Quando si parla di programma Artemis, il nome che ricorre più spesso è SLS — Space Launch System. Ma cos'è davvero? Un razzo è certamente la risposta più immediata. Ma sarebbe riduttivo: lo SLS è un sistema di lancio integrato, composto da elementi distinti e complementari, ognuno con un ruolo preciso e insostituibile. In questo secondo episodio della nostra playlist Artemis, analizziamo la sua architettura dall'interno.
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01 Cos'è Davvero il Sistema SLS?
Lo Space Launch System (SLS) è il vettore di lancio pesante sviluppato dalla NASA per il programma Artemis. Non è semplicemente un razzo: è un sistema di lancio spaziale integrato che comprende più elementi — ognuno progettato, costruito e testato separatamente, poi integrato in un unico veicolo capace di portare esseri umani oltre l'orbita terrestre bassa per la prima volta dal 1972.
Prima ancora di parlare della missione, di come si è sviluppata e dei suoi obiettivi, è fondamentale capire da cosa è composto questo sistema. Quali sono i suoi elementi distintivi? Quale funzione svolge ciascuno? Perché la NASA ha scelto questa architettura e non altre?
- Core Stage — lo stadio centrale, il corpo principale del razzo
- Solid Rocket Boosters (SRB) — i due booster solidi laterali
- Upper Stage (ICPS) — lo stadio superiore per la spinta verso la Luna
- Capsula Orion + Launch Abort System — il veicolo con equipaggio
02 Il Core Stage: Il Cuore del Razzo
Il Core Stage è lo stadio centrale dell'SLS: quella lunga struttura cilindrica color arancio/beige che vediamo nelle immagini di assemblaggio. È costruito principalmente da Boeing nello stabilimento di Michoud Assembly Facility (MAF) a New Orleans, Louisiana — lo stesso impianto dove venivano costruiti i serbatoi del vecchio Space Shuttle.
La sua funzione è essenziale: contenere il propellente liquido (idrogeno liquido e ossigeno liquido) e ospitare i quattro motori RS-25 che generano la spinta principale al decollo.
Il Core Stage è realizzato in lega di alluminio-litio, un materiale più leggero dell'alluminio tradizionale ma altrettanto resistente. Le pareti dei serbatoi sono lavorate con una tecnica chiamata friction stir welding — saldatura per attrito — che consente giunzioni ad altissima precisione senza fondere il materiale. Il risultato è una struttura straordinariamente leggera, eppure capace di reggere le sollecitazioni termiche e meccaniche del lancio.
Il Core Stage contiene 730.000 litri di propellente criogenico: ossigeno liquido a −183 °C e idrogeno liquido a −253 °C (solo 20 gradi sopra lo zero assoluto). Questi propellenti, una volta iniettati nelle camere di combustione degli RS-25, reagiscono producendo acqua — sì, H₂O — ma con un'energia liberata devastante. È la combinazione più efficiente in termini di impulso specifico tra tutti i propellenti liquidi disponibili.
03 I Motori RS-25: La Tecnologia dello Space Shuttle Torna in Volo
Al fondo del Core Stage troviamo quattro motori RS-25, sviluppati da Aerojet Rocketdyne. Per chi conosce la storia dello Space Shuttle, questi motori non sono una novità: sono gli stessi SSME (Space Shuttle Main Engine) che hanno portato in orbita lo Shuttle per 30 anni e 135 missioni.
La NASA ha recuperato, revisionato e adattato gli RS-25 delle missioni Shuttle per l'SLS — una scelta che ha permesso di risparmiare enormi risorse di sviluppo, sfruttando al tempo stesso una tecnologia già ampiamente collaudata. Un esempio concreto di heritage engineering: l'ingegneria che valorizza il passato per costruire il futuro.
