Storia di co<strong>per</strong>tina14Liftoff of VEGA VV01SPACEMAGNumero 1 2012
VEGA, il successo è so<strong>lo</strong> il primopasso di una lunga stradaASI già pensa alla futura evoluzione del lanciatoreStoria di co<strong>per</strong>tinadi Mario Cosmo*Emanuela D’Aversa**Il vo<strong>lo</strong> di qualifica di VEGA ha inserito a pieno tito<strong>lo</strong>il nuovo ‘picco<strong>lo</strong>’ lanciatore della famiglia ESA sul mercatomondiale. L’analisi dei dati di vo<strong>lo</strong> 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 <strong>per</strong>iodo, porti a soddisfare i re<strong>qui</strong>siti 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 ac<strong>qui</strong>stare lanci aldi fuori dell’Europa, in particolare <strong>per</strong>satelliti intermedi, tra i quali ricadrannoanche alcune future missioni ASI.VEGA consente oggi il lancio autonomodi diversi tipi di missioni, masono ancora sco<strong>per</strong>te alcune aree delmercato satellitare: ad es. non sonoancora accessibili a costi contenutimissioni di grande interesse <strong>per</strong> l’Europacome le orbite della costellazioneGalileo, in particolare considerandola fase di o<strong>per</strong>atività e il necessarioreplacement <strong>per</strong>iodico 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 pay<strong>lo</strong>ad, ed ilconseguente ampliamento e diversificazione della domandadi servizi richiesti ai sistemi di lancio.In ottem<strong>per</strong>anza al proprio ruo<strong>lo</strong> 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 picco<strong>lo</strong> lanciatore e nel programmadel dimostratore tecno<strong>lo</strong>gico P-80). Il motivo di tale impegnoè duplice: innanzitutto, <strong>per</strong> mantenere anche nel<strong>lo</strong> sviluppodelle sue evoluzioni il ruo<strong>lo</strong> ac<strong>qui</strong>sito dell’Italia qualesistemista del lanciatore VEGA; in secondo luogo <strong>per</strong> individuaree presidiare a livel<strong>lo</strong> nazionale le aree di sviluppo tecno<strong>lo</strong>gicostrategiche 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 ruo<strong>lo</strong> dell’Italiasistemistadi VEGA,presidiare learee strategicheil quarto a propellente stoccabile) costituisce uno dei settoritecno<strong>lo</strong>gici più significativi ed influenti in termini di prestazionidel lanciatore e capacità di portare in orbita carichiutili, e <strong>per</strong>tanto 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 <strong>per</strong> un’ottimizzazione strutturale del veico<strong>lo</strong>,un’evoluzione del secondo stadio dalle attuali 23 tonnellatedi propellente del<strong>lo</strong> Zefiro23 fino a 40 tonnellate. Avio,produttrice dei propulsori, ha già avviato <strong>lo</strong> sviluppo di undimostratore tecno<strong>lo</strong>gico del<strong>lo</strong> Zefiro40 grazie ad un finanziamentodel Ministero del<strong>lo</strong> 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 pay<strong>lo</strong>ad del lanciatoredagli attuali circa 1400 kg fino a quasi2 tonnellate (relativi all’orbita di riferimentopolare @ 700 km di altitudine),con l’applicazione di tecno<strong>lo</strong>giaoramai consolidata in termini di concezioneprogettuale del propulsore erelativi processi produttivi, limitando<strong>qui</strong>ndi 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 <strong>per</strong>metterebbe 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 propulsioneli<strong>qui</strong>da. 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 o<strong>per</strong>atore, anche se diversi programmiin corso evidenziano interesse <strong>per</strong> questo tipo di propulsione‘pulita’ e ad alta energia. Attorno a questo concetto tecno<strong>lo</strong>gico,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 coo<strong>per</strong>azioneinternazionale, grazie a due accordi specifici con le152012Numero 1SPACEMAG