a cura della Rivista Italiana Difesa
CESMA: volo ipersonico, progressi e prospettive Il II Simposio Internazionale sul Volo Ipersonico: progressi e prospettive data: 29-07-2016 a cura di: Massimo Sestili

Il 30 giugno e 1 luglio si è svolto presso la Biblioteca Nazionale di Roma il secondo Simposio Internazionale sul volo ipersonico "Hypersonic Flight: from 100.000 to 400.000 ft", a due anni di distanza dal I Simposio tenuto nel 2014 presso la sede dell’ASI. Organizzato dal CeSMA e dall’Associazione Arma Aeronautica (AAA), con il patrocinio dell’ENAV e dello Stato Maggiore della Difesa e con il supporto di Aeronautica Militare, MBDA e Thales Alenia Space, il simposio ha visto la partecipazione di enti istituzionali, rappresentanti di università, centri di ricerca, piccole e medie imprese e delle principali industrie nazionali. I successi dei test sperimentali e i progressi nell’applicazione pratica delle tecnologie abilitanti hanno dimostrato come il volo ipersonico stia rapidamente diventando sempre più accessibile: gli esperti nei vari campi (propulsione, aerotermodinamica, materiali resistenti al calore) hanno potuto elencare gli ultimi sviluppi concreti sul tema. Grande attenzione anche per le norme e i regolamenti necessari per permettere la coesistenza del volo atmosferico, extra-atmosferico e spaziale, e per le correlate implicazioni operative in prospettiva di un utilizzo ordinato e ordinario del settore dello spazio aereo sub-orbitale. L’obiettivo, una discussione aperta tra i vari portatori di interesse volta a individuare possibili sinergie e forme innovative di cooperazione nazionale, europea ed internazionale. Dopo il benvenuto del presidente nazionale dell’AAA, Gen. S.A. Giovanni Sciandra, del direttore del CeSMA Gen. Isp. Nazzareno Cardinali e del coordinatore del gruppo di lavoro sul volo ipersonico, Gen. Giuseppe Cornacchia, ha preso la parola il sottocapo di Stato Maggiore dell’Aeronautica Militare, Gen. S.A. Fernando Giancotti, che ha ricordato il primo volo a velocità supersonica del Bell X-1 di Charles Yeager nel 1947, primo esempio di alta velocità in campo aeronautico: «La fascia di quota interessata dai voli ipersonici, quella tra i 20 e i 120 km, è la naturale estensione del dominio aeronautico: l’Aeronautica Militare possiede un patrimonio di competenze che potranno contribuire a permettere di sviluppare in Italia il volo suborbitale ed ipersonico. Lo testimoniano i contatti e le collaborazioni con l’ENAC, la FAA statunitense e le principali realtà industriali del settore aerospaziale che stanno sviluppando velivoli e navicelle per questo tipo di attività», ha aggiunto il sottocapo Giancotti, auspicando una collaborazione internazionale che permetta di mettere a sistema le conoscenze acquisite ottimizzando le risorse. Il Gen. Isp. Capo Franco Langella, direttore di Armaereo, ha quindi introdotto il panel sulle tecnologie abilitanti. Tra le possibili proposte, il motore ibrido, capace di generare spinte propulsive in atmosfera con un motore a getto tradizionale che nelle quote più alte può trasformarsi in uno statoreattore, o il motore a razzo con serbatoi di ossigeno che possono essere utilizzati per mantenere la spinta nel momento in cui si riduce la quantità di gas disponibile. È intervenuto Daniel Stringer del centro di ricerca e test NASA Plum Brook Station, illustrando i test ipersonici nei tunnel e nelle cupole della struttura, adatta per effettuare esperimenti in condizioni di alta pressione, temperature elevate e forti vibrazioni. Il Prof. Giacomo Cao dell’Università di Cagliari ha spiegato come le ultra-high temperature ceramics, ceramiche resistenti a temperature superiori ai 2000 °C e buoni conduttori di calore ed elettricità, siano altamente adeguate per la protezione termica di velivoli spaziali e a propulsione ipersonica. Il Prof. Federico Maggi del Politecnico di Milano ha fatto alcune considerazioni teoriche sul possibile utilizzo degli air-augmented rocket o ducted rocket (“razzi potenziati ad aria”) come mezzo di propulsione ipersonica, una fusione tra i sistemi