Il trionfo dell'acciaio: ecco perché il Super Heavy di SpaceX non ha bisogno di scudi termici
Vedere il gigantesco booster Super Heavy rientrare nell'atmosfera avvolto dal plasma senza alcuna protezione ceramica sembra una sfida impossibile alle leggi della fisica e della termodinamica. Per decenni di storia spaziale ci hanno insegnato che il calore estremo richiede scudi delicati e complessi, ma SpaceX ha scelto la via della resilienza e dell'acciaio inossidabile.
Probabilmente molti di noi hanno un'opinione errata, infatti il rientro non è un evento standard, ma un processo che muta radicalmente a seconda delle variabili in gioco. Infatti la Starship rientra dall'orbita a circa 28.000 chilometri orari, mentre il Super Heavy si separa molto prima, viaggiando a circa un quarto di quella velocità. Questo dettaglio è fondamentale perché il calore generato segue approssimativamente la legge del cubo della velocità.
Questa regola fisica implica che una differenza di velocità di tre o quattro volte si traduca in un carico termico da trenta a sessanta volte superiore per la Starship rispetto al suo booster. Il Super Heavy non sta quindi violando le leggi della fisica, ma sta semplicemente evitando il regime termico più estremo, quello dove l'aria compressa si trasforma in un plasma capace di vaporizzare quasi ogni materiale non protetto.
L'arte di rallentare nel vuoto
Oltre alla velocità minore, SpaceX utilizza una strategia di volo estremamente sofisticata. Invece di precipitare passivamente, il booster esegue un Boost Back Burn, ovvero un'accensione dei motori Raptor che annulla gran parte della sua velocità orizzontale mentre si trova ancora negli strati più rarefatti dell'atmosfera. Rallentando prima di incontrare l'aria densa, quando questa viene raggiunta, il booster è già significativamente più lento e l'impatto meno violento.
Inoltre, a differenza della Starship che espone la sua ampia superficie ventrale, il Super Heavy rientra con i motori rivolti in basso. Questa configurazione presenta al flusso d'aria una sezione trasversale ridotta e crea una zona di turbolenza, con onde d'urto caotiche intorno alla sezione dei motori. Sorprendentemente, questo caos aerodinamico aiuta a distribuire il calore in modo non uniforme, evitando che si concentri pericolosamente su un singolo punto vulnerabile della struttura.
Il trionfo dell'acciaio inossidabile
La scelta del materiale è l'aspetto più rivoluzionario dell'intero progetto. Per anni, l'industria aerospaziale ha criticato l'uso dell'acciaio inossidabile 304L, considerato inizialmente troppo pesante rispetto ai moderni compositi in carbonio. Tuttavia, l'acciaio possiede una straordinaria resistenza al calore. Mentre l'alluminio inizia a perdere forza strutturale già intorno ai 200°C, l'acciaio inossidabile mantiene la sua integrità fino a oltre 800-1000°C, con un punto di fusione che sfiora i 1500°C.
Questa capacità permette al Super Heavy di assorbire e irradiare il calore verso l'esterno senza la necessità di migliaia di fragili piastrelle ceramiche. In sostanza, il booster non cerca di bloccare il calore, ma lo accetta e lo gestisce grazie alla sua enorme inerzia termica dovuta a una massa di circa 270 tonnellate. È una scelta di ingegneria incredibilmente efficace.
Il raffreddamento che viene dall'interno
Tuttavia, nonostante la robustezza dell'acciaio, le temperature di picco potrebbero risultare fatali se non gestite attivamente. Qui entrano in gioco i motori Raptor, che funzionano come veri e propri sistemi di raffreddamento attivi.
Questo flusso assorbe l'energia termica prima che possa compromettere il metallo, trasformando il propellente avanzato in un gigantesco scudo termico interno. Il Super Heavy non è quindi un oggetto passivo che subisce il calore, ma una macchina che lo gestisce attivamente in ogni secondo della sua caduta verso la Terra.
Una nuova filosofia industriale
Il Super Heavy è stato progettato per poter tornare con evidenti segni di bruciatura e decolorazioni superficiali, che non compromettono la funzionalità della macchina. Questo rompe radicalmente con l'era dello Space Shuttle, in cui una singola piastrella danneggiata poteva tenere a terra l'intera flotta. Eliminando la necessità di ispezioni minuziose su migliaia di componenti delicati, SpaceX ha puntato tutto sulla resilienza industriale.
Prima il Falcon 9, poi il Super Heavy hanno stupito il mondo intero con la loro capacità di rientro preciso al cm nel luogo programmato. Il Falcon 9 con le proprie gambe, il Super Heavy addirittura su una propria rampa di atterraggio, con le aste Mechazilla ad attenderlo per sostenerlo e facilitarne un pronto riutilizzo.
Questo approccio permette cicli di utilizzo e revisione rapidissimi, potenzialmente di pochi giorni, trasformando il booster in un razzo riutilizzabile. Sostanzialmente il Super Heavy sopravvive al rientro non perché protetto da un guscio esterno, ma perché costruito per incassare il colpo.