- Produttore: Aerojet Rocketdyne
- Propellenti: Idrogeno liquido (LH₂) + Ossigeno liquido (LOX)
- Spinta al decollo (singolo motore): ~2.090 kN (≈ 213 tf) nel vuoto
- Spinta dei 4 motori combinati: ~8.800 kN
- Impulso specifico (Isp) nel vuoto: 452,3 s — tra i più alti mai raggiunti
- Rapporto spinta/peso: 73,1 : 1
- Ciclo termodinamico: staged combustion a ciclo chiuso
- Throttling: regolabile tra il 67% e il 109% della spinta nominale
Un dettaglio tecnico che vale la pena sottolineare: gli RS-25 per l'SLS operano al 109% della spinta nominale — un regime più alto rispetto a quanto facevano sullo Shuttle. Questo è possibile grazie a miglioramenti nell'avionica di controllo e nei materiali, ma comporta che ogni motore sia essenzialmente "consumato" dopo ogni missione. A differenza di quanto accadeva sullo Shuttle (dove i motori venivano recuperati e riutilizzati), per l'SLS ogni Core Stage — e i suoi quattro RS-25 — è un componente a perdere.
L'SLS deve portare in orbita lunare un sistema più pesante di qualsiasi Shuttle. La capsula Orion con il modulo di servizio ESA pesa circa 26 tonnellate — ben più del carico tipico dello Shuttle. Per raggiungere la velocità di fuga dalla Terra e instradarsi verso la Luna, ogni kN di spinta conta. Il compromesso accettato è rinunciare alla riusabilità dei motori in favore della performance massima.
04 I Booster Solidi: La Spinta dei Primi Due Minuti
Ai lati del Core Stage troviamo i due Solid Rocket Boosters (SRB), costruiti da Northrop Grumman. Anche in questo caso, la NASA ha attinto alla tradizione: questi booster derivano direttamente dai booster a propellente solido dello Space Shuttle, ma con una sezione aggiuntiva rispetto alla versione originale — 5 segmenti invece di 4 — che ne aumenta la capacità propulsiva.
I booster solidi intervengono esclusivamente nella fase iniziale del lancio: si accendono insieme ai quattro RS-25 al momento del decollo e rimangono attivi per circa 2 minuti. In questo breve lasso di tempo, contribuiscono con oltre il 75% della spinta totale del sistema — la parte più critica e più energivora dell'intera missione, quella in cui l'SLS deve vincere la gravità terrestre e penetrare l'atmosfera.
Dopo i 2 minuti, i booster si separano dal Core Stage a un'altitudine di circa 45 km e cadono nell'Oceano Atlantico. A differenza dello Shuttle, per Artemis non è previsto il recupero e la revisione dei booster: anche questi sono componenti a perdere.
I motori a propellente solido non si possono spegnere una volta accesi, ma offrono una spinta enorme, affidabile e immediata — ideale per la fase di decollo. I motori a propellente liquido (RS-25) sono invece controllabili, con throttle variabile, e offrono un impulso specifico superiore — ideali per la fase di accelerazione verso l'orbita. La combinazione dei due sistemi sfrutta i vantaggi di entrambi: forza bruta immediata + efficienza prolungata.
05 L'ICPS: Lo Stadio che Lancia Verso la Luna
Una volta che il Core Stage ha esaurito il propellente e portato il sistema in orbita terrestre, è il momento dell'ICPS — Interim Cryogenic Propulsion Stage. Questo componente, posizionato sopra il Core Stage e sotto la capsula Orion, ha un compito preciso e fondamentale: eseguire la Trans-Lunar Injection (TLI), ovvero la manovra che accelera Orion fino alla velocità necessaria per lasciare l'orbita terrestre e dirigersi verso la Luna.
L'ICPS è basato sullo stadio superiore Delta IV Upper Stage della United Launch Alliance, adattato per le missioni Artemis. Utilizza un singolo motore RL-10B-2, che brucia anch'esso idrogeno e ossigeno liquido, con un impulso specifico nel vuoto di circa 462 s — il valore più alto tra i motori a propellente liquido attualmente in uso per missioni umane.
