“Ricerca è ciò che faccio quando non so che cosa sto facendo”(Wernher Von Braun). È stato lanciato con successo Vega il nuovo vettore orbitale dell’Esa. Vega ha messo a segno il suo primo volo inaugurale ed ha ufficialmente dato inizio alla corsa dei mercati verso lo spazio esterno. Dalla libera esplorazione dello spazio interplanetario e interstellare da parte dei privati, cioè delle imprese e delle università di tutto il mondo, sorgeranno frutti copiosi per l’umanità. Ecco perché il 13 febbraio 2012 è una data storica non solo per l’Europa. L’Agenzia Spaziale Europea (Esa) ha messo in orbita, per il suo primo volo di qualifica, il nuovo potente lanciatore Vega, dallo spazioporto europeo di Kourou nella Guyana francese. La finestra di lancio aveva una durata di 120 minuti. Vega ha portato in orbita nove satelliti, incrementando la capacità della flotta di vettori europei che aprono la porta alla libera conquista dello spazio da parte delle imprese commerciali, delle industrie e delle multinazionali. Il primo volo di Vega segna la conclusione di nove anni di sviluppo da parte dell’Esa e dei suoi partner, l’Agenzia Spaziale Italiana (Asi), l’Agenzia spaziale francese (Cnes) e l’industria. Il programma è stato supportato da sette paesi membri dell’Esa: Belgio, Francia, Italia, Paesi Bassi, Spagna, Svezia e Svizzera. Progettato per fornire agli Stati Uniti d’Europa la capacità di portare in orbita satelliti scientifici e di osservazione della Terra in maniera sicura, affidabile e competitiva, Vega è compatibile con carichi la cui massa varia dai 300 ai 2500 Kg, a seconda del tipo di altitudine e di orbita richiesta dal cliente. Questa nuova capacità completa la famiglia dei servizi di lancio già esistente allo spazioporto europeo nella Guyana francese: Ariane5 e il lanciatore di classe media Soyuz presente da ottobre 2011, con la fine dei voli dello Space Shuttle americano. Prezioso è il carico di Vega: due satelliti italiani (LARES, Laser Relativity Satellite, dell’ASI e ALMASat-1 dell’Università di Bologna), più sette nanosatelliti forniti dalle università europee: e-St@r (Italia), Golia (Romani), MaSat-1 (Ungheria), PW-Sat (Polonia), Robusta (France), UniCubeSat GG (Italia) e Xatcobeo (Spagna). La missione è servita a qualificare il sistema Vega: il veicolo, l’infrastruttura a terra e le operazioni, dalla campagna di lancio alla separazione sia del carico sia del cosiddetto “upper stage”. La missione si è conclusa con la distruzione controllata dell’AVUM. Ora, dopo il volo di qualifica, il sistema di lancio Vega viene gestito da Arianespace. La società è anche incaricata di offrire questa nuova capacità di lancio sul mercato internazionale, con l’obiettivo di almeno due missioni per anno. L’Esa è uno dei primi clienti di questo nuovo servizio di Arianespace con una commessa per cinque lanci. Il nuovo vettore è pronto ad operare a fianco dei lanciatori Ariane5 (per carichi pesanti) e Soyuz (per carichi medi). Secondo gli analisti, la combinazione di questi tre sistemi che operano dalla Guyana francese migliora l’efficienza dell’infrastruttura di lancio dell’Unione Europea, grazie alla ripartizione dei costi operativi su un largo numero di lanci. Con i motori di Vega tutto è possibile e immaginabile. Anche la progettazione e la costruzione di uno Space Shuttle tutto europeo per le più grandi e impegnative missioni che si possano concepire nello spazio interplanetario e interstellare, cioè ben oltre l’affollata orbita della Terra. Spetta ai privati, ai mercati, avviare l’iniziativa industriale decisiva e rivoluzionaria per dare effettivamente impulso alla conquista umana dello spazio esterno! Perché i compiti del sistema Vega non si limitano al solo trasferimento di carichi di rifornimento Esa verso la Stazione Spaziale Internazionale. Il primo Vega è stato lanciato alle ore 11 italiane del 13 febbraio 2012 dalla nuova rampa di lancio, completando perfettamente il suo volo di qualifica. La capacità di Vega di accogliere carichi leggeri permette di trasportare una vasta gamma di satelliti per posizionarli in diverse orbite, da quella equatoriale a quella polare e solare. Lo standard di riferimento è di 1500 Kg in un’orbita solare circolare a 700 Km di altitudine. “In poco più di tre mesi – ha dichiarato Jean-Jacques Dordain, Direttore Generale dell’Esa – l’Europa ha incrementato il numero di lanciatori che gestisce, passando da uno a tre, ampliando significativamente la gamma di servizi di lancio offerti dall’operatore europeo Arianespace. Non c’è un singolo satellite europeo che non si possa lanciare con un servizio europeo. È un grande giorno per l’Esa, per i suoi Stati Membri ed in particolare per l’Italia dove Vega è nato, per