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Il direttore del Center for Near Space (CNS) e vicepresidente dell’Italian Institute for the Future Gennaro Russo presenterà il 15 e 16 marzo a Torino i progetti di ricerca del CNS OrbiTecture e Hyplane, nell’ambito del Workshop sulla Commercializzazione e l’Utilizzo di Tecnologie di Esplorazione Spaziale organizzato presso l’ALTEC dal consorzio NEREUS, la rete delle regioni europee che impiegano tecnologie spaziali. Il workshop ha l’obiettivo di identificare idee di business di successo e concept innovativi che dimostrino i benefici dell’utilizzo e della commercializzazione delle ricadute dell’esplorazione spaziale, promuovendo partnership tra aziende, università e industria nonché tra le diverse nazioni europee della rete per creare un ambiente sano e competitivo per l’industria Space 4.0.

Hyplane è il concept di un sistema di trasporto ipersonico sviluppato da Trans-Tech e dal Dipartimento di Ingegneria Industriale dell’Università Federico II, nell’ambito del progetto NearSpaceExplo del CNS. Il velivolo è concepito per rispondere alle esigenze del turismo spaziale e per trasporto commerciale a velocità ipersoniche. Può ospitare sei a passeggeri ed è in grado di raggiungere una velocità di picco di Mach 4,5. Secondo il business plan sviluppato, il costo per velivolo oscillerà intorno agli 80 milioni di euro per una vendita di oltre 110 velivoli nel ciclo di vita di vent’anni. L’obiettivo è abbattere in tal modo i costi di accesso privato allo spazio a circa 50.000 € a persona (contro gli oltre 250.000 $/pers offerti oggi da Virgin Galactic) e favorire la commercializzazione dell’orbita terrestre e la sua apertura a un numero crescente di persone, in linea con le finalità del CNS.

OrbiTecture – contrazione di Orbital Architecture – è un neologismo coniato dal CNS per sottolineare che la progettazione degli habitat spaziali dei prossimi decenni dovrà essere estremamente multidisciplinare e rispondere a requisiti di vivibilità ben superiori a quelli offerti dalla ISS. In tal senso, il CNS ha elaborato un concept di uno SpaceHub orbitale come nodo di interscambio nell’ambito della possibile città cislunare prevedibile entro i cento anni dal primo passo dell’Uomo fuori dalla Terra (come il Deep Space Gateway proposto da NASA e Roscosmos).  Studiato in collaborazione con lo Studio Pica Ciamarra Associati, lo SpaceHub ha un concept planetomorfico in grado di simulare nei suoi due anelli la gravità lunare e quella marziana per il training degli astronauti nelle missioni nello spazio profondo, e può ospitare fino a cento persone, prevedendo anche spazi per finalità turistiche e di intrattenimento. Il concept completo è prelevabile gratuitamente sul sito dell’Italian Institute for the Future.

Le ultime settimane hanno rappresentato per l’Italia un periodo fertile  per quanto riguarda l’accesso allo spazio su base commerciale. Per partire dalla fine, solo qualche giorno fa è stato firmato a Roma il Memorandum of Cooperation tra la statunitense Federal Aviation Administration (FAA), l’Ente Nazionale per l’Aviazione Civile (ENAC) e l’Agenzia Spaziale Italiana (ASI) sul “COMMERCIAL SPACE TRANSPORTATION”. In realtà, si tratta della rivisitazione di un analogo accordo firmato due anni fa tra FAA e ENAC ed ora esteso all’ASI. Obiettivo è lo studio comune delle problematiche tecniche, operative e normative per realizzare in Italia voli suborbitali fino alla cosiddetta Linea di Karman a 100 km di quota. Con questo Memorandum, l’Italia si consolida primo paese europeo ad imbarcarsi sulla strada dell’accesso commerciale allo spazio.

A questo accordo è collegato un altro accordo tra ENAC e Aeronautica Militare (AM) per gli studi  operativi connessi. Se l’ENAC ha costituito un gruppo di lavoro per sviscerare le problematiche relative all’adozione di adeguate normative, l’AM sta studiando la gestione delle traiettorie di accesso alla suborbita ricercando anche possibili siti a terra, meglio noti come spazioporti (adibiti al vero e proprio trasporto spaziale). Tenuto conto che gli aspetti di sicurezza giocano il ruolo principale in questa partita, emerge gioco forza che l’area del Tirreno appare di principio la più idonea, ma anche quella dello Ionio non è da meno.

