angara: il nuovo razzo universale

“Certi amori non finiscono: fanno dei giri immensi e poi ritornano…”

(Antonello Venditti)

Non linciatemi, ho scomodato l’Antonello nazionale per raccontare questa lunga storia, lunga come il fiume Angara che dal Lago Bajkal si getta nello Yenisei dopo una corsa di ben 1779 km. 

È sempre stato un pallino di Chelomej prima e di Glushko poi: creare una famiglia di lanciatori in grado di poter coprire tutte le esigenze di lancio semplicemente modificando la struttura modulare dello stesso. Un’idea geniale, nata negli anni ’60 del XX secolo, ed ancor oggi attuale, ma che non ha mai trovato compimento. Fino ad ora, possiamo dire.

Chi mi segue da tempo conosce la storia dell’UR, il razzo universale di Chelomej, che avrebbe portato i cosmonauti dall’orbita terrestre con l’UR500, poi chiamato Proton, alla Luna con l’UR700 fino a Marte con il ciclopico UR900. Anni dopo, Valentin Glushko pensò al Lanciatore Universale Vulkan basandosi sull’architettura del lanciatore Energhia. Come il suo vecchio maestro, non compì fino alla fine il suo progetto di realizzare questo lanciatore universale, ma ce ne lasciò i fondamenti e, soprattutto il motore. Quell’RD-170 che farà da capostipite a tutti i lanciatori venuti dopo l’Energhia.

Niente si inventa a questo mondo ed anche i più moderni progetti dei nostri giorni si basano sulle intuizioni e sulle realizzazioni degli anni della Guerra fredda e della corsa verso la supremazia spaziale.

Ma torniamo al nostro Angara.

Il 3 agosto 1992 la commissione presidenziale decise la costruzione di questa nuova famiglia di lanciatori che avrebbero dovuto garantire l’indipendenza della neonata Federazione Russa dai siti di lancio in territorio straniero, specificatamente il Kazakistan, e sostituire i Proton eliminando quindi l’uso dei pericolosi combustibili ipergolici che equipaggiavano i motori RD-270.

Per i motori ci si affidò a quanto di buono già esisteva e cioè il potente motore quadricamera a ciclo chiuso RD-170 già utilizzato dall’Energhia, semplificandolo dimezzando le camere di combustione. Il neonato RD-180 ne ha, infatti, due invece di 4.

Alle volte il destino è veramente beffardo…

L’RD-180, infatti, era già in fase di sviluppo perché commissionato dagli Stati Uniti per equipaggiare il loro lanciatore ATLAS-V. Erano altri tempi: la Russia non era più il nemico e quella tecnologia serviva come oro.

Quindi, possiamo dire che il primo lanciatore prodotto nella Federazione Russa nasce coi motori sviluppati con il sostegno del governo Statunitense… È così, e ne è prova il fatto che ancor oggi gli Stati Uniti siano fortemente dipendenti da questo versatile e potente motore.

La prima versione dell’Angara avrebbe dovuto avere un primo stadio, destinato ad essere il primo stadio di tutta la famiglia Angara, denominato URM-1, equipaggiato con un RD-180 ed un secondo stadio, chiamato URM-2, con un motore quadricamera RD-0124A, lo stesso del Sojuz-2.

Ma venne fatta un’ulteriore modifica: L’RD-180 bicamera venne ulteriormente frazionato nell’RD-191, monocamera. Lo sviluppo di quest’ultima versione, infatti, rappresentò un aumento di potenza: un Rd-180 sviluppa 4.1 MN, attualmente l’RD-191 sviluppa 2.08 MN di spinta. più di un RD-180 diviso quattro! Insomma, il progetto del lanciatore universale e modulare era pronto.

Ne sarebbero state prodotte tre versioni:

La 1.2 con solo due stadi più un eventuale stadio supplementare quindi con un URM-1 ed un URM-2;

La 3 con tre URM-1 al primo stadio ed un URM-2 al secondo;

La 5 con cinque URM-1 al primo stadio ed un URM-2 al secondo destinata anche, nella versione P, a portare la nuova navicella con equipaggio PTK-NP “Orjol”.