l’industria europea e per Arianespace”. Lo sviluppo del lanciatore Vega è cominciato nel 2003. Il vettore Vega è un veicolo a corpo singolo composto da tre stadi a propellente solido usati per la fase di spinta: il primo stadio P80FW; il secondo stadio Zefiro-Z23 e il terzo stadio Zefiro-Z9A. Il quarto stadio denominato AVUM garantisce una straordinaria versatilità alla missione e offre la possibilità di mettere in orbita il carico utile con grande precisione. La carenatura del carico utile da 2,6 metri di diametro consente di imbarcare uno o più satelliti. La massa totale al decollo è di 136,7 tonnellate; l’altezza è di 30,1 metri; il diametro massimo di 3 metri. “Vega è un momento di orgoglio per l’Europa – ha affermato Antonio Fabrizi, Direttore dei Lanciatori Esa – e per quelle circa mille persone coinvolte nello sviluppo del sistema di lancio per piccoli satelliti più moderno e competitivo al mondo. L’Esa, con il supporto tecnico delle agenzie spaziali italiana e francese, e di circa 40 società industriali coordinate dalla ELV come primo contrattista, ha trasformato una grande sfida in realtà in meno di un decennio di sviluppo”. È la terza volta nella sua storia che l’Esa collauda un nuovo veicolo di lancio, dopo l’Ariane 1 nel 1979 e l’Ariane 5 nel 1996. Vega è un veicolo a propellente solido a tre stadi con un modulo operativo manovrabile a propellente liquido. La finestra di lancio di Vega si era aperta il 9 febbraio. Il cosiddetto “upper composite”, la sezione che racchiudeva LARES, ALMASaT-1, i sette CubeSats, l’adattatore per il carico ed il “fairing”, era stato spostato sulla rampa nella tarda serata di lunedì. Il trasferimento notturno è pratica standard a Kourou per evitare il surriscaldamento dei carichi. Il trasloco si era concluso martedì mattina presto, con la sua installazione sullo stand dedicato, all’interno della torre mobile in attesa di essere congiunto al lanciatore. Il “composite” è stato poi montato sopra all’AVUM, il quarto stadio, per finalizzare i collegamenti elettrici e verificare le connessioni, concludendo con la connessione meccanica finale. A quel punto i principali passi rimasti da fare per il volo inaugurale, erano il controllo dell’assemblaggio del veicolo, le prove del conto alla rovescia ed il rifornimento dell’AVUM, che ha la caratteristica di poter essere riacceso. Il primo volo di Vega, denominato VV01, segna la fine di nove anni di sviluppo da parte dell’Esa e dei suoi partner. Il lanciatore è progettato per poter rispondere alle differenti opportunità offerte dal mercato e fornire grande flessibilità. A differenza di altri piccoli lanciatori, Vega è in grado di mettere in orbita carichi multipli: in particolare, offre configurazioni capaci di gestire carichi che variano da un singolo satellite fino ad un satellite principale più sei micro satelliti. Il modulo AVUM (Attitude and Vernier Upper Module) di Vega ha raggiunto un’orbita circolare a un’altitudine di 1450 km con un’inclinazione di 69,5° rispetto all’equatore per sganciare il satellite Lares. Quindi ha manovrato per abbassare il perigeo a 350 km prima di mettere in orbita gli altri carichi utili. La caratteristica fondamentale del lanciatore Vega è la messa di un carico utile di 1500 kg in orbita circolare a 700 km di altitudine con inclinazione di 90° rispetto all’equatore. Questo deve avvenire con una precisione di inserimento di 5 km di altitudine e 0,05° di inclinazione. L’ampia gamma di azimut di lancio disponibile dallo spazioporto europeo di Kourou, unitamente alla flessibilità fornita dal modulo AVUM, permetterà a Vega di mettere un’ampia gamma di carichi utili in orbite differenti: 2500 kg in orbita circolare quasi equatoriale a 200 km di altitudine, 2000 kg indirizzati verso la Stazione Spaziale Internazionale, oppure 1300 kg in orbita eliosincrona a 800 km di altezza. Il primo stadio di Vega si basa su un grande motore monolitico con un carico di 88.365 Kg di propellente solido HTPB. Il motore eroga 2261 kN di spinta a livello del mare e la sua combustione dura 114,3 secondi, prima di essere sganciato a un’altitudine di 61 km. Lo stadio presenta due nuove tecnologie di rilievo per ridurre la massa del veicolo: un involucro del motore in fibra di carbonio e resina epossidica realizzato con la tecnologia “Filament Winding”. Si tratta del più grande involucro al mondo per un motore monolitico; attuatori elettromeccanici per la vettorizzazione della spinta. Si tratta della prima volta in assoluto che attuatori di questo tipo vengono adottati per un motore di queste dimensioni. Entrambe le tecnologie verranno dimostrate e collaudate su Vega in preparazione per lo sviluppo di future lanciatori nel contesto dell’iniziativa