Aviolancio, il test italiano che può cambiare l’accesso allo spazio

In un Paese abituato a raccontare lo spazio soprattutto attraverso grandi programmi internazionali, consorzi industriali, agenzie e ritorni politici, la storia di Aviolancio ha qualcosa di diverso. È una storia più piccola nei numeri, ma molto più grande nel significato. Perché parla di un sistema suborbitale aviolanciato, di un razzo sonda agganciato sotto l’ala di un Alpha Jet, di una missione condotta nel Golfo del Messico e, soprattutto, di una capacità tecnologica che l’Italia ha dimostrato di poter costruire con risorse limitate, competenze dirette e una dose non comune di ostinazione.

Il 22 aprile scorso il programma Aviolancio ha completato il maiden flight (primo volo) del lanciatore suborbitale HAX25 nella configurazione operativa finale. Il decollo è avvenuto dallo Houston Spaceport, presso l’Ellington Airport in Texas, a bordo di un Alpha Jet. La missione è stata condotta in un’area riservata del Golfo del Messico, a circa 100 chilometri dalla costa. Il test ha verificato l’intero sistema in condizioni reali: integrazione del vettore sul velivolo portante, interfacce meccaniche ed elettriche, avionica di bordo, monitoraggio, comunicazioni in tempo reale, procedure di go/no-go, rilascio e volo autonomo.

Il programma, approvato dal comitato interministeriale per le politiche relative allo spazio e all’aerospazio e coordinato dal consiglio nazionale delle ricerche per conto della presidenza del consiglio dei ministri, punta allo sviluppo di un sistema di lancio aviotrasportato a propulsione ibrida. Non si tratta soltanto di lanciare un razzo da un aereo. Si tratta di verificare un diverso modo di accedere allo spazio, più flessibile, meno dipendente da infrastrutture fisse e potenzialmente capace di adattarsi con rapidità a condizioni operative, meteo e missioni differenti.

“Il punto di partenza non è stato l’HAX25”

Come raccontano a Difesa Online Pantaleone Carlucci, responsabile tecnico del programma, e Lucia Paciucci, project manager, l’origine va ricercata in una precedente esperienza di studio condotta insieme all’Aeronautica Militare, relativa alla possibilità di aviolanciare da Eurofighter un vettore. In quella fase fu svolta un’analisi comparativa tra diverse tecnologie propulsive e configurazioni di sistema, per valutarne compatibilità, margini operativi e prospettive di sviluppo. In quel contesto, la configurazione valutata era orientata a uno scenario di lancio orbitale e, anche per via della diversa tecnologia propulsiva prevista, lasciava margini molto ridotti in termini di prestazioni e capacità utile realmente ottenibile.

Da lì nacque una proposta diversa presentata dal CNR (Consiglio Nazionale delle Ricerche) alla presidenza del consiglio dei ministri, articolata in quattro fasi: un primo dimostratore suborbitale, un secondo razzo sonda più performante, una terza fase suborbitale con vettore di dimensioni superiori e, infine, un microlanciatore orbitale. La prima fase è quella appena validata. Il bersaglio iniziale era dimostrare la fattibilità del rilascio da aereo tattico e il raggiungimento di una quota suborbitale nell’ordine degli 80-100 chilometri.

Il programma è stato finanziato con 12 milioni di euro, una cifra che, nel mondo dell’accesso allo spazio, è quasi provocatoria. Carlucci e Paciucci lo sottolineano senza trasformarlo in retorica: non è stata una passeggiata, ma proprio il vincolo di bilancio ha imposto scelte ingegneristiche, operative e organizzative radicali.

PISQ

Prima del volo dimostrativo, il percorso ha attraversato diverse campagne. Nel febbraio 2022, al Poligono Interforze di Salto di Quirra, è stato testato da terra un dimostratore più piccolo, utile a validare il principio della propulsione ibrida. Quel lancio non era suborbitale, ma ha raggiunto un apogeo troposferico significativo, e ha consentito di procedere al disegno preliminare e poi definitivo del razzo sonda. Successivamente sono arrivati i test al Kennedy Space Center, prima con F-104 e poi con l’integrazione di un simulacro inerte sotto l’ala.

Il passaggio dall’F-104 all’Alpha Jet è stato uno snodo fondamentale. Lo “spillone” offriva prestazioni straordinarie, ma margini ridotti per un’attività così complessa. L’Alpha Jet, meno estremo ma più adatto per manovrabilità, configurazione e gestione del carico, ha permesso di cambiare approccio.

Anche il sistema di rilascio è cambiato: dalla separazione con accensione successiva si è passati a un sistema su rail, con accensione sotto l’ala e uscita del razzo lungo la guida. È una scelta che ha comportato responsabilità importanti, perché il sistema era manned, con due persone a bordo, e il motore veniva acceso quando il razzo era ancora collegato al velivolo.