Nel corso degli anni, la versione 3 venne abbandonata e sono state realizzate solo le due versioni 1.2 e 5 che hanno effettuato il loro primo volo rispettivamente il 9/7/2014 ed il 23/12/2014.

Nei programmi originali era prevista anche la versione 7, con sette URM-1 al primo stadio. Per ora il progetto è in stand-by, ma si sta valutando di riprenderlo, con il nome di Yenisei (guarda caso il nome del fiume in cui l’Angara confluisce, uno dei più lunghi al mondo, che attraversa tutta la siberia sfociando nel mare artico). Del futuro, sapete bene, non mi piace parlare proprio perché, nel tempo, spesso i progetti muoiono oppure vengono rimaneggiati. Di certo è che, come anche in questo caso, i russi non buttano via nulla. Un po' come faccio io…

Parliamo un pochino del motore:

L’RD-191, come detto, è la versione frazionata (da quattro camere di combustione ad una) del glorioso RD-170 dell’Energhia.

Si tratta di un motore a ciclo chiuso. Di questo tipo di architettura ne ho parlato più volte e gli ho dedicato, qualche tempo fa, un articolo. In estrema sintesi i gas utilizzati per azionare le pompe, che derivano da una camera di precombustione separata, non vengono espulsi fuori separatamente come nei motori tradizionali a generatore di gas (tipo il Merlin di SpaceX), ma reimmessi nella camera di combustione generando così una spinta aggiuntiva.

Utilizza, come combustibile, Cherosene e come comburente, Ossigeno liquido.

Un suo parente stretto, l'RD-171MV, è il più potente motore a combustibile liquido in produzione con una spinta di ben 8.0 MN. Questa versione (quadricamera però) equipaggerà il lanciatore Sojuz-5, destinato a prendere il posto del Sojuz, discendente del mitico R-7.

Potranno, in futuro, essere impiegati combustibili diversi; difatti è allo studio la versione a metano.

L’URM-1 è lungo 25,6 metri, ha un diametro di 2,9 metri e pesa 9.668 Kg (a secco).

Come detto è un modulo universale standardizzato per tutta la famiglia Angara e difatti la sigla vuol dire proprio questo: Универсальный ракетный модуль cioè modulo a razzo universale.

È stato recuperato un vecchio progetto, l'Uragan per la precisione, risalente sempre al mai troppo glorificato Energhia che ne consentirà il recupero utilizzando un sistema originalissimo di ali che farebbero rientrare l’URM-1 a terra come un drone radiocontrollato.

L’URM-2, il secondo stadio standardizzato, ha un motore quadricamera a ciclo chiuso RD-0124 che è lo stesso in uso nel lanciatore Sojuz-2 ed ha una spinta di 294.3 KN nel vuoto.

Il secondo modulo è lungo 6,9 metri ed ha un diametro di 3,6 metri con una massa a secco di 4.800 Kg.

I lanciatori della famiglia Angara necessitano di una struttura di lancio dedicata. Attualmente ne esiste solo una funzionante ed è quella situata al cosmodromo militare di Plesetsk. Ma è in fase di avanzata costruzione l’analogo impianto a Vostochnji: il primo lancio da questo di un Angara è previsto per il 2024.

Piccola, insospettabile, curiosità:

il 25 agosto 2009, dal Naro Space Center, nella Corea del Sud, è partito il primo lanciatore Sud-Coreano, il NARO-1.

Che c’entra?

Beh, il NARO-1 è stato sviluppato congiuntamente dall’ente spaziale sudcoreano (KARI Korea Aerospace Research Institute) e da Roscosmos, basandosi sull’URM-1. Le differenze sono che utilizza una versione ridotta dell’RD-191 chiamata RD-151 che produce una spinta 1.7 MN, mentre l’URM-2 è stato sostituito con un modulo a combustibile solido di fabbricazione coreana.

Certi amori, come ho detto, non finiscono…

Il sogno di Celomej e di Glushko diventano, con l’Angara, realtà. Due soli componenti costituiscono l’architettura di base da cui costruire ciò che si vuole.

Il genio, alle volte, è poesia. Un’idea semplice, come un fiume trova, dico sempre, il suo mare. Alle volte ci vuole poco, alle volte, come il lungo fiume Angara, deve percorrere le lunghe anse del tempo per arrivare a compimento.