Next-Generation Launcher (NGL) dell’Esa. Il P80FW condivide un diametro di 3 mt. con i booster a propellente solido EAP dell’Ariane 5; la sua lunghezza complessiva di 11,2 mt. è analoga a quella di uno dei segmenti più grandi dell’EAP. Questo consentirà di utilizzare anche per il carico e il trasporto del propellente dello stadio P80FW le stesse strutture e attrezzature usate per l’Ariane 5 e presenti nel Guiana Propellant Plant, che si trova nei pressi dello spazioporto. L’ugello dello stadio è anch’esso un’evoluzione di quello dei booster dell’Ariane 5. Il secondo e il terzo stadio di Vega si basano sui motori a propellente solido Zefiro sviluppati da Avio sulla scorta del motore Zefiro-Z16, precedentemente collaudato a terra. Entrambi i motori hanno un diametro di 1,9 metri, con un involucro in fibra di carbonio e resina epossidica realizzato con tecnologia “Filament Winding”, isolamento EPDM a bassa densità e un ugello con attacco flessibile, dotato di attuatori elettromeccanici per il controllo del vettore di spinta. Lo stadio Zefiro-Z23, lungo 8,39 mt. è carico di 23.906 kg di propellente solido HTPB 1912 e fornisce una spinta di 1196 kN a livello del mare. La sua combustione dura 86,7 secondi. Lo stadio Zefiro-Z9A, lungo 4,12 mt. è carico di 10.115 kg di propellente solido HTPB 1912 e fornisce una spinta di 313 kN nel vuoto. Sebbene si tratti del motore a propellente solido più piccolo del lanciatore Vega, è quello con la maggiore durata di combustione: 128,6 secondi. Lo Zefiro-Z9A presenta la più elevata frazione di massa tra i motori a propellente solido della sua categoria. Gli stadi Zefiro sono prodotti da Avio nello stabilimento di Colleferro, vicino a Roma. Gli stadi vengono caricati di propellente solido prima di essere spediti allo spazioporto. Il modulo AVUM (Attitude and Vernier Upper Module) ha un sistema di propulsione bipropellente per la messa in orbita, e un sistema di propulsione monopropellente per il controllo del rollio del veicolo e del suo assetto. La missione primaria dell’AVUM inizia al termine della fase a propulsione solida, quando vengono aviate le manovre per raggiungere l’orbita di dispiegamento prevista con la massima precisione. L’AVUM è progettato per portare diversi carichi utili in orbite differenti e per eseguire il puntamento di precision del satellite prima della sua separazione. Al termine della missione, viene smaltito in condizioni di totale sicurezza, per limitare la produzione di detriti orbitali. L’AVUM trasporta 550 Kg di propellente (UDMH/NTO) in quattro serbatoi ed è alimentato da un motore RD-869 riavviabile da 2,45 kN. Questo modulo incorpora due gruppi di tre propulsori secondary monopropellente per il controllo del rollio e dell’assetto. Oltre a ciò, contiene il modulo dell’avionica di Vega, che gestisce il controllo di volo e la gestione della missione, la telemetria, la fase finale del volo, l’alimentazione e la distribuzione. La carenatura composita di 20 metri cubi con diametro di 2,6 mt. è realizzata con semigusci di 7,18 mt. di lunghezza e protegge il carico utile durante l’ascesa attraverso l’atmosfera. Il carico utile viene montato sul lanciatore per mezzo di un adattatore di 937 mm di diametro. Speciali adattatori per la sistemazione di più carichi utili sono attualmente in corso di sviluppo. Sebbene il volo inaugurale fosse stato previsto come missione a carico utile singolo, la collaborazione tra Esa e Asi ha consentito di trasformarlo in una missione a carichi utili multipli. Il carico utile principale per questo volo di collaudo è il satellite Lares dell’Agenzia Spaziale Italiana. La missione secondaria include il microsatellite ALMASat-1 dell’Università di Bologna e sette picosatelliti di varie università europee. Lares (Laser Relativity Satellite) è un satellite scientifico sviluppato dall’Asi per studiare il cosiddetto “effetto Lense–Thirring”, una conseguenza della teoria della Relatività Generale di Einstein che spiega la precessione delle orbite dei corpi nelle vicinanze di grandi masse rotanti come la Terra. Il satellite, realizzato da Carlo Gavazzi Space, è una sfera passiva del diametro di 376 mm in lega di tungsteno e del peso di circa 400 kg. Questa sfera ospita 92 retroriflettori per la misurazione laser della distanza dalla terra. Lares è collocato in un’orbita circolare a un’altitudine di 1450 km e va a integrare i dati rilevati dai precedenti satelliti laser geodinamici Lageos-1 e Lageos-2 dell’ASI, lanciati rispettivamente nel 1976 e nel 1992. L’avionica nella struttura di supporto del Lares è inoltre responsabile dell’alimentazione dei sistemi di sgancio degli altri carichi utili. Questa operazione viene gestita per mezzo di comandi inviati dal