Nautilus-X. Lo Spazio Profondo è più vicino…

Intervista a Giuseppe De Chiara

Giuseppe De Chiara ha 43 anni e risiede a Napoli dove lavora presso Telespazio S.p.a. Programmi Scientifici. Attualmente ricopre l’incarico di Operations Leader per il Fluid Science Laboratory (FSL) ospitato nel modulo Columbus dell’ESA ed è System Engineer per il progetto IRENE dell’ASI.

Coelum – Dopo tanti anni di scarse idee e proposte irrealizzabili, ci troviamo di fronte ad una bella presentazione, non ti sembra?

De Chiara – Esaminando la storia dell’Astronautica, sin dagli albori sono stati profusi notevoli sforzi (ed anche inchiostro e matita) nel descrivere il possibile aspetto delle future, e talvolta futuribili, astronavi interplanetarie cercando di liberare, per quanto possibile, tale concetto dalle immagini edulcorate della fantascienza, specie quella “pulp” degli anni ’30 del secolo scorso.
In tal senso il primo propugnatore di veicoli spaziali interplanetari, non “aerodinamici” (nel senso che non interagiscono con le atmosfere planetarie ne al lancio ne al rientro) e modulari (ossia composte da moduli scomponibili ed eventualmente iterabili a piacimento per cui la configurazione che si ottiene è puramente funzionale ai fini della missione) è stato il grande scienziato tedesco Wherner von Braun, uno dei padri riconosciuti dell’Astronautica.
In una serie di articoli pubblicati sulla rivista americana “Collier’s” nel corso dei primi anni ’50 e splendidamente illustrati da Chesley Bonestell, von Braun introdusse efficacemente il tema dell’astronave interplanetaria “vera” ossia tecnicamente verosimile al grande pubblico. Da allora ad oggi è stato un susseguirsi di progetti, idee e modelli spesso visti anche nei film (come dimenticare l’impressionante e tuttora efficace “Discovery 1” del capolavoro di Kubrick “2001 Odissea nello Spazio”).
Fino ad oggi, appunto, nonostante il fiorire di idee, architetture e sistemi propulsivi nessuno dei design precedentemente esposti aveva avuto la forza, anche politica, di cristallizzarsi in una autentica proposta alla NASA o meglio “targata NASA”.

C – Cosa è cambiato oggi?

D – E’ cambiata sostanzialmente la situazione politica, o meglio il paradigma politico della proiezione americana nello Spazio. Dopo la decisione del Presidente Obama di cancellare l’ambizioso ed irrealizzabile programma “Constellation” fortemente voluto dal suo discusso predecessore, l’America ha cominciato ad interrogarsi sul suo futuro spaziale. Il risultato dell’azione di Obama è stato quello di spostare in avanti l’asse spaziale americano, lasciando l’accesso al LEO (e quindi alla ISS che pure resta in gran parte americana) ai privati e rilanciando l’idea che la NASA debba farsi portatrice di esplorazione piuttosto che di un mero servizio di trasporto, così come è accaduto negli ultimi anni.
Da qui la necessità di avere disponibile il design di una nave spaziale, di una vera nave spaziale si intende, non di una navetta trans-atmosferica che faccia la spola tra la superficie terrestre e l’orbita bassa quanto di un veicolo in grado di spostarsi efficacemente dall’orbita terrestre a quella di un altro corpo celeste, sia esso la Luna, Marte o altro.

C – L’impressione è che abbiano imboccato la via giusta.