Qui entra in gioco il cuore meno visibile ma estremamente interessante del programma: la telemetria. Aviolancio non è solo un razzo. È un’architettura di controllo, comunicazione e decisione. Carlucci e Paciucci hanno sviluppato direttamente il sistema software Aetherlink, che ha consentito di acquisire e visualizzare circa 400 parametri di telemetria in tempo reale: assetto, accelerazioni, posizione, quota, stato GNSS, temperature, pressioni, alimentazione elettrica, stato delle batterie, avionica, motore e sottosistemi critici. Non è stato un semplice flusso dati, ma un vero supporto decisionale condiviso per la fase finale di rilascio.

La complessità stava nel contesto

Un lancio tradizionale parte da una piattaforma nota, con antenne orientate, traiettorie previste e stazioni di terra relativamente vicine. Qui, invece, il velivolo partiva dall’Ellington Airport, si spostava verso una zona di rilascio distante circa 100 chilometri dalla costa e operava con geometrie di comunicazione mutevoli. Il razzo era nascosto sotto l’ala, il velivolo manovrava, la visuale non era sempre garantita e il sistema doveva essere monitorato anche durante una sequenza di volo aggressiva. Per questo sono state impiegate ridondanze su banda S, Starlink, software defined radio, una tracking antenna e un velivolo chase.

Il profilo di missione descritto è eloquente. Fase di avvicinamento al punto di rilascio a flight level circa 250, Mach 0,80 in volo livellato, cabrata a circa 4 g, rilascio tra 70 e 75 gradi, velocità superiore a 220 KIAS e circa 350 KTAS. Non è una procedura da manuale commerciale. È una manovra da test flight, in cui il pilota deve portare il velivolo nel punto giusto, con l’angolo giusto, al momento giusto, mentre l’ingegnere di bordo verifica che i parametri siano nominali e autorizza l’accensione. Il pilota esegue. Il razzo parte, percorre il rail, spezza l’ombelicale, si separa e prosegue il volo autonomo.

La propulsione ibrida è uno degli elementi chiave

Nel caso dell’HAX25, il sistema utilizza un ossidante liquido e una componente combustibile solida. L’ossidante viene alimentato al motore mediante un sistema a pompa, mentre la linea pressurizzante garantisce le condizioni operative necessarie. Attraversando il letto catalitico, l’ossidante si decompone e genera calore; questo calore innesca il combustibile solido e consente la produzione della spinta attraverso gli ugelli.

La differenza rispetto a un motore solido è sostanziale: un solido, una volta acceso, non si spegne. Il sistema ibrido, invece, offre margini di gestione superiori, maggiore sicurezza intrinseca e la possibilità di intervenire sull’alimentazione dell’ossidante in caso di anomalia. Per un lancio effettuato sotto l’ala di un velivolo con equipaggio, non è un dettaglio. Questa scelta rende Aviolancio diverso da molti precedenti.

Il riferimento storico più vicino, almeno come filosofia di accesso rapido allo spazio da piattaforma aerea, è il programma statunitense ALASA della DARPA, che mirava a lanciare piccoli satelliti in orbita bassa da un velivolo convenzionale, riducendo costi e tempi rispetto ai lanci da terra. Il programma ALASA prevedeva l’aereo come primo stadio riutilizzabile e puntava a payload da circa 100 libbre (circa 45 kg) in LEO (Low Earth Orbit, “orbita terrestre bassa”, la fascia più vicina alla Terra utilizzata da molti piccoli satelliti) entro 24 ore dalla chiamata, ma venne poi riorientato dopo anomalie nei test del sistema propulsivo.

Aviolancio, naturalmente, non è ALASA. Non ha i budget della DARPA, non ha la struttura industriale statunitense alle spalle e non nasce come programma militare offensivo. Ma ne intercetta una lezione: l’accesso allo spazio non è solo questione di potenza, è questione di flessibilità. Un lanciatore terrestre è vincolato da infrastrutture, finestre, traiettorie e range. Un sistema aviolanciato può spostare il punto di rilascio, adattarsi alle condizioni meteo, riprogrammare la missione con tempi ridotti e utilizzare il velivolo come primo stadio riutilizzabile già esistente.

È qui che la dimensione scientifica incrocia quella dual use. Un sistema di questo tipo può avere applicazioni per esperimenti in microgravità, validazione di tecnologie, carichi utili scientifici, sensori, materiali, avionica, comunicazioni e sperimentazioni in ambiente suborbitale. In prospettiva orbitale, può interessare il mondo dei microsatelliti e dei payload leggeri, con possibili applicazioni anche in ambito sicurezza, sorveglianza, resilienza e accesso rapido a capacità spaziali.

Il metodo

Paciucci lo dice con chiarezza: la ricerca pubblica arriva spesso tardi alla parte applicativa. In questo programma, invece, l’applicazione è iniziata subito. Ogni fase è stata accompagnata da un test reale. Prima il motore, poi l’integrazione, poi il dummy, poi il carrier definitivo, poi il sistema finale senza ossidante, poi il maiden flight. Non un programma chiuso in laboratorio, ma una sequenza di verifiche progressive, con problemi reali, vincoli reali e decisioni prese spesso in hangar, di notte, davanti a computer, cavi, antenne e componenti da far funzionare.