veicolo di lancio all’avionica del Lares. Lares è il satellite ideato da un team scientifico delle Università del Salento e de La Sapienza, per mettere alla prova la Relatività di Einstein. Dopo 25 anni di studi, Lares (Laser Relativity Satellite) è finalmente nello spazio. Il responsabile del team scientifico internazionale Lares (Italia, USA, Germania e Russia) e ideatore della missione, è Ignazio Ciufolini, esperto di Relatività generale all’Università del Salento. Progettato da Antonio Paolozzi e dal suo team de La Sapienza, Lares fornirà importanti determinazioni sulla dinamica della Terra e della sua crosta, utili sia per lo studio dei terremoti sia per la verifica di effetti climatici globali quali il Global Warming e lo scioglimento dei ghiacci polari e dei ghiacciai. Vega è l’orgoglio della tecnologia e della scienza made in Italy nel segno della tradizione. La Scuola di Ingegneria Aerospaziale e il CRPSM de La Sapienza, infatti, hanno consentito all’Italia di essere negli Anni ‘60 del XX Secolo la terza nazione al mondo dopo URSS e USA a mettere autonomamente in orbita satelliti artificiali. Lares ha già battuto diversi record, due tra tutti la sua elevatissima densità e il basso costo. Nonostante la sua apparente semplicità è il satellite tecnologicamente più avanzato della sua categoria ed è interamente italiano. Lares è una sfera di lega di tungsteno coperta di retro-riflettori: è l’oggetto artificiale conosciuto più denso del Sistema Solare! La posizione e l’orbita del satellite Lares viene determinata con grande accuratezza mediante impulsi laser inviati dalle stazioni a terra e poi riflessi dal satellite verso le stazioni di terra mediante i retro-riflettori posti sulla sua superficie. Lares misurerà accuratamente il fenomeno del trascinamento dei sistemi di riferimento inerziali o “frame‐dragging”, previsto da Einstein nel 1913. Questo è uno dei più misteriosi fenomeni previsti dalla teoria della Relatività Generale. Un corpo che ruota trascina, infatti, lo spaziotempo intorno a sé in modo simile al trascinamento di un fluido viscoso dovuto alla rotazione di un oggetto immerso nel fluido. Il ”frame‐dragging” ha effetti affascinanti intorno a un buco nero rotante. Non solo lo spazio ma anche il tempo viene trascinato e, secondo alcuni calcoli matematici, muovendosi in vicinanza di queste “stelle nere” si potrebbe addirittura fermare il tempo prima di tornare indietro! Anche intorno alla Terra l’effetto di “frame‐dragging” provoca un fenomeno del tutto simile sullo scorrere del tempo, richiamando alla memoria il famoso paradosso dei due gemelli utile a spiegare la Relatività Ristretta. Se due orologi e due gemelli viaggiano in verso opposto intorno alla Terra, quando si incontrano dopo un giro il gemello che ha viaggiato in verso opposto rispetto alla rotazione della Terra (da Ovest ad Est) è un po’ più giovane rispetto al gemello che ha viaggiato (da Est ad Ovest) nello stesso verso della rotazione terrestre. E questo ritardo temporale è indipendente dalla loro velocità. L’effetto di “frame-dragging” è naturalmente piccolissimo intorno alla Terra a causa del suo campo gravitazionale molto debole e questa è la ragione della difficoltà della sua misura che richiede un satellite dedicato come Lares. L’origine dell’inerzia ha affascinato scienziati e filosofi per secoli. Qual è l’origine delle forze inerziali e centrifughe? Qual è l’origine delle spinte che sentiamo quando il nostro veicolo accelera, frena e curva relativamente ai cosiddetti sistemi di riferimento inerziali? I sistemi di riferimento inerziali che si muovono uniformemente, permeano la nostra vita di tutti i giorni e l’inerzia fa sì che un corpo mantenga la sua velocità lungo una linea retta nell’assenza di una forza esterna. È il fenomeno che ha permesso al capitano Schettino, dopo il disastroso impatto con lo scoglio maledetto, di salvare oltre 4mila persone a bordo della nave da crociera Costa Concordia, facendola “scarrocciare” sui bassi fondali dell’isola del Giglio lo scorso 13 gennaio 2012, evitando l’affondamento della nave in acque più profonde. Nella teoria della Relatività Generale i sistemi di riferimento inerziali non sono però fissi rispetto alle distanti “stelle fisse” nell’Universo ma sono “trascinati” dalla rotazione di un corpo. Questo fenomeno è in parte legato alla visione dello scienziato e filosofo Ernst Mach, il cosiddetto “principio di Mach”, secondo cui l’origine delle forze centrifughe e inerziali è dovuta alla rotazione di un corpo rispetto a tutte le “stelle distanti” nell’Universo. Chissà forse abbiamo già, anche se ancora non ce la immaginiamo, la chiave di volta per viaggiare nell’Universo. Vega ha messo in orbita anche