D – Abbiamo già visto come in passato sono stati esposti (e spesso sovraesposti) design di possibili astronavi interplanetarie che, sia pur tecnicamente fattibili, non hanno raggiunto per vari motivi uno stadio di progetto almeno esecutivo (specialmente in Russia), in che cosa si deve differenziare un’astronave del XXI secolo per essere efficace?
La risposta, o meglio le risposte sono le seguenti:
Modularità
Tecnologia collaudata
Tecnologia innovativa

La modularità è la chiave di volta di tutto il progetto, in un sistema veramente modulare deve essere possibile cambiare uno o più elementi, in funzione delle necessità di missione, senza stravolgere la tecnologia di base del sistema, e tale considerazione deve essere applicata finanche alla propulsione. Quanto alla tecnologia deve essere allo stesso tempo affidabile ed innovativa e come coniugare queste due istanze a prima vista contraddittorie? La soluzione al problema gira attualmente sulle nostre teste a 400 Km di quota e si chiama Stazione Spaziale Internazionale, che è modulare e rappresenta un mix di vecchio e nuovo sempre suscettibile di future espansioni.

C – E chiaramente bisogna fare tesoro di ogni tipo di esperienza acquisita.

D – A questo punto abbiamo capito che il progetto di una futura astronave non può (e non deve) prescindere da quello della ISS. E qui veniamo alla proposta del Nautilus-X che per l’appunto raccoglie in maniera efficace tutte le istanze finora riportate.
Si tratta di un veicolo spaziale interplanetario costituito dei seguenti elementi architettonici:
Una truss centrale portante che sopporta tutti i carichi del sistema e che ospita anche le interfacce verso la zona equipaggio, portelli d’attracco per veicoli di servizio, camere di decompressione ed un centrale di comando e controllo, nonché sistemi di comunicazione e corto e lungo raggio, bracci manipolatori guidati in remoto, pannelli solari e radiatori per il controllo termico.
Una sezione equipaggio a sua volta composta da moduli gonfiabili divisi in un modulo toroidale a bassa gravità (ottenuta per rotazione lungo il proprio asse) e due moduli logistici cilindrici in condizione di microgravità.
Una sezione propulsiva che può ospitare sia motori a propellenti chimici che nucleari (tipo NERVA) o propulsioni innovative (tipo VASIMIR).

Come si può osservare si tratta di un design altamente modulare (e quindi suscettibile di evoluzione a seconda degli scenari di missione) che rappresenta un misto di tecnologia collaudata (la truss, pannelli solari, radiatori, braccia robotiche provenienti dalla ISS) e di tecnologia innovativa (i moduli gonfiabili che rappresentano il campo di esperienza della Bigelow Aerospace).

E’ chiaro che un veicolo spaziale del genere può essere “espanso” (semplicemente aggiungendo moduli pressurizzati gonfiabili) quasi a piacimento, semplicemente a patto di disporre di sufficiente massa di reazione e di un sistema propulsivo appropriato. Si può quindi facilmente prevedere un’intera “famiglia” di astronavi più o meno specializzate eppure condividenti la stessa configurazione tecnologica di base, con tutto quel che ne consegue sia dal punto di vista operativo che economico ed industriale.

C – Quindi potenzialmente lo consideri un buon punto di partenza?

D – Forse al neofita o al cosiddetto “uomo della strada” il design di Nautilus-X potrà apparire come una disomogenea panoplia di moduli accostati senza un ordine apparente. All’esperto, viceversa, racconta di come la ISS da “semplice” stazione spaziale abbia rappresentato il seme attraverso cui è germogliata, per così dire, l’astronave. Ovvero che scelte tecniche oramai remote (tanto che risalgono agli anni ’80 e ’90 del secolo scorso) si sono dimostrate valide al punto da essere riutilizzate per scopi diversi da quello della pura e semplice stazione spaziale.

D’altra parte è pur vero che, in fondo, un’astronave è null’altro che una stazione spaziale capace di muoversi ed in tal senso il Nautilus-X rappresenta senz’altro la versione “mobile” della ISS. Più in generale, aldilà del fatto che il Nautilus-X raggiunga o meno la fase costruttiva, si può tranquillamente affermare che rappresenta – ad oggi – il paradigma con cui i futuri progetti di astronavi interplanetarie dovranno raffrontarsi: ossia un veicolo altamente modulare, derivato dalla ISS ed integrante innovative istanze tecnologiche nel campo delle strutture pressurizzate e della propulsione.

Tutto il resto lo vedremo in futuro.