da astronauti oppure robotizzate;e il segmento di terra che consente agli operatori sulla terradi controllare i sistemi nello spazio e di fruire delle applicazioniderivanti dal loro uso. Il settore è di per sé peculiare datol’ambiente extra-atmosferico ove si troveranno ad operareastronauti o sonde robotizzate e pertanto la manifattura deisistemi spaziali è una pratica a metà strada tra scienza esattae artigianato di elevatissima qualità.Le metodologie e i processi realizzativi dei programmispaziali hanno avuto il pregio di costituire nel passato,sin dagli anni ’60, un modello di riferimento per altrisettori industriali proprio a causa della loro unicità tecnologicae produttiva e oggi le metodologie di gestionedei programmi spaziali sono standardizzate e consolidate.Gli elementi trattati in questo libro intendono avvicinare illettore alle specificità gestionali della concezione, del finanziamentoe della messa in essere di un programma spaziale,una tra le più complesse attività umane influenzate da fattoristorici, scientifici, economici e politici □Elementi di managementdei programmi spazialidi Marcello SpagnuloSpringer 2012Brossura, 190 pagineISBN 978-88-470-2308-632 EURO63L’autoreMarcello Spagnulo è ingegnere aeronautico, dirigenteindustriale, docente nei master in sistemi spaziali pressole università di Roma 1 e 2. Ha lavorato presso enti governativi,quali l’Agenzia Spaziale Europea ESA, l’AgenziaSpaziale Italiana ASI e presso industrie sia in Italia siaall’estero. E’ stato consigliere di Amministrazione dellasocietà NGL Spa compartecipata dalla Finmeccanicae dalla franco-tedesca EADS. Ha pubblicato nel 2009il libro di divulgazione, “Lo spazio oltre la Terra” (GiuntiEditore). E’ autore di oltre 50 pubblicazioni a caratterescientifico.2012Numero 1SPACEMAG

A VEGA glossary64Aestus: Engine of the Ariane-5 upper storable propellantstageAriane launch zone: Area at Europe’s Spaceportfrom where the Ariane 5 lifts offAttitude: The orientation of a spacecraft in relation to itsdirection of motionASI: Italian Space AgencyBooster: Boosters are added to a launcher to providethe main thrust at liftoff - they consist of a casing containingthe propellant, a solid rocket motor and additional equipmentsuch as the igniter and the forward skirt equipped witha recovery system Etage d’accéleration à poudre (EAP)Booster Casing Preparation Building: Buildingat the Spaceport where the booster casings are preparedBatiment préparation étage (BPE)Booster Engine Test Stand: Place where boosterengines are tested at Europe’s Spaceport Banc d’essais desaccélération à poudre (BEAP)Booster Integration Building: Building at theSpaceport where the integration of the Ariane-5 solid boosterstage takes place Bâtiment d’intégration des propulseurs(BIP)Booster Separation Rockets: These separatethe booster from the launch vehicle after approximately twominutes flightBooster Storage Building: Place at Europe’sSpaceport where the boosters are stored until needed BâtimentStockage Etage (BSE)BSE: Bâtiment stockage Etage see Booster Storage BuildingCNES: Centre National d’Etudes Spatiales, French SpaceAgencyConstellation: Space network composed of multiplesmall satellites, generally placed in low Earth or intermediaryorbitsCryogenic propulsion: High performance propulsionthat uses liquid hydrogen propellant and liquid oxygenas oxydiserCSG: Centre Spatial Guyanais - Guiana Space Centre alsoknown as Europe’s SpaceportDAAR: Dispositif d’Accrochage Arrière - Rear booster attachmentand release mechanismDAAV: Dispositif d’Accrochage Avant - Forward booster attachmentand release mechanismEAP: Etage Accélérateur à Poudre - see boosterELA-3: Ariane-5 launch complex containing the LauncherIntegration Building, the Final Assembly Building, the SolidPropellant Booster Integration Building and the propellantplantsEPC: Etage Principal Cryogénique - see Main cryogenicstageEPCU S5: Ensemble de Préparation des Charges Utiles -see Satellite Preparation FacilityEPS: see Storable propellant stageESA: European Space AgencyFairing: Used to protect satellites before and during thelaunch, and while crossing the lower levels of the atmosphere;it is jettisoned once the launcher leaves the Earth’s orbitFinal Assembly Building: Place at Europe’s Spaceportwhere the launcher is finally assembled with the payloadand checks are carried out Bâtiment d’Assemblage Final(BAF)GEO: see Geostationary orbitGeostationary orbit: An orbit which circles theEarth above the equator from east to west at an attitude of36 000 km (GEO)Geostationary transfer orbit: An elliptical orbitwhose apogee is at approximately 36 000 km, used toplace a satellite into GEO (GTO)GTO: see Geostationary transfer orbitGuiana Space Centre: The French Space Centre inFrench Guiana also known as Europe’s Spaceport CentreSpatial Guyanais (CSG)Hydrazine: A colourless basic liquid made from sodiumhypochlorite and ammonia used chiefly as a rocket fuelInterstage: This provides the mechanical interfacebetween two launcher stages and also hosts the separationdevice, the thrust vector control electrical unit and the batteriesJupiter Control Centre: Ariane-5 mission controlbuildingLaunch zone: The launcher is transferred to this area48 hours before launch for final propellant filling, countdownand launchLauncher Integration Building: Place at Europe’sSpaceport where the launcher’s main stage is integratedwith the boosters Bâtiment d’Intégration Lanceur (BIL)LH2 Plant: Facilities at Europe’s Spaceport for producingliquid hydrogen for the Ariane-5 main cryogenic stage engineLow Earth orbit: Generally considered to be an orbitat an altitude of 400 to 1000 km (LEO)LOX Plant: Facilities at Europe’s Spaceport for producingliquid oxygen for the Ariane-5 main stage and the VulcainengineMain cryogenic stage: The main cryogenic stageof the Ariane 5 includes the cryogenic tank and the Vulcainengine; the duration of burnout is about 10 mins - the timeneeded for the launcher to leave the Earth’s atmosphere EtagePrincipal Cryotechnique (EPC)MPS: Moteur Propergol Solide - the booster’s solid rocketmotorOrbit: The path followed by a satellite around a celestialbodyP80 solid rocket motor: VEGA’s first stage motorwith a combustion time of 107 sPayload: The useful mass that can be carried and injectedinto orbit by a launcher; it could be a satellite, a moduleor a capsuleSPACEMAGNumero 1 2012