altri satelliti. ALMASat-1 (Alma Mater Satellite), è un microsatellite da 12,5 kg per la dimostrazione di tecnologie sviluppato e realizzato dall’Università di Bologna. Si tratta di un cubo di 30 cm di lato progettato come struttura modulare da utilizzare per varie missioni di dimostrazione tecnologica o di osservazione della terra. In questa prima missione, l’obiettivo principale sarà quello di testare le prestazioni (ad esempio la precisione del puntamento triassiale) di questo bus polivalente a basso costo in preparazione delle missioni successive. Per assicurare il suo rientro entro 25 anni, l’ALMASat-1 è stato dispiegato in un’orbita ellittica con un perigeo di 350 km. Sette picosatelliti che condividono lo stesso disegno CubeSat (1 kg di peso, 1 W di potenza sviluppata, struttura da 10 cm cubici) sono stati sviluppati da università di Stati membri dell’Esa o di Stati cooperanti. Questi progetti sono stati selezionati tra le università europee che partecipano al programma educativo dell’Esa. I picosatelliti sono stati sganciati da tre P-POD (Poly-Picosatellite Orbital Deployers) montati sulla struttura del Lares per essere poi collocati in un’orbita ellittica con un perigeo di 350 km che ne assicurerà il rientro controllato entro 12 anni. I sette cubesat sono: e-St@r, sviluppato dall’Istituto Politecnico di Torino: questo picosatellite testerà un sottosistema di determinazione e controllo attivo dell’assetto oltre che una serie di componenti e materiali commerciali; Goliat, sviluppato dall’Università di Bucarest, in Romania: eseguirà l’imaging della Terra con una telecamera digitale da 3 megapixel e svolgerà misurazioni delle radiazioni e dei micrometeoroidi nell’orbita bassa attorno alla Terra: è il primo satellite rumeno; MaSat-1 (Magyar Satellite), sviluppato dall’Università di Tecnica e di Economia di Budapest, in Ungheria: darà dimostrazione di un sistema di condizionamento della potenza, di una ricetrasmittente e di un sistema di gestione dei dati di bordo: è il primo satellite ungherese; PW-Sat-1, sviluppato dall’Università della Tecnologia di Varsavia, in Polonia: dispiegherà una vela solare da usare come dispositivo di intensificazione della resistenza atmosferica per accelerare l’uscita dall’orbita dei picosatelliti al termine delle loro mission: è il primo satellite polacco; Robusta (Radiation On Bipolar for University Satellite Test Application), sviluppato dall’Università di Montpellier, in Francia: studierà l’effetto delle radiazioni sui componenti elettronici basati su transistor bipolari confrontandoli con i propri modelli di degrade; UniCubeSat GG, sviluppato dal gruppo astrodinamico GAUSS dell’Università La Sapienza di Roma: dispiegherà due braccia per dimostrare la stabilizzazione del gradiente di gravità su un picosatellite: ciascun braccio trasporta un pannello solare alla sua estremità per generare energia elettrica; Xatcobeo, sviluppato dall’Università di Vigo, in Spagna: sottoporrà a test una radio software riconfigurabile e un sistema di misurazione delle radiazioni ionizzanti: testerà anche un sistema di dispiegamento di pannelli solari. Come avviene per Ariane 5 e Soyuz, Vega può sfruttare i vantaggi offerti dalla migliore infrastruttura di lancio al mondo: una velocità massima supplementare fornita dalla rotazione della terra alla latitudine di 5°N per le orbite equatoriali, un’ampia gamma di azimut di lancio sopra l’Oceano Atlantico che permette di raggiungere tutte le inclinazioni orbitali (da quella equatoriale a quella eliosincrona) e strutture di trattamento dei carichi utili all’avanguardia. Se l’uomo sbarcherà mai sul pianeta Marte, partirà da qui. La piattaforma di lancio Vega (ZLV: Zone de Lancement Vega) è stata costruita ristrutturando la vecchia piattaforma dell’Ariane 1 (ELA-1), messa fuori servizio nel 1989. Si trova a circa 1 km a sud-ovest della piattaforma ELA-3 dell’Ariane-5. Il lavoro di ristrutturazione, guidato dall’appaltatore principale Vitrociset (azienda italiana), è iniziato alla fine del 2004. La piattaforma in cemento è stata modificata per consentire l’uso dei lanciatori Vega e della struttura mobile (il cosiddetto Mobile Gantry) da 50 mt. di altezza, che pesa circa 1000 tonnellate, oltre a un nuovo pilone ombelicale da 32 mt. di altezza. Quattro torri da 60 mt. di altezza impediscono che la piattaforma sia colpita da lampi. I tre stadi a propellente solido e il modulo bipropellente del veicolo vengono montati e preparati al lancio sulla piattaforma. L’insieme del carico utile viene montato sulla sommità del veicolo circa sette giorni prima del lancio. Mentre si trova sulla piattaforma, l’ambiente nei pressi di Vega e del suo carico utile viene rigorosamente controllato. La