La missione Virtute 1 del 2023, condotta con Virgin Galactic, Aeronautica Militare e CNR, ha fatto da acceleratore culturale e relazionale. In quell’occasione Pantaleone Carlucci volò a bordo della VSS Unity insieme al colonnello Walter Villadei e al tenente colonnello Angelo Landolfi, nell’ambito della prima missione suborbitale scientifica con equipaggio italiano. Il volo permise di condurre esperimenti in microgravità relativi a medicina, materiali avanzati, fisica dei fluidi e fisiologia.

Da quell’esperienza sono arrivati contatti, competenze operative, familiarità con il mondo dei test in volo e un confronto diretto con ambienti aerospaziali di altissimo livello.

Il collegamento con l’ecosistema statunitense è stato rilevante anche per la scelta dell’Alpha Jet e per il supporto di figure con esperienza nell’aviolancio.

Todd Ericson, alla guida di FTR Enterprises e pilota dell’Alpha Jet impiegato nel programma Aviolancio, porta un’esperienza operativa di particolare rilievo nel settore del flight testing e del lancio aviotrasportato. Ex pilota del Boeing 747 di Virgin Orbit, ha maturato competenze dirette nelle operazioni di rilascio in volo, nell’integrazione tra velivolo carrier e sistema di lancio e nella gestione delle procedure di sicurezza. A questo profilo si aggiunge oggi anche il ruolo di senior advisor dell’amministratore della NASA Jared Isaacman, a conferma di un’esperienza riconosciuta ai massimi livelli nel settore aerospaziale.

Il programma resta italiano nella direzione, nel coordinamento e in una parte decisiva dello sviluppo. Il CNR non ha svolto soltanto il ruolo di amministrazione coordinatore. Ha progettato, scritto software, gestito architetture di missione, operato sistemi, assunto responsabilità di volo e costruito una capacità interna. I partner industriali hanno coperto elementi essenziali: T4i per il sounding rocket a propulsione ibrida, GMV per l’avionica e FTR Enterprises come operatore aereo.

Il futuro del programma

Le prossime fasi dipenderanno dalla disponibilità di finanziamenti. La road map tecnica, però, è chiara. La seconda fase dovrebbe prevedere un dimostratore suborbitale più grande, ancora compatibile con l’Alpha Jet. La terza fase richiederà un carrier diverso, perché il vettore sarà incompatibile con i limiti del velivolo tattico impiegato finora. La quarta fase è il vero salto: un microlanciatore orbitale, pensato per portare in orbita bassa, tra 400 e 600 chilometri, un payload nell’ordine dei 100 chilogrammi.

Non sarà, nelle intenzioni dei responsabili, un concorrente diretto dei grandi sistemi di accesso allo spazio già esistenti. Sarà altro: un segmento specifico, con payload specifici, esigenze specifiche e una logica operativa diversa. Nel suborbitale, già il sistema validato può avere un mercato per esperimenti in microgravità e attività di ricerca. Nella prospettiva orbitale, il valore sarà nella rapidità, nella flessibilità e nella possibilità di considerare l’aereo come un primo stadio riutilizzabile non da sviluppare ex novo, ma da adattare.

Resta un nodo italiano: la normativa

Negli Stati Uniti è stato possibile condurre un’attività sperimentale complessa grazie a un ambiente più abituato a gestire test aerospaziali, velivoli sperimentali, range e autorizzazioni. In Italia una missione simile sarebbe oggi molto più difficile. Proprio per questo, secondo quanto riferito dai responsabili del programma, per poter svolgere in Italia sperimentazioni di questo tipo si attende, come altri player e potenziali end user del settore, la definizione di un quadro normativo più chiaro da parte degli enti preposti. Tale passaggio è considerato essenziale per consentire attività sperimentali complesse, in sicurezza e con un percorso autorizzativo adeguato alla natura innovativa del lancio aviotrasportato.

In fondo, Aviolancio racconta due cose. La prima è tecnica: l’Italia ha dimostrato una capacità reale nel campo dei sistemi suborbitali aviolanciati, con un dimostratore complesso, una propulsione ibrida, una telemetria proprietaria e una missione condotta con successo. La seconda è culturale: quando competenza, responsabilità e rapidità decisionale riescono a prevalere sulla paura di sbagliare, anche una pubblica amministrazione può fare innovazione applicata.

È forse questo il messaggio più forte. Non un trionfalismo spaziale, non la solita promessa di un futuro radioso, ma una prova concreta. Un razzo italiano è stato acceso sotto l’ala di un aereo, ha volato autonomamente e ha validato un’architettura. In un settore in cui molti programmi restano per anni sulle slide, Aviolancio ha scelto la strada più semplice da raccontare e più difficile da realizzare: volare.

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