Payload adapters: A device used to support satellitesPerigee: Point of an orbit closest to the EarthPolar orbit: An orbit that passes over the polar regionsfrom north to southSatellite Preparation Facility: Complex at Europe’sSpaceport where satellites are prepared for launchEnsemble de preparation de charges utiles (EPCU S5)Skirt: Structure that joins together two parts of a launcher’sor booster’s stage and which transmits mechanicalforces from the engine to the other structures of the launcherSolid Booster Integration Building: Place atEurope’s Spaceport where booster segments are integratedBâtiment d’intégration des propulseurs (BIP)Solid rocket motor: Motor of the Ariane-5 solidpropellant booster (MPS)Soyuz launch zone: Area at Europe’s Spaceportfrom where the Russian Federeation Soyuz launcher will liftoff in 2007Speltra: Multiple launch carrier structure that supportsthe upper payload and encapsulates the lower payload, protectingit from acoustic vibrations and thermal flowStage: Term used for a complete element of a launch vehicle,i.e. propellant tank, one or more engines and electrical,mechanical or pneumatic equipmentStorable propellant stage: This is the Ariane-5upper stage - after 25 mins of thrust this reaches the orbitingspeed of 28 000 km/h needed to release satellites into GTOEtage à propergols stockables (EPS)SSO: see Sun-synchronous orbitSun-synchronous orbit: A polar orbit which issynchronous with the Sun, usually at an altitude of between600-800 km (SSO)Sylda-5: Multiple launch carrier structure housed insidethe fairing - the Sylda 5 is smaller than the SpeltraTechnical Centre: Administration buildings and controlrooms at the SpaceportTelemetry: Telecommunication of the readings of measuringinstruments to a device on which the readings can beindicated or recordedUPG: Solid-propellant plant at Europe’s Spaceport Usine depropergol de Guyane (UPG)VEB: see Vehicle equipment bayVEGA: A European launcher fired successfully from Europe’sSpaceport Feb. 13, 2012VEGA launch zone: Area at Europe’s Spaceport fromwhere VEGA lifted offVEGA AVUM upper stage: Upper stage of VEGA consistingof a liquid propellant system, an attitude control systemand the core of VEGA’s avionics systemVehicle equipment bay: The brains of an Ariane-5launcher, this groups the main electronic elements that controlthe launcherZefiro 23 solid rocket motor: The VEGA secondstage motor with a combustion time of 71.6 sZefiro 9 solid rocket motor: VEGA 3rd stagesolid rocket motor with a combustion time of 110 s

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