Starship: successo o fallimento? Cerchiamo di capirci qualcosa

Le ceneri della Starship (articolo qui) sono ancora calde quando vedo il primo messaggio del Direttore.

Seguono a ruota svariati messaggi di amici e conoscenti che mi chiedono tutti la stessa cosa: è stato un successo o un fallimento?

Sono lampanti due cose: la prima è che ho chiaramente alzato troppo l’aspettativa nei mei confronti, la seconda è che l’argomento è dannatamente popolare. E infatti un’ora dopo ricevo un vocale del Direttore talmente lungo che mi aspettavo da un momento all’altro: “Interrompo e riparto”. Lorenzo ha già percepito un fenomeno di immediata polarizzazione sull’argomento Starship, al livello di Guelfi e Ghibellini, bianco e nero come dice lui. Nessuno spazio per i grigi. Infatti se un po’ avete imparato a conoscerlo avrete capito che soffre molto le analisi superficiali, la mancanza di ascolto e l’arroganza di certi personaggi in rete, ma questo è un discorso che lascio a lui.

Io invece voglio provare a rispondere alla domanda che tutti ci stiamo facendo: come dobbiamo valutare sto benedetto lancio di prova di Starship? Oppure, parafrasando la citazione di Guelfi e Ghibellini: hanno ragione i successisti o i fallimentisti? Non credo di avere tutte le competenze per valutare l’argomento, ma se un giornalista può dire la sua su una macchina che non sa costruire, forse posso provare a fare altrettanto per un razzo.

Vorrei scrivere 30 righe solo per esaltare la bellezza della Starship di acciaio ghiacciato dal carburante criogenico (AISI 304L per chi ha le nonne che hanno letto l’articolo), ma sarà per un’altra volta. Iniziamo analizzando i dati pubblici e oggettivi.

Partiamo dal piano di volo come riportato a suo tempo sul sito di Space X con la dicitura evocativa delle aspettative:

“FLIGHT TEST TIMELINE | BEST CASE SCENARIO”

La tabella sopra è un’elaborazione dell’originale presa da Wikipedia e ho verificato che i punti salienti siano giusti.

Quello che ci interessa ricordare in questa fase è che l’obiettivo finale, per quanto “best case scenario”  era un volo sub-orbitale con ammaraggio alle Hawaii e che evidentemente le cose sono terminate molto prima del previsto dato che il volo, invece dei 90 minuti previsti, ne dura meno di 4 (3′:58″) con un doppio botto o, per usare le parole di Elon, un rapid unscheduled disassembly (supercazzola servita).

Lift off

Dei 33 motori 3 presentano da subito problemi, non è chiaro se non siano partiti o si siano spenti subito, dall’immagine (orgasmica) qui sotto sembra che all’inizio funzionassero tutti.

Non un grosso problema all’inizio, vista l’ampia riserva di potenza e la contingency nei parametri di progetto, ma sicuramente non un buon auspicio. I Raptor 2 sono macchine discretamente collaudate e sono già stati effettuati svariati test di accensione in passato, almeno in quella fase era legittimo non aspettarsi troppi problemi. Detto questo, vediamo i 120 m del bestione di acciaio alzarsi comunque dal pad in una gigantesca nube di polvere, fuoco e goduria.

Là dentro ci sono 66 TURBOPOMPE che stanno facendo del loro meglio per alzare la nostra libidine, facendoci urlare davanti al monitor come non si vedeva dai tempi di Valentino Rossi al sorpasso fuoristrada al Cavatappi. La Starship lascia dietro di sé una profonda buca nel cemento sottostante e distrugge molti dei servizi accessori come le linee di alimentazione. I detriti di cemento colpiscono i serbatoi limitrofi e sono scagliati a centinaia di metri.

Siamo anni luce dai pad di lancio con trincea ed ettolitri d’acqua di Cape Kennedy e qui potrebbe risiedere il principale errore di Space X.

Secondo Tim Dodd (Everyday Astronaut) che, ricordiamolo, ha vinto un viaggio su questo mostro, c’è la possibilità che pezzi di cemento scagliati in giro dal pad possano avere colpito i motori (foto più avanti).

In qualche modo il leviatano di acciaio Aisi 304L libera la torre e da subito inizia a manovrare inclinandosi correttamente per la salita. La situazione appare sotto controllo.

Ascensione

Starship accelera rapidamente ma lascia saltuariamente lunghe fumate verdi che già abbiamo imparato a riconoscere come dei flame out dei Raptor 2. Dalla telemetria di Space X e dalle immagini diviene presto chiaro che il numero di motori persi sta incrementando, gli osservatori sembrano convergere sul fatto che ne sono mancati almeno 8 prima della fine.

8 su 33 è chiaramente un numero non positivo e voglio sottolineare questo aspetto.

La tecnologia dei motori di Space X è sempre stata al top dell’affidabilità, cosa non ha funzionato quindi?

Compromessi sulla qualità e la produzione in serie? Oppure ci sono stati interazioni non previste mentre erano tutti accesi?

Come visto prima, c’è la possibilità concreta (dall’inglese “concrete” 😉 ) che pezzi del pad abbiano colpito i motori danneggiandoli, nella foto sotto sembra mancare l’intera campana di scarico per quelli spenti!

Si arriva comunque si arriva a MAX Q (il momento che fu fatale al Challenger)e il punto di massimo stress viene superato. Intorno a i 2′:40″ il razzo inizia a compiere un’ “inversione”. Il telecronista di Space X dice testualmente “Beginning the flip for stage separation”.

