Il giorno dopo aver rivelato il completamento del 200° stadio superiore Falcon e del motore Merlin Vacuum, SpaceX ha annunciato di aver recentemente terminato la costruzione del 200° motore Raptor aggiornato di Starship.
Starship – e Raptor, per estensione – deve ancora raggiungere l’orbita ed è probabilmente lontano anni dal graffiare la superficie del successo e dell’affidabilità accertati dello stadio superiore Falcon e MVac. Ma rispetto a MVac, Raptor è più complesso, più efficiente, più del doppio più potente, subisce molto più stress ed è tre volte più giovane.
E Raptor 2 non è la prima versione del motore. Prima che SpaceX spedisse il suo primo prototipo Raptor 2, ha prodotto 100 motori Raptor 1 tra l’inizio dei test su vasta scala nel febbraio 2018 e luglio 2021. Entro la fine del 2021 o l’inizio del 2022, quando Raptor 2 è subentrato, il numero totale di motori Raptor 1 prodotto probabilmente ha raggiunto tra 125 e 150 – impressionante ma pallido rispetto alle ambizioni di Raptor 2 di SpaceX.
Se 200 veicoli Falcon del secondo stadio e motori Merlin Vacuum non ti bastassero, il team Raptor ha recentemente completato il 200° motore Raptor 2! pic.twitter.com/r6tsumKMik
— SpaceX (@SpaceX) 4 novembre 2022
Fin dall’inizio, lo scopo di Raptor 2 era quello di rendere i futuri Raptor più facili, veloci ed economici da produrre. L’obiettivo finale è ridurre il costo della produzione di Raptor 2 a $ 1000 per tonnellata di spinta, o $ 230.000 all’attuale obiettivo di Raptor 2 di 230 tonnellate (~ 510.000 lbf) di spinta. A metà del 2019, Musk ha riferito che ogni primo prototipo di Raptor 1 costava “Di più” di $ 2 milioni per quello che si rivelerebbe essere 185 tonnellate di spinta (~ $ 11.000 per tonnellata). Non è chiaro se ciò sia mai cambiato in modo apprezzabile.
In risposta, SpaceX ha cercato di rendere Raptor 2 più semplice ove possibile, rimuovendo gran parte del labirinto di impianti idraulici primari, secondari e terziari. Nel 2022, il CEO Elon Musk ha confermato che SpaceX aveva persino rimosso un complesso sistema di accensione della torcia per la camera di combustione principale di Raptor 2. Tutta questa semplificazione ha reso Raptor 2 molto più facile da costruire in teoria e le cifre di produzione di SpaceX hanno più che confermato quella teoria. Nonostante queste semplificazioni, SpaceX è stato anche in grado di aumentare la spinta di Raptor 2 del 25% sacrificando solo l’1% dell’efficienza di Raptor 1.
Uno degli ultimi Raptor 1 contro uno dei primi Raptor 2. (SpazioX)
A partire dalla sua prima consegna nel febbraio 2018, SpaceX ha prodotto i primi 100 motori Raptor 1 in circa 36 mesi. Nei primi 11-12 mesi di produzione di Raptor 2, SpaceX ha consegnato 200 motori. Ciò si traduce in almeno sei volte il throughput medio, ma la cifra reale è ancora più alta. Nel giugno 2019, Musk ha dichiarato che SpaceX stava “mirando [to build a Raptor] motore ogni 12 ore entro la fine dell’anno. Come di solito accade, ci volle molto più tempo per realizzare quei progressi. Ma nell’ottobre 2022, un alto funzionario del programma Artemis della NASA rivelato che SpaceX ha recentemente ottenuto una produzione sostenuta di un motore Raptor 2 al giorno per un’intera settimana.
Una velocità così elevata, che probabilmente rende Raptor uno dei motori a razzo di classe orbitale più veloci prodotti nella storia, è necessaria perché il razzo Starship di prossima generazione di SpaceX ha bisogno di un’enorme quantità di motori. Lo stadio superiore della Starship attualmente richiede tre Raptor ottimizzati per il livello del mare e tre Raptor ottimizzati per il vuoto, e SpaceX ha in programma di aumentarlo a nove motori in totale. Il booster Super Heavy di Starship è alimentato da 33 Raptor a livello del mare.
Booster 7 e Ship 24 sfoggiano un unico set di 39 Raptor. (SpazioX)
Le versioni di classe orbitale di Starship e Super Heavy non hanno mai volato, per non parlare di un recupero o riutilizzo riuscito, quindi SpaceX deve operare partendo dal presupposto che ogni volo di prova orbitale consumerà 39 Raptor. Anche dopo che il riutilizzo dei booster super pesanti o delle astronavi diventa possibile, riducendo notevolmente la domanda di Raptor, SpaceX vuole produrre una flotta di centinaia o addirittura migliaia di astronavi e un numero altrettanto enorme di booster. Per equipaggiare quell’enorme flotta, SpaceX dovrebbe produrre in serie motori Raptor di classe orbitale su una scala che non è mai stata tentata.
Ma probabilmente passeranno anni, se non un decennio o più, prima che SpaceX sia in grado di tentare di creare quella mega flotta. Se i motori Raptor 2 che SpaceX sta già costruendo sono modestamente affidabili e riutilizzabili e non occorrono più di 5-10 voli di prova orbitali per iniziare a riutilizzare astronavi e booster super pesanti, un tasso di produzione di un motore al giorno è probabilmente abbastanza buono per supportare nei prossimi anni una domanda realistica di motori.
Il primo tentativo di lancio orbitale dell’astronave di SpaceX potrebbe avvenire già nel dicembre 2022, sebbene sia più probabile il primo trimestre del 2023. SpaceX attualmente ha il permesso per un massimo di cinque lanci orbitali di navi stellari all’anno dalle sue strutture Starbase, in Texas, e probabilmente cercherà di trarne pieno vantaggio con diversi voli di prova consecutivi in un periodo di 6-12 mesi.
SpaceX spedisce il 200° motore Raptor aggiornato di Starship
