Quanto pesa un razzo?

Non esiste una risposta unica perché i lanciatori coprono tre ordini di grandezza. L'Electron di Rocket Lab, un piccolo lanciatore per satelliti di poche centinaia di chilogrammi, pesa circa 13 t al decollo. Il Falcon 9, il razzo orbitale più lanciato al mondo, pesa circa 549 t. L'Ariane 6 europeo, nella versione a quattro booster laterali, decolla con circa 870 t. Il Saturn V della NASA si aggirava sulle 2.800 t, il Space Launch System circa 2.600 t, e lo Starship di SpaceX con il suo booster Super Heavy quasi 5.000 t, il veicolo più pesante ad aver mai lasciato una rampa di lancio (dati di gennaio 2025).

Il motivo per cui queste cifre sono così grandi è che un razzo deve trasportare il proprio ossidante oltre al carburante, e la matematica dell'equazione del razzo richiede che il propellente costituisca la stragrande maggioranza della massa. Sul Falcon 9, il propellente rappresenta circa il 95% del peso al decollo; la struttura, i motori e i serbatoi aggiungono pochi punti percentuali, e il carico utile, la parte che raggiunge effettivamente l'orbita, è di solito inferiore al 4%. Nel caso del Saturn V, il carico inviato verso la Luna era di circa 45 t delle 2.800 t lanciate, meno del 2%.

Un razzo pesa meno a ogni secondo di volo. Il primo stadio del Falcon 9 consuma più di 400 t di propellente in circa due minuti e mezzo, così che, quando si separa, il veicolo ha già perso la maggior parte della sua massa al decollo. Per questo la spinta deve superare il peso solo di un margine modesto all'accensione: l'accelerazione aumenta naturalmente mentre i serbatoi si svuotano. Gli ingegneri si preoccupano meno dei valori assoluti di peso che delle proporzioni: il rapporto spinta-peso al decollo, la frazione di propellente di ogni stadio e la frazione di carico utile, che misura quanto efficientemente l'intero progetto converte il propellente in massa utile in orbita.