struttura mobile viene portata in posizione sulla sua rotaia da 80 mt. di lunghezza solo poche ore prima del lancio. La ZLV è progettata per consentire una frequenza di lancio di quattro missioni l’anno. Il Launch Control Centre (CDL) di Vega si trova nello stesso edificio che alloggia già il CDL dell’Ariane 5, a 1,3 km dalla ZLV. Il controllo di missione è fornito dallo stesso Jupiter Building che supporta già i lanci di Ariane e Soyuz, a 15 km dalle piattaforme. Il volo di collaudo di Vega è la fase finale di un processo incrementale che è iniziato con lo sviluppo e il collaudo dei vari componenti, sottosistemi, stadi e funzioni del veicolo e del segmento di terra, ed è proseguito con la verifica delle interfacce tra il veicolo, il segmento di terra e l’infrastruttura della base di lancio, per terminare con l’attestazione che il veicolo è pronto ad affrontare il primo volo. Nel corso del tempo sono stati effettuati un numero impressionante di test, da quelli dei componenti fino a quelli dei sistemi. Il volo di collaudo è la verifica finale della validità del progetto del sistema di lancio e la definitiva convalida dei modelli del sistema usati per la definizione della missione in condizioni di volo. Gli obiettivi principali del collaudo del veicolo di lancio comprendono la cinematica di decollo in relazione alle interfacce della piattaforma, l’accensione, le prestazioni, il controllo di volo, il controllo del vettore di spinta e la separazione di tutti e tre gli stadi solidi, la separazione della carenatura, le prestazioni dell’AVUM e la capacità di riavvio, le manovre di sganciamento del carico utile e la loro precisione e, infine, la passivazione dell’AVUM al termine della missione con una manovra di uscita dall’orbita per conformarsi alle politiche di minimizzazione dei detriti. Per monitorare tutti questi eventi durante il volo, il lanciatore Vega trasporta serie supplementari di sensori e tre sistemi di telemetria per scaricare dati a terra in tempo reale. Questi dati vengono elaborate dopo il volo per individuare possibili discrepanze. Come dimostratore di nuove tecnologie, il primo stadio dispone di una propria serie di sensori con un sistema di telemetria dedicato. Per prepararsi ai futuri voli operativi, la piattaforma di carico di Lares trasportava una serie di sensori, che includeva accelerometri, sensori acustici e telecamere per monitorare l’ambiente del carico utile durante il volo. Il veicolo non è il solo sistema a essere collaudato durante la missione. Anche tutti i sistemi di terra e le procedure di lancio vengono collaudati durante il primo volo. Questo collaudo comprende trattamento e integrazione del carico utile, accettazione del lanciatore per mezzo delle verifiche di controllo della preparazione con simulazione del conto alla rovescia e della sequenze di missione, controlli finali prelancio della preparazione per mezzo delle sequenze automatiche finali durante il conto alla rovescia, controllo della preparazione della base di lancio e di tutti i mezzi di supporto necessari durante il volo (previsioni meteorologiche, stazioni di ricevimento della telemetria, stazioni di tracciamento, terminazione di volo). Vega è concepito per “stimolare” i mercati, in particolare le imprese commerciali e l’industria, incoraggiandoli alla conquista dello spazio esterno. È questo il senso del mercato dei lanciatori. Si comincia dalle piccole missioni. Alla fine degli Anni ‘90, con l’avvento della miniaturizzazione dei componenti e lo sviluppo della filosofia, tanto cara anche alla Nasa, del “più rapido–migliore–meno costoso” per la riduzione dei costi e dei tempi, le agenzie spaziali del globo iniziarono a sviluppare satelliti di minori dimensioni. L’Europa seguì questa tendenza con una nuova famiglia di missioni, quali ad esempio la serie Earth Explorer (quattro lanci dal 2005). Nel frattempo, i satelliti per comunicazioni commerciali hanno continuato a crescere in dimensioni e massa. Questo ha portato a uno sviluppo del sistema di lancio Ariane che lo ha reso di fatto incompatibile con le piccole missioni scientifiche e di osservazione della Terra. Negli anni che hanno fatto seguito al collasso dell’Unione Sovietica e del Comunismo, si sono rese disponibili grandi quantità di missili balistici fuori servizio, ad esempio i modelli Rockot e Dnepr, utilizzabili come lanciatori di piccoli satelliti a basso costo. Per anni, la disponibilità di questi missili a basso costo (che altrimenti, in un’eventuale terza guerra mondiale, avrebbero scatenato l’inferno termonucleare sulla Terra) ha impedito lo sviluppo di soluzioni di lancio competitive per questo segmento di mercato, spingendo addirittura gli USA a dismettere i propri