Su altro fronte e stavolta tutto nazionale, il Centro Studi Militari Aeronautici Giulio Douhet (CESMA) dell’Associazione Arma Aeronautica ha organizzato e condotto per oltre un anno e mezzo un gruppo di lavoro sul volo ipersonico suborbitale a cui hanno partecipato università, centri ricerca, industrie grandi e piccole, distretti aerospaziali, associazioni. I risultati dello studio sono stati ufficialmente presentati presso la Presidenza del Consiglio dei Ministri, raccogliendo consensi e grande sensibilità politica all’ampiezza degli stakeholder partecipanti. Tali risultati possono riassumersi nei seguenti punti: (i) il volo a basso-ipersonico (Mach 4-5) di un velivolo di piccole dimensioni è ragionevolmente possibile in tempi brevi se si esclude di accedere all’orbita, (ii) le tecnologie abilitanti sono sostanzialmente disponibili, (iii) l’Italia ha diverse di queste tecnologie e può giocare un ruolo primario in uno sviluppo internazionale nel settore, (iv) possibili spazioporti sono da ricercarsi tra le regioni Puglia (Grottaglie), Campania (Grazzanise), Sardegna (Decimomannu, Tortolì), con la coppia Grazzanise-Tortolì particolarmente attraente per sicurezza dato che entrambi gli aeroporti di trovano di fatto sul Tirreno.

La settimana scorsa infine si è tenuto il 2nd International Symposium on “Hypersonic Flight: from 100,000 to 400,000 ft” presso la Biblioteca Centrale Nazionale a Roma. Durante l’evento sono stati presentati e dibattuti i vari temi chiave della materia, dalle normative agli aspetti tecnici e a quelli di mercato, toccando anche le analisi di business. Alla presenza e con il coinvolgimento di rappresentanti delle agenzie spaziali americana NASA, europea ESA, giapponese JAXA, tedesca DLR ed italiana ASI, alla presenza di grandi industrie come la Thales Alenia Space Italia e MBDA, di centri di Ricerca come il CIRA e di diverse università, è chiaramente emerso che le cose sono ormai mature per fare il fatidico salto di qualità e passare alla fase realizzativa.

L’astronauta italiano Gen. Roberto Vittori, oggi Space Attaché all’Ambasciata Italiana a Washington e promotore degli accordi FAA-ENAC, ha sottolineato che l’Italia è particolarmente adatta per i voli suborbitali per il turismo spaziale perché è circondata dal mare ed offre quindi una maggiore sicurezza intrinseca alle operazioni, perché le condizioni climatiche sono particolarmente favorevoli in termini di bel tempo e visibilità. Ha inoltre sottolineato che, in quanto pilota, ama pensare di poter andare presto nello spazio con sistemi dotati di ali. Alla domanda posta dal giornalista Gregory Alegi, moderatore della tavola rotonda finale, se sia meglio portare lo spazio a quote più basse oppure l’aeronautica a quote più alte, noi del Center for Near Space abbiamo evidenziato che la vera questione è se vogliamo considerata l’inevitabile impatto con l’atmosfera un vincolo o un’opportunità. In quest’ultimo caso, invece di ricercare soluzioni ingegneristiche per minimizzarne gli effetti, è necessario ottimizzare l’interazione velivolo-atmosfera per trarre il più possibile vantaggio: portanza in fase di ascesa verso lo spazio e durante il rientro, ovvero VOLARE verso e dallo spazio. Il progetto HYPLANE proposto da Trans-Tech srl e Università di Napoli si basa appunto su questo approccio.

Restano le solite questioni dei finanziamenti; il Center for Near Space, alla tavola rotonda, ha sostenuto anche la necessità di un cambio di paradigma nello sviluppo di questo settore di nicchia ed ha sottolineato la fattibilità finanziaria con approccio privato di un progetto come HYPLANE.

A preliminary study on a small hypersonic airplane for a long duration space tourism mission is presented: Hyplane. It is also consistent with a point-to-point medium range (6000 km) hypersonic trip, in the frame of the “urgent business travel” market segment. Main idea is to transfer technological solutions developed for aeronautical and space atmospheric re-entry systems to the design of such a hypersonic airplane. A winged vehicle characterized by high aerodynamic efficiency and able to maneuver along the flight path, in all aerodynamic regimes encountered, is taken into consideration.

Rocket-Based Combined Cycle and Turbine-Based Combined Cycle engines are investigated to ensure
higher performances in terms of flight duration and range. Different flight-paths are also considered, including
sub-orbital parabolic trajectories and steady state hypersonic cruise. The former, in particular, takes advance of
the high aerodynamic efficiency during the unpowered phase, in combination with a periodic engine actuation,
to guarantee a long duration oscillating flight path. These trajectories offer Space tourists the opportunity of
extended missions, characterized by repeated periods of low-gravity at altitudes high enough to ensure a wide
view of the Earth from Space.

La presentazione tenuta da Gennaro Russo del Center for Near Space alla 20° International Space Planes and Hypersonic Systems and Technologies Conference dell’AIAA (American Institute of Aeronautics and Astronautics) tenutasi a Glasgow dal 6 al 9 luglio 2015, sul progetto Hyplane.

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