Nella serata di giovedì 23 novembre l’ESA in collaborazione con ArianeSpace ha realizzato lo Static Fire Test di Ariane 6. È stato un passo fondamentale per la certificazione non solo del razzo, ma di tutta l’organizzazione a terra che gli sta dietro: i processi, le tecniche e soprattutto le strutture di lancio.

Pochi giorni prima abbiamo visto finalmente volare e separarsi Starship, il razzo riutilizzabile di SpaceX che porterà l’umanità su Marte. Non è un segreto che durante il primo test di aprile una delle maggiori criticità riscontrate fosse la debolezza del basamento in calcestruzzo che doveva resistere al peso dell’astronave e soprattutto alla potenza delle fiamme sprigionate dai 33 motori Raptor. Abbiamo visto tutti i frammenti di cemento carbonizzato volare via a chilometri di distanza dalla rampa di lancio di StarBase, e sistemare questo grave problema ha creato non pochi grattacapi agli ingegneri di SpaceX.

In questo articolo ci concentreremo quindi non tanto sulla tecnica del nuovo lanciatore europeo, che verrà analizzata nel futuro, quanto sulle strutture ground e sulla

logistica su cui si basano i suoi lanci. Il Centre Spatial Guyanais (CSG) si trova nelle vicinanze di Kourou, città del Dipartimento d’Oltremare della Guyana Francese. È attivo dal 1968 come spazioporto europeo: la posizione quasi equatoriale affacciata sull’oceano Atlantico favorisce i lanci grazie alla maggior velocità tangenziale rispetto a quella che si troverebbe lanciando dal territorio europeo. Infatti, oltre allo schiacciamento della Terra nelle sue estremità polari, la forma stessa del nostro pianeta fa sì che la distanza della superficie dall’asse di rotazione sia progressivamente minore, fino ad annullarsi ai poli.

Il centro è gestito dal CNES, l’agenzia spaziale francese, per conto dell’ESA, e comprende:

• L’area di arrivo, attraverso cui i materiali spediti dall’Europa accedono al sito;
• il Payload Preparation Complex, in francese Ensemble de Préparation Charge Utile (EPCU), dove tutto il carico pagante viene preparato ad essere lanciato;
• l’Upper Composite Integration Facility, una struttura dedicata per ogni tipo di veicolo. Infatti, presso il CSG avvengono anche i lanci del VEGA (il lanciatore leggero dell’ESA, prodotto dall’italiana AVIO), e della Soyuz russa.
• I siti di lancio dedicati ognuno per una delle tre tipologie, che comprendono il Launch Pad, la struttura di integrazione del veicolo, il centro di lancio e gli edifici di supporto
• Il Mission Control Centre, cioè il centro di controllo.

Negli aeroporti vicini possono atterrare gli aerei cargo più grandi del mondo, principalmente il Boeing 747F, il Beluga di Airbus (di cui abbiamo parlato qui) (link alla pagina da ripubblicare) e l’AN124. Per quanto riguarda i lanciatori, arrivano al CSG via mare. Il porto di Cayenne dista circa 85 km dal sito di lancio, e permette l’attracco alle più importanti navi da carico, oltre a disporre di spazi sicuri per lo stoccaggio dei materiali in attesa di essere messi in orbita. A tal proposito, Ariane 6 ha segnato un’evoluzione senza precedenti. Le parti del razzo vengono trasportate in Sudamerica dai siti di produzione europei grazie alla rivoluzionaria nave Canopee.

ArianeGroup, costruttrice del lanciatore, ha commissionato nel 2018 la costruzione di una nave ibrida, spinta non solo dai motori diesel ma anche dall’azione del vento. Un passo indietro che ha segnato al contrario una rivoluzione: la nave, infatti, dispone di 4 vele pieghevoli OceanWings progettate e costruite dalla francese Ayro. Ogni vela può raggiungere un’altezza di 37 m e una superficie di 363 m2, quando completamente dispiegate, contribuendo fino al 40% della propulsione della nave, in condizioni di vento ottimali. Il tutto si traduce in un risparmio di circa il 30% in termini di carburante consumato e quindi di gas inquinanti emessi in atmosfera.