- T-0 — Decollo: accensione simultanea dei 4 RS-25 e dei 2 SRB. Spinta totale: ~3.600 t
- T+2 min — Separazione booster: i booster si staccano a ~45 km di quota dopo aver esaurito il propellente
- T+8 min — MECO: Main Engine Cut-Off, i 4 RS-25 si spengono. Il Core Stage si separa e cade nell'Oceano Atlantico
- T+~30 min — TLI: l'ICPS accende il suo motore RL-10 e spinge Orion oltre i 10,8 km/s necessari per raggiungere la Luna
- T+3 giorni — Arrivo in orbita lunare: inserimento in Distant Retrograde Orbit (DRO) o traiettoria libera
06 La Capsula Orion e il Launch Abort System
In cima all'intera struttura si trova la capsula Orion, il veicolo che ospita l'equipaggio. Sviluppata da Lockheed Martin con il contributo di 19 paesi (tra cui l'Italia tramite Thales Alenia Space per i pannelli solari del modulo di servizio ESA), Orion è progettata per ospitare fino a 4 astronauti nelle missioni lunari.
Immediatamente sopra la capsula Orion c'è il Launch Abort System (LAS): una piccola struttura a torre dotata di tre motori a propellente solido. La sua funzione è esclusivamente di emergenza: in caso di anomalia critica durante il lancio o nelle prime fasi di volo, il LAS si attiva in meno di 500 millisecondi e strappa via la capsula Orion dal razzo, portando in salvo l'equipaggio lontano dalla zona di pericolo.
Collegato direttamente alla capsula Orion, il European Service Module (ESM) è costruito dall'Agenzia Spaziale Europea (ESA) con Airbus come prime contractor. Fornisce propulsione, energia elettrica (tramite 4 pannelli solari da 7 m ciascuno), acqua, ossigeno e controllo termico per l'intera missione lunare. È il primo contributo europeo a una missione spaziale con equipaggio umano verso la Luna — e l'Italia ha un ruolo di rilievo grazie a Thales Alenia Space e Leonardo.
07 Le Versioni dell'SLS: Block 1, Block 1B e Block 2
L'SLS non è un sistema statico: la NASA lo ha progettato per evolvere nel tempo, con versioni progressivamente più potenti e versatili. Attualmente esistono tre configurazioni previste:
- SLS Block 1 — la versione attuale, usata per Artemis I e II. Payload verso la Luna: ~27 tonnellate. Upper stage: ICPS (RL-10). Altezza totale con Orion: 98 metri.
- SLS Block 1B — versione intermedia con nuovo upper stage EUS (Exploration Upper Stage), 4 motori RL-10. Prevista per Artemis IV. Payload verso la Luna: ~38 tonnellate.
- SLS Block 2 — versione finale con booster avanzati (Advanced Boosters). Payload verso la Luna: oltre 46 tonnellate. Sarà la versione per le missioni verso Marte.
Il Saturn V che portò Apollo sulla Luna aveva una spinta al decollo di ~3.400 t. L'SLS Block 1 raggiunge i ~3.600 t — leggermente superiore. Il Block 2, con i booster avanzati, punta a superare i 4.000 t di spinta, rendendo l'SLS il sistema di lancio più potente della storia dell'umanità. Per confronto, il Falcon Heavy di SpaceX arriva a ~1.700 t — meno della metà.
08 Conclusioni: Un Sistema, Non Solo un Razzo
Dopo questa analisi, risulta evidente perché definire lo SLS semplicemente "un razzo" sarebbe riduttivo. È un ecosistema ingegneristico: Core Stage con propellenti criogenici, quattro RS-25 eredità dello Shuttle, due booster solidi da 5 segmenti, uno stadio superiore ICPS per la traiettoria lunare, la capsula Orion con il modulo di servizio europeo, e un sistema di abort per la sicurezza dell'equipaggio.
Ogni componente è il frutto di decenni di ricerca, test, fallimenti e apprendimenti. L'SLS porta con sé la storia di tutto ciò che l'umanità ha imparato a fare nello spazio — e la proietta verso il futuro. Non stiamo solo costruendo un razzo: stiamo costruendo l'infrastruttura dell'esplorazione del sistema solare.
Nel prossimo episodio parleremo della capsula Orion nel dettaglio: com'è fatta, quali sistemi ospita, come garantisce la sopravvivenza dell'equipaggio nel profondo spazio — e perché è probabilmente il veicolo spaziale più sicuro mai costruito per missioni umane oltre l'orbita terrestre.
«Lo SLS non è solo il razzo più potente mai costruito. È la promessa che l'umanità non si ferma — che continuiamo a spingere i confini, un sistema complesso alla volta, un lancio alla volta.»
— Ing. Corrado De Leo