a propellente solido e gli esoreattori a propulsione “air-breathing”. Mario Nicola Armenise del Politecnico di Bari ha spiegato come la fotonica sia una tecnologia chiave abilitante nel campo dell’ingegneria aerospaziale, e in particolare come i sensori fotonici per navigazione inerziale e monitoraggio strutturale siano utili nel contesto di volo ipersonico. Luciano Battocchio di Aero Sekur ha illustrato i test nel Plasma Wind Tunnel “SCIROCCO” del CIRA per sviluppare una tecnologia che garantisca adeguata protezione termica alle capsule di rientro nell’atmosfera, mediante strutture flessibili, pieghevoli e gonfiabili. Roberto Battiston, presidente dell’Agenzia Spaziale Italiana, ha quindi parlato del contributo italiano per forme innovative di propulsione spaziale e per le missioni di rientro. In particolare, l’ASI ha finanziato diversi progetti di propulsione LOX-Methane (Liquid Oxigen and Methane), anche in cooperazione con le agenzie spaziali russa e giapponese, ROSCOSMOS e JAXA. Un esempio è il progetto italo-russo del razzo LM10-MIRA, il cui successo per Battiston rappresenta un importante passo avanti per l’UE e potenzialmente anche a livello mondiale. Per quanto riguarda la capacità di rientro autonomo, è stato citato il progetto europeo IXV (Intermediate eXperimental Vehicle) finanziato dall’Agenzia Spaziale Europea e che ha in Thales Alenia Space Italia la capocommessa del team industriale. Menzionato anche il lanciatore VEGA-C di ASI e Avio. Stefano Mungiguerra dell’Università Federico II di Napoli ha parlato di capsule di rientro a geometria variabile, ad ombrello gonfiabile, che possono permettere di riportare sul pianeta piccoli payload o campioni sperimentali dallo spazio: un esempio è la capsula IRENE (Italian Re-Entry NacellE) dell’ASI. Giuseppe Sala del Politecnico di Milano ha evidenziato come i requisiti di riusabilità e resistenza alle alte temperature siano soddisfatti da materiali in ceramica o carbonio rinforzati con fibre in carbonio, creando delle strutture composite “carbo-ceramica” o “carbonio-carbonio”. Guido Kurth di MBDA ha portato l’esempio di missili intercettori anti-balistici con sistemi di propulsione “air-augmented” e a spinta continua, che permettono di superare Mach-5 mantenendo manovrabilità e flessibilità nella traiettoria. Benedetto Marasà, vice direttore generale dell’ENAC, ha quindi introdotto il tema del quadro normativo. «In attesa di un regolamento sui trasporti spaziali commerciali interamente integrato con l’attuale sistema di aviazione civile internazionale, alcuni Stati stanno adottando leggi e politiche ad hoc. Avere anche in Italia un quadro normativo flessibile potrà contribuire a sviluppare il settore consentendo voli suborbitali che possano presto operare in un chiaro contesto legale. L’ENAC, col supporto dell’Aeronautica Militare, si sta basando sui regolamenti esistenti FAA-AST statunitensi per delle norme che assicurino allo stesso tempo la sicurezza per gli le persone a bordo dei velivoli ipersonici e per quelle a terra, in attesa di un nuovo regolamento basico UE», ha spiegato Giovanni Di Antonio dell’ENAC. Francesco Santoro di ALTEC si è invece soffermato sui possibili spazioporti commerciali per operazioni di lancio di piccoli veicoli suborbitali per turismo spaziale ed esperimenti in microgravità. Sven Kaltenhäuser dell’agenzia spaziale tedesca DLR ha spiegato come ormai siano possibilità realistiche quelle di un accesso allo spazio efficiente ed economicamente vantaggioso, nonché di un nuovo concetto di trasporto passeggeri. Pertanto servirà un’integrazione dei voli ipersonici nel sistema di traffico aereo, con un approccio flessibile: «Non saranno più semplicemente rari eventi speciali: andranno considerati come regolari utenti aerospaziali», ha spiegato. Roberto Vittori, Space attaché presso l’ambasciata italiana a Washington DC, ha introdotto una discussione sui 10 anni di attività sperimentali che hanno portato dal volo suborbitale a quello ipersonico, evidenziando come un rifornimento che permetta la riusabilità sia un obiettivo chiave da