Questa scelta è stata dettata anche dalla necessità di efficientare e decarbonizzare il settore dei trasporti: attualmente, circa il 90% delle merci compie gran parte del suo viaggio per via marittima, ma, pur contribuendo solo al 4% delle emissioni inquinanti dell’intero settore, la rapida crescita della richiesta ne sta provocando un’impennata. Le ultime previsioni delle Nazioni Unite indicano, nei prossimi 40 anni, una crescita del 250% delle merci trasportate via mare. Si è parlato di passo indietro dato che fino a poco più di due secoli fa tutto il comparto viaggiava solo in modalità eolica! Va comunque segnalato che questo tipo di soluzione ibrida era stato immaginato già dalla crisi petrolifera del ’79, a causa dei prezzi altissimi dei derivati del petrolio.

Parlando strettamente della nave, la Canopee è lunga 121 m è larga 22, con una stazza di 10700 tonnellate ed è stata costruita nei cantieri navali di Rotterdam. È gestita commercialmente da Alizès (che ha un accordo di 15 anni con l’ESA), joint venture tra Jifmar, una società conosciuta nel mondo per la sua competenza nella gestione delle flotte, e lo studio Zephyr.Boree, azienda leader nel trasporto a vela. Alla sua progettazione e realizzazione, soprattutto riguardo le vele, ha partecipato anche VPLP Design, uno studio di architettura navale impegnato da anni nel mondo delle regate oceaniche. Questa sinergia di enti privati, riferimenti nei loro settori di appartenenza, ha partorito una nave cargo molto particolare, di tipologia RollOn-RollOff (RORO): le operazioni di carico e scarico delle parti di Ariane 6 avvengono autonomamente, senza l’ausilio di gru, attraverso un sistema di rotaie.

Dopo che il lanciatore ha raggiunto “a pezzi” il CSG, si procede all’integrazione di tutto il sistema di lancio. Inizialmente, presso il Launcher Assembly Building, vengono integrati i due stadi principali, Lower e Upper. Il montaggio avviene in orizzontale per permettere una maggiore facilità di accesso ad aree che altrimenti si troverebbero anche a 40 metri di altezza, risparmiando tempo prezioso nella campagna di lancio. Intanto, presso il Final Assembly Building di Ariane 5 si sta procedendo ad incapsulare il payload all’interno del fairing, la struttura in materiale composito che fungerà da punta del razzo e che proteggerà il carico pagante fino allo spegnimento del motore del secondo stadio.

Le due parti vengono quindi trasportate grazie a speciali veicoli di terra fino al Launch Pad, dove avviene la magia: dei martinetti idraulici sollevano il corpo di Arane 6 fino alla posizione verticale, poi la gru del Mobile Gantry (struttura alta più di 90 metri e pesante circa 8200 tonnellate) innalza l’Upper Composite e lo integra in cima al lanciatore. Inoltre, qui vengono posizionati i booster laterali: l’ESA mette a disposizione dei suoi clienti 2 versioni del razzo, una con 2 booster ed una con 4, con differenti capacità di carico.

I gas esausti sprigionati dall’accensione dei propulsori sono gestiti direttamente sotto la rampa di lancio: una piastra di acciaio pesante circa 600 tonnellate funge da deflettore, inviando i gas dentro due enormi tunnel artificiali in cemento armato che fuoriescono lateralmente rispetto al lanciatore, permettendo un’efficace dissipazione del calore e del rumore. Tra le fonti è disponibile un video che ci fa rendere conto delle effettive dimensioni di questa gigantesca struttura.

Chiaramente, tutta la Launch Campaign è molto più complessa di quanto sembri: parte molti anni prima della data prestabilita per il lancio, infatti Ariane 6 ha già contratti per portare in orbita payload fino al 2029, e la sua riuscita è frutto di numerose revisioni, test, intoppi e ripensamenti. Per concludere, non bisogna dimenticare che l’ESA deve assicurare ai clienti prezzi bassi, per evitare che la storia di Ariane 6 venga schiacciata dalla feroce concorrenza delle compagnie private.

A CURA DI
Luigi Salvi

Fonti
https://www.arianespace.com/
https://pressmare.it/amp/it/comunicazione/press-mare/2023-09-04/canopee-la-prima-nave-cargo-ibridaspinta-dal-vento-73420
https://www.italiaoggi.it/amp/news/cargo-a-vela-1-viaggio-oceanico-con-a-bordo-parti-del-razzo-ariane-6-2590175
https://innovando.it/windwings-retrofitting-eolico-verso-un-mare-a-emissioni-zero/
https://www.arianespace.com/wp-content/uploads/2021/03/Mua-6_Issue-2_Revision-0_March-2021.pdf
https://www.globalscience.it/29760/completato-il-complesso-di-lancio-per-ariane-6/amp/
https://twitter.com/TrevorMahlmann/status/1676947577630064640