Lo scudo termico di Starship resta il vero rompicapo che SpaceX deve ancora risolvere, nonostante il lancio riuscito di venerdì scorso abbia mostrato passi avanti concreti verso le promesse enormi di questo razzo gigantesco. Già dalla prossima missione, Starship potrebbe raggiungere l’orbita, iniziare a rilasciare satelliti nello spazio e forse tornare alla base di lancio per farsi catturare dalla torre. Ingegneria impressionante, su scala colossale. Eppure, con il tredicesimo volo di prova, un nodo cruciale, forse il più importante di tutti per il futuro del veicolo, rimane senza risposta.
Il problema riguarda lo scudo termico, quei circa 18.000 mattonelle di ceramica che proteggono il ventre del razzo durante il rientro infuocato nell’atmosfera terrestre. E secondo diversi esperti, l’approccio attuale di SpaceX potrebbe non bastare a portare Starship al traguardo che davvero conta, cioè volare spesso e a basso costo.
Starship: un vicolo cieco secondo gli esperti
Le parole usate sono nette. “L’attuale sistema di protezione termica di Starship è un vicolo cieco per tutte le missioni che richiedono riutilizzabilità completa e rapida”, ha detto Dan Rasky, ex ingegnere della NASA che ha studiato i materiali per gli scudi termici per quasi quaranta anni al NASA Ames Research Center. Rasky sa di cosa parla, dato che è co inventore del PICA, il materiale usato per lo scudo termico di Crew Dragon.
La NASA si era scontrata con lo stesso ostacolo mezzo secolo fa, durante lo sviluppo dello Space Shuttle, che usava migliaia di mattonelle leggere in ceramica per isolare la struttura in alluminio. Le piastrelle funzionavano abbastanza bene, ma l’agenzia americana non riuscì mai a trovare la formula per il riutilizzo “rapido”. Ogni piastrella andava ispezionata dopo ogni volo, e questo rendeva il riutilizzo degli orbiter costoso e lentissimo.
Qualche vantaggio rispetto allo Shuttle c’è. La struttura in acciaio di Starship tollera molto meglio il calore, resistendo a temperature fino a 800 gradi Celsius nei punti dove le mattonelle cedono. Insomma, un po’ di bruciature sono probabilmente accettabili. Ma stando a una nuova analisi firmata da Rasky insieme all’ex astronauta della NASA Charles Camarda e a Charles Miller, a capo del team di transizione NASA per la Casa Bianca Trump Vance, restano sfide notevoli per il riutilizzo rapido del veicolo.
Perché il riutilizzo rapido cambia tutto
Dopo il tredicesimo volo, gli esperti hanno notato che solo poche mattonelle in ceramica sono andate perse durante la missione, il che è chiaramente un buon segnale. E lo scudo ha protetto Starship durante il rientro, permettendo una discesa e un ammaraggio controllati. Nelle riprese del drone che mostrano Starship posato sull’Oceano Indiano, però, si vedevano vistose striature bianche sullo scudo. Sembravano partire tutte dai bordi tra una mattonella e l’altra, segno che il gas rovente potrebbe essersi infiltrato in quei punti. C’erano anche indizi di piastrelle crepate e bordi rotti.
Lo scudo è stato più che sufficiente per far rientrare questo esemplare nell’atmosfera. Il guaio è che, con quei segni di danno, servirebbe parecchia ispezione e rimessa a punto prima di un nuovo lancio. In altre parole, alla riutilizzabilità completa e rapida manca ancora un bel pezzo di strada. “Completa” vuol dire riutilizzare sia il booster sia lo stadio superiore, “rapida” significa rimettere in volo ogni Starship nel giro di giorni o settimane, non mesi, e senza spese esagerate.
SpaceX conosce bene la difficoltà
Vale la pena fermarsi un attimo. SpaceX non sottovaluta affatto la portata di questa sfida. In vari podcast e post su X, il fondatore Elon Musk ha ripetuto più volte che risolvere il problema dello scudo termico riutilizzabile è uno dei più duri che l’azienda debba affrontare. A febbraio, in un podcast con Dwarkesh Patel, Musk lo definì “il più grande problema che rimane” per Starship. “Se vuoi poterlo far atterrare, riempire di propellente e rifarlo volare, non puoi metterti a fare l’ispezione minuziosa di 40.000 mattonelle”, disse.
Per affrontare la cosa, l’azienda ha investito parecchio in nuove formulazioni per i materiali delle piastrelle, standardizzazione delle forme e altro ancora. E ha testato con rigore diversi approcci durante la campagna di voli sperimentali. Gli esperti indipendenti ritengono che quello di SpaceX sia un buon passo “incrementale” rispetto alle mattonelle dello Shuttle, ma poggia sulla stessa soluzione di fondo.
Così com’è, lo scudo basterà probabilmente a mettere in orbita una costellazione Starlink di nuova generazione. Il timore, però, è che non regga il ritmo di volo necessario, diverse centinaia o migliaia di lanci a basso costo ogni anno, per grandi insediamenti sulla Luna e su Marte, data center orbitali o impianti solari spaziali su vasta scala.
Dalla NASA nessun aiuto, almeno per ora
Qui è dove la NASA potrebbe dare una mano. Gli esperti hanno fatto notare che l’agenzia non investe in modo serio nella ricerca sulla protezione termica per veicoli che rientrano dall’orbita bassa, a velocità intorno a Mach 25, da tre decenni. Le tecnologie di base su Starship, spiegano, derivano tutte dai lavori per lo Space Shuttle, il National Aerospace Plane o il programma X-33. Oggi nessuno, a loro dire, sta davvero investendo in nuovi materiali termici avanzati per il rientro orbitale.
Miller, che aveva intervistato diversi alti dirigenti NASA durante il lavoro del team di transizione verso la fine del 2024, ha raccontato che gli era stato detto come nulla fosse presente nella pipeline della ricerca di base. Eppure, ricercatori attuali ed ex della NASA in questo campo avevano la sensazione che qualche soluzione promettente ci fosse. “Sulla base di tutto questo abbiamo raccomandato alla NASA di creare una nuova iniziativa per investire in ricerca, sviluppo e dimostrazioni di sistemi di protezione termica per Mach 25”, ha detto. Finora non è successo.