perseguire per i velivoli ipersonici. Il Ten. Col. Francesco Torchia dell’AM ha ricordato uno dei primi turisti spaziali, Gregory Olsen, volato nello spazio a bordo della Soyuz TMA-7 nel 2005: «Data la breve durata dei voli, i futuri turisti spaziali potranno stare nel magico ambiente della microgravità senza correre rischi di essere colpiti dalla cosiddetta “sindrome da adattamento allo spazio”. Tuttavia ciurma e passeggeri sono comunque soggetti a potenziali pericoli in cui non si incorre nei normali viaggi commerciali: la sfida aero-medica per il futuro sarà quella di selezionare l’equipaggio tenendo conto delle caratteristiche del volo spaziale e quella di valutare i rischi per i passeggeri». Tommaso Sgobba della IAASS dopo aver ricordato Alan Shepard, il primo astronauta statunitense ad andare nello spazio nel 1961, ha proseguito il discorso della sicurezza per i voli spaziali commerciali suborbitali. L’Ing. Giorgio Saccoccia, capo divisione propulsione e aerodinamica in ESA/ESTEC, ha effettuato una panoramica dei programmi di volo ipersonico dell’Agenzia Spaziale Europea, menzionando i progetti IXV, SPACE RIDER, EXOMARS-16, SABRE (Synergistic Air-Breathing Rocket Engine), QARMAN (QubeSat for Aerothermodynamic Research and Measurements on AblatioN), SUPERMAX (SUPERsonic Parachute test on a MAXUS flight), FLPP. L’Ing. Sara Di Benedetto ha illustrato il progetto sperimentale di volo ad alta velocità HEXAFLY-INT (High-Speed Experimental Fly Vehicles – International) finanziato nell’ambito del 7° programma quadro della Commissione Europea, che coinvolge partner europei dell’Australia e della Federazione Russa operanti sotto il coordinamento dell’ESA/ESTEC. Nicole Viola e Roberta Fusaro del Politecnico di Torino hanno presentato uno studio di pre-fattibilità su un sistema di trasporto ipersonico VTOL (a decollo ed atterraggio verticale) volto ad effettuare voli parabolici. Gennaro Russo di Trans-Tech ha mostrato il progetto HYPLANE (HYpersonic airPLANE), business jet ipersonico con massimo 6 passeggeri, capace di percorrere la distanza Roma-New York in sole due ore, con cabina per passeggeri modificabile. L’Ing. Angelo Denaro di Thales Alenia Space Italia-Torino ha invece parlato del già citato dimostratore IXV, che ha effettuato un lancio suborbitale l’11 febbraio 2015. George Nield della FAA-AST ha quindi elencato sfide e opportunità del trasporto spaziale commerciale, citando lo SpaceShipTwo della Virgin Galactic, dotato di motore a razzo ibrido, e lo spazioplano XS-1 della DARPA, capace di superare i Mach-10, la cui prima missione orbitale dovrebbe aver luogo nel 2020. Dopo i saluti del presidente di ENAC, Vito Riggio, e le proposte del Prof. Liu Hao per risolvere eventuali sfide legali nell’uso dello spazio tra stratosfera e bassa termosfera, sono stati elencati altri programmi ipersonici come l’europeo SPACE RIDER, progetto di veicolo riutilizzabile e capace di rientro autonomo, presentato dall’ing. Federico Massobrio di Thales Alenia Space-Italia, o lo SpaceLiner con motori a ossigeno e idrogeno liquidi e criogenici, presentato da Martin Sippel della DLR. Hideyuki Taguchi della JAA ha invece mostrato le ricerche sui motori a turbogetto pre-raffreddato. Infine, il giornalista e storico Gregory Alegi ha moderato una tavola rotonda a cui hanno preso parte rappresentanti di istituzioni, industria e mondo della ricerca. Tra questi, il direttore generale del CIRA Mario Cosmo, il Gen. D.A. Gianni Candotti capo del 3° reparto "Pianificazione dello strumento aerospaziale" dello Stato Maggiore dell'Aeronautica Militare, Aleksandr Prokhorov del Central Institute of Aviation Motors in Russia, Roberto Provera di Thales Alenia Space, Cristoforo Romanelli di ALTEC, Gennaro Russo per DAC Campania/CNS, Martin Sippel della DLR, Daniel Stringer della base NASA Plum Brook e Daniela Di Martino di MBDA. Colloqui dal taglio internazionale che hanno evidenziato progressi e prospettive del settore ipersonico: da questo punto di vista, il II Simposio è stato un successo.


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