Ed è qui che a me diverse cose non sono tornate:

• Dal piano di volo che ho allegato sopra il “flip” dovrebbe farlo solo il booster per rientrare DOPO la separazione.
• La logica (elementare) suggerisce che Starship dovrebbe continuare il suo percorso senza acrobazie
• Considerato il numero di motori persi, la fase di burn avrebbe dovuto durare qualcosina in più e non in meno.
• Siamo ancora troppo bassi

Assumiamo quindi che il commentatore abbia dato per eseguito lo sgancio, cosa che invece non è avvenuta. In pochi secondi l’intero stack inizia a ruotare senza controllo e si avvita in una serie di flip. Da terra iniziano a scaricare carburante e prima dei 4 minuti vengono inviati in rapida sequenza i comandi di autodistruzione per il booster e poi per la Starship. Quest’ultima fa un botto un filo più grande perché chiaramente più carica di carburante.

E questo ci porta, per quanto mi riguarda, alla domanda principale: è nato prima l’uovo o la gallina? O se preferite: la perdita di assetto è dovuta al mancato sgancio o il mancato sgancio è dovuto alla perdita di assetto?

La ragione ufficiale viene in genere individuata nella prima opzione, ma diverse fonti indicano che il problema nasce dalla perdita di assetto dovuta ai motori spenti. Questo è lo schema dei motori persi al momento incriminato secondo lo youtuber Alpha Tech:

Notate come effettivamente 6 di questi siano tutti concentrati in un semicerchio dal 27 al 18. Io credo sia ragionevole pensare che i 13 motori orientabili al centro non siano più riusciti a compensare la perdita di potenza asimmetrica e che la perdita di assetto sia quindi precedente ai problemi di sgancio dello stadio. Questo fa scopa anche con la tempistica per la quale con motori mancanti il booster avrebbe dovuto operare più di 2’52” e non meno.

Conclusioni

SpaceX è ufficialmente soddisfatta, il grosso degli analisti è con loro, hanno ragione? Per rispondere serve prima capire una cosa fondamentale: SpaceX usa di fatto una metodologia Agile, una scuola di pensiero nata nel software (Elon arriva da lì) che semplificando (TANTO) si basa su prototipi che vengono di volta in volta adattati per correggere il tiro, in gergo si parla di trial and error. La prova è che quella di ieri era la Starship 24 con il booster nr. 7. VENTIQUATTRO e SETTE.

E sono in costruzione già fino alla 34 e al 16.

Questo approccio è l’esatto opposto della metodologia lineare (o “waterfall”) usata dalla NASA dove tutto viene pianificato in anticipo e quando si gira l’interruttore le cose devono funzionare al primo colpo nei test integrati. I test si fanno, ma sono “unit test”, lo stack completo è già un prova generale. Trovate qualche spunto in questo articolo con la sequenza dei lanci del SATURN V (che non è mai esploso). Nel tempo in cui la NASA costruisce 1 Artemis, Elon assembla 10 prototipi di Starship completi, con costi che sono ragionevolmente persino inferiori di un decimo. Quando Elon dice che è un test e che non importa se va male, non mente, questo fa parte del metodo che si è scelto da subito. Non ha senso contestarlo su questo.

A mio parere è evocativa un’intervista in cui l’abbiamo sentito dire “…il successo è solo uno dei possibili risultati”. Trarre conclusioni senza entrare in questa logica è affrettato. Andiamo infatti a ragionare su cosa Starship ha portato a casa dal test:

Cose buone:

• Non è esplosa sulla rampa
• È salita in rotta stabilmente anche con diversi motori mancanti
• Ha superato Max Q (e ben di peggio)
• 4′ minuti di telemetria di 33 motori completa
• 4′ di telemetria navigazione per gestire in futuro anche forti asimmetrie di spinta
• 8 flame out sui cui indagare per prevenirli
• La consapevolezza di una resistenza strutturale pazzesca, abbiamo letteralmente assistito a giravolte di un oggetto di 120 m.
• Il Flight Termination System ha funzionato

Cose brutte:

L’errore sul pad senza trincea e raffreddamento è stato catastrofico. La stessa Space X l’ha ammesso mentre scrivevo questo articolo.

Ci sono danni al pad e aree limitrofe, qui ci sarà da ricostruire molto e perdere del tempo; un conto è fare prototipi, un altro è distruggere le infrastrutture. Se poi fosse confermato che detriti del pad hanno fatto fuori i motori mancanti, allora sarebbe stato un errore COLOSSALE, anche considerato che alla NASA non dovevano essere del tutto suonati per costruire quei pad assurdi indistruttibili e l’esempio di cosa fare c’era.

A questo si aggiunge:

• Danno d’immagine e possibile perdita di fondi
• Manca il test di separazione
• Manca il test di rientro del gigantesco booster
• Manca il test di manovra orbitale della Starship
• Manca il test di rientro della Starship da quota orbitale (che invece si raddrizza e atterra è stato provato)

Insomma successista o fallimentista? Guelfo o ghibellino? A mio parere qui esistono due risposte.

La prima è quella che possiamo dare noi ed è di una semplicità disarmante:

Il successo o il fallimento non saranno decretati da QUESTO lancio, ma dal prossimo, o meglio ancora dai prossimi due o tre. Solo un successo di uno di questi lanci potrà confermare che le lezioni di QUESTO test siano valse tutti i costi (di tutti i tipi) sostenuti.

Come dire, stiamo giudicando una partita sul 2-0 per la squadra avversaria, ma c’è ancora il secondo tempo da giocare. L’altra risposta è quella che ci dà Elon con questa faccia qui:

Pochi frame dopo questa immagine allarga un sorriso di circostanza, ma di certo questa non è la faccia di uno soddisfatto. Per me è chiaro che non solo la speranza, ma proprio l’aspettativa era più alta.

Update 26/10: recentemente è divenuta una foto fatta tra l’esplosione del booster e quella della Starship.

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