sistemi di lancio. Tuttavia, l’era dei missili riutilizzati come veicoli di lancio sta arrivando al termine: le riserve di missili dismessi sono in esaurimento e i costi di manutenzione e riadattamento stanno rapidamente aumentando. Allo stesso tempo, l’avvento delle nuove serie di satelliti come i Sentinel sta per rendere sempre più cruciali e strategiche le missioni con piccolo carico utile. Quindi, per mantenere un accesso competitivo e indipendente allo spazio, sviluppare un proprio sistema di lancio per piccoli satelliti è diventato imprescindibile per l’Esa. Il sistema di lancio Vega è stato progettato proprio per rendere affidabile, flessibile, disponibile e sostenibile questo tipo di missioni spaziali. Superato il collaudo, lo sfruttamento commerciale di Vega nei mercati europeo e internazionale viene gestito da Arianespace. Ci si attende che i suoi vantaggi competitivi gli consentano di surclassare gli obsoleti sistemi rivali. Per di più, Vega potrà essere successivamente modificato per adattarlo all’evoluzione delle esigenze dei clienti. Quindi, tutto è possibile. Anche la colonizzazione del Sistema Solare. Il primo contratto di lancio commerciale per Vega è stato sottoscritto il 14 dicembre 2011 da Esa e Arianespace e prevede i lanci di due satelliti Sentinel e la preparazione del volo suborbitale del Dimostratore IXV. Il programma Vega è nato dalla gestione operativa in Italia dei lanciatori Scout di produzione statunitense. Questa gestione, in cooperazione con la Nasa, è stata effettuata dalla piattaforma italiana San Marco, ancorata al largo delle coste del Kenya, dal 1967 al 1988. Nel 1977, l’Università di Roma ha iniziato lo studio di varie opzioni tecniche per migliorare il lanciatore Scout. Alla fine degli Anni ‘80, il progetto di uno Scout 2, realizzato sulla base dell’integrazione dei booster agganciabili a propellente solido (AAP) dell’Ariane 3 a uno Scout G1, fu studiato dalla società che ha poi dato vita all’Avio, la BPD. Nel 1992, mentre la linea di produzione del lanciatore Usa Scout veniva chiusa, il progetto proseguiva come impresa esclusivamente italiana sotto il nome di San Marco Scout, guidata dall’Asi e da Avio e basata su una nuova serie di motori a razzo Zefiro. In seguito venne ribattezzata Vega (Vettore Europeo di Generazione Avanzata) a metà del 1993, quando l’Esa e i suoi partner industriali iniziarono lo studio di vari lanciatori complementari all’Ariane 5. La prima decisione di europeizzare il Vega venne presa dal consiglio dell’Esa, riunito a Bruxelles nel giugno 1998. La decisione finale di avviare le attività di sviluppo venne presa dall’Esa Launcher Programme Board il 27–28 novembre del 2000; il programma ebbe ufficialmente inizio il 15 dicembre 2000, quando sette Stati si impegnarono a finanziarlo. Durante le attività preparatorie, terminate nel febbraio 2003, vennero analizzate diverse configurazioni. Poi Esa ed ELV SpA firmarono il contratto per lo sviluppo e il collaudo del programma. Il contratto per lo sviluppo e il collaudo del segmento terrestre venne firmato nel 2005 da Esa e Vitrociset. Il programma Vega è gestito su responsabilità dell’Esa, da un Integrated Programme Team nel centro ESRIN dell’Esa a Frascati, presso Roma. Il personale di Esa, Cnes e Asi partecipa a questo team, che riceve supporto tecnico dal centro tecnico ESTEC dell’Esa e dal Direttorato dei Lanciatori (DLA) del Cnes. Il team di industrie che si occupa del lanciatore è guidato da ELV SpA, una joint venture di Avio (70%) e Asi (30%). Il team industriale del segmento di terra è guidato da Vitrociset. Nel contesto del programma Vega, il progetto di sviluppo del P80FW è stato guidato da un gruppo congiunto di Esa/Cnes/Asi, ora con sede a Parigi, con Avio nel ruolo di appaltatore principale e la delegazione del programma a Europropulsion. In totale, lo sviluppo di Vega avrà un costo di circa 710 milioni di euro finanziati per mezzo di contributi dell’Esa, e di circa 76 milioni di euro derivanti da investimenti industriali diretti di Avio nello sviluppo del P80FW. Il programma Vega Research, Technology & Accompaniment (VERTA) è stato approvato dal Consiglio dell’Esa nel dicembre del 2005, durante la Conferenza ministeriale dell’Esa di Berlino. Si tratta di un programma in tre parti che mira a sostenere le operazioni iniziali del sistema di lancio Vega. In primo luogo, include l’acquisizione di cinque lanciatori Vega da parte dell’Esa, per assicurare una fase di sfruttamento iniziale con una frequenza di lancio di almeno due voli all’anno. Secondo l’attuale programma, questi lanci serviranno a trasportare una serie di piccoli carichi utili scientifici e tecnologici assieme al satellite di rilevamento remoto Proba-V nei primi mesi del 2013, il satellite ADM-Aeolus per il sondaggio dell’atmosfera negli ultimi mesi del 2013, il dimostratore della missione scientifica LISA Pathfinder nel 2014 e il dimostratore di rientro dell’Intermediate eXperimental Vehicle (IXV) nei primi mesi del 2014. Questo programma lascia a disposizione un’opportunità di volo, il quinto lancio, per ulteriori carichi utili non ancora programmati. I contratti di produzione per questi cinque lanciatori sono stati sottoscritti nel 2010. Secondariamente, VERTA copre lo sviluppo di servizi e hardware complementari, quali ad esempio una capacità di lancio di più carichi utili e nuovi adattatori per i carichi utili progettati appositamente per i mercati specifici di Vega. Infine, VERTA ha sviluppato un programma di testing dei componenti per ridurre al minimo i problemi in fase di produzione e per consentire il collaudo di nuove tecnologie che ritardino l’obsolescenza di Vega. In questo ruolo, VERTA è l’equivalente del programma ARTA-5 Ariane Research, Technology & Accompaniment per l’Ariane-5. Il programma VERTA prevede quindi prove di accensione a terra dei motori a propellente solido di Vega, oltre al campionamento della produzione e al testing su base regolare. Queste attività sono iniziate nel 2006 e hanno contribuito, mediante test e ulteriori analisi, a incrementare l’affidabilità del collaudo a terra del sistema di lancio Vega. Il programma VERTA è finanziato da contributi versati dagli stessi Paesi che seguono lo sviluppo di Vega (Italia, Francia, Spagna, Belgio, Paesi Bassi, Svizzera e Svezia). Il budget totale prevede 400 milioni di euro per i cinque voli e le attività di accompagnamento sino al 2014. Come per tutti i suoi programmi, l’Agenzia Spaziale Europea è responsabile dell’attuazione del programma e della sua gestione tecnica e finanziaria. La supervisione tecnica si fonda su trent’anni di esperienza in questo settore dell’Agenzia. Le decisioni dell’Esa e degli stati partecipanti costituiscono la base formale per l’integrazione di Vega nella flotta di trasporto spaziale europea e per il suo accesso a lungo termine al mercato istituzionale. L’Esa guida il gruppo di programma integrato per Vega ed è proprietaria delle strutture della ZLV. Dal momento che l’Italia fornisce più del 50% dei finanziamenti complessivi del programma Vega, l’Agenzia spaziale italiana gioca un ruolo gestionale fondamentale. L’Asi agisce per mezzo del gruppo integrato del programma Vega di stanza al centro ESRIN dell’Esa. L’ESRIN si trova a Frascati (Roma). L’agenzia ha inoltre una quota del 30% di ELV SpA. L’Agenzia spaziale francese (Cnes) ha guidato il gruppo di progetto per lo sviluppo del P80FW. Inoltre, offre il proprio contributo al gruppo integrato del programma di stanza all’ESRIN e fornisce assistenza tecnica per lo sviluppo del lanciatore e del segmento di terra. Il Cnes ha inoltre preso parte attiva alla campagna di test combinata come ente responsabile dell’esecuzione delle prove. Infine, i gruppi di lavoro del Cnes sono stati coinvolti nella campagna di lancio a sostegno del gruppo di progetto integrato del programma Vega. Come già avviene per Ariane e Soyuz, Arianespace detiene i diritti esclusivi per la commercializzazione e la vendita dei servizi di lancio di Vega. I gruppi di lavoro di Arianespace hanno sostenuto lo sviluppo e il collaudo del sistema di lancio e sono stati attivamente coinvolti nella campagna di lancio. ELV SpA è stata creata nel 2001 per gestire lo sviluppo e la produzione di Vega, con responsabilità di gestione dell’intero programma dal punto di vista industriale. ELV è responsabile della consegna e dell’integrazione dei lanciatori Vega. Come appaltatore principale in ambito industriale, ELV è responsabile dell’accettazione dei componenti del lanciatore e della loro integrazione nel sito di lancio. Come autorità di progettazione del lanciatore, partecipa anche ai preparativi finali e alle operazioni di lancio. Come appaltatore principale per tutti e tre gli stadi a propellente solido di Vega e integratore di AVUM, Avio è il principale partner industriale del programma Vega. L’azienda ha una quota del 70% di ELV SpA. Vitrociset è l’appaltatore principale scelto dall’ESA per il segmento di terra di Vega. Ora che le attività operative di Vega sono state demandate ad Arianespace, che è responsabile della commercializzazione di Vega sul mercato internazionale, non ci sono davvero più limiti per l’esplorazione dell’Universo. Vega ha messo le ali alla libera conquista dello spazio esterno da parte dei mercati. Condizione essenziale: la pace mondiale in tutte le nazioni della Terra.
© Nicola Facciolini
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