TL;DR: Per uno stack di classe Starship (~5.000 t al decollo), un “lift assist” che aggiunge solo 80–150 m/s all'inizio può portare a un +5–13% di carico utile in LEO a seconda del sito. Sposta lo stesso veicolo su un altopiano africano quasi equatoriale e combina con una primavera ottimale, e aggiungi ~20 t a LEO e risparmi decine di tonnellate di propellente nelle missioni GEO evitando la variazione di piano. Ogni piccolo contributo conta—e conta molto.

0) Assunzioni (per rendere i numeri riproducibili)

• Massa del veicolo al decollo: 5.000.000 kg (classe Starship + Super Heavy).
• Modello di prestazioni dello stadio (approssimativo ma coerente):
  • Booster: Isp ≈ 330 s, propellente ≈ 3.300 t, a secco ≈ 200 t.
  • Veicolo: Isp ≈ 375 s, propellente ≈ 1.200 t, a secco ≈ 150 t.
• Budget Δv da rampa a LEO (inclusi gravità/resistenza): ~9,4 km/s (base).
• Differenza di spinta rotazionale: Equatore vs. Starbase (~26°N) ≈ +47 m/s all'equatore.
• Vantaggio della variazione di piano di circolarizzazione GEO equatoriale (apogeo, combustione combinata): ≈ 305 m/s risparmiati rispetto a 26°N.
• Credito altitudine altopiano alto (aria rarefatta, minore contropressione) come piccolo equivalente Δv nella fase iniziale: ~10–20 m/s (nelle illustrazioni si usa 20 m/s).

1) I tre scenari

Perché non una molla d'acciaio letterale delle dimensioni di uno stadio? Perché la densità di energia elastica dell'acciaio è bassa. Le migliori “molle” pratiche sono modulari: segmenti elettromagnetici, idraulica, volani/SMES e tendini compositi ad alta deformazione—caricati lentamente, scaricati velocemente, modellati dal controllo.

2) Il registro Δv (quale “gratis” otteniamo?)

• Sollevamento Maglev: ~+80 m/s iniziali.
• Magnifica molla: ~+150 m/s iniziali (ingegneria e contenimento di livello mondiale).
• Equatore vs. Starbase (~26°N): +47 m/s (rotazione).
• Altitudine Highland: ~+10–20 m/s equivalente Δv da minore densità dell'aria/pressione posteriore nei secondi più sporchi.
• GEO dall'equatore: risparmia ~305 m/s all'apogeo evitando la penalità del cambio di piano di 26° (vedi §5).

3) Quanto payload si ottiene? (LEO)

Usando il modello coerente a due fasi sopra, ecco cosa ne risulta. I numeri sono indicativi, non promesse; ciò che conta è il modello.

Leggi così: lo stesso veicolo, con una spinta iniziale modesta e un sito migliore, guadagna tonnellate a due cifre verso LEO. Questo è l'opposto di “piccolo.”

4) Verifiche di progettazione (corsa, forza, energia)

• Corsa (v²/2a):
  • 80 m/s a +1 g → ~320 m.
  • 150 m/s a +2 g → ~563 m; a +3 g → ~375 m.
• Forza media (M·Δv / t):
  • 80 m/s in 4 s → ~100 MN.
  • 150 m/s in 4 s → ~188 MN.
• Energia (½ M v²):
  • 80 m/s → 16 GJ (~4,4 MWh).
  • 150 m/s → 56 GJ (~15,6 MWh).

  L'energia di rete è facile; la parte difficile è la potenza per pochi secondi. Ecco perché esiste il pacco molla: carica lentamente, scarica velocemente, modella la forza.

5) GEO è dove l'equatore diventa stupefacente

Da ~26°N (Starbase), una missione GEO deve rimuovere ~26° di inclinazione. Se fai il cambio di piano in modo intelligente all'apogeo e lo combini con la circolarizzazione, il costo extra è ~305 m/s rispetto al lancio dall'equatore.

Cosa significano 305 m/s in propellente? Per uno stadio superiore con Isp ≈ 375 s:

• Per 200 t di massa post-bruciatura (a secco + carico utile), la combustione all'apogeo all'equatore necessita di ~99 t di propellente, mentre la stessa a Starbase necessita di ~125 t. Questo è ~26 t risparmiate—all'apogeo, in ogni singola missione.
• Scala linearmente: 400 t → ~52 t risparmiate; 800 t → ~103 t risparmiate.

Abbinalo a una molla da 150 m/s al decollo e a un sito in altopiano, e stai accumulando centinaia di m/s di sollievo nel budget lungo la missione. In un'architettura di rifornimento, significa meno voli di rifornimento o più carico utile verso GEO.

6) Verifica della realtà dei materiali (perché "magnifico" non è ancora magia)

• Pacchi molla pratici oggi (acciaio/titanio + compositi + motori EM): aspettati una densità di energia elastica efficace nell'intervallo ~1–10+ kJ/kg. È sufficiente per un assistenza, non per "lanciare in orbita".
• Materiali da sogno da laboratorio (vetro metallico in massa, CFRP ad alta deformazione, un giorno CNT/grafene in massa) possono spingere a ~10–30+ kJ/kg pratici. Questo permette assistenze di classe ~150 m/s su scala megastruttura. Tuttavia, i motori fanno il vero viaggio.

7) Sicurezza, controllo e “non spezzare il razzo”

• Molti piccoli moduli > una molla gigante: ridondanza e aborti graduali.
• Curve a S limitate per jerk: aumento/mantenimento/calo della forza morbido; i motori co-regolano per mantenere il g totale entro le specifiche.
• Contenimento/ammortizzatori: ogni energia inutilizzata finisce nei freni, non nel "rimbalzo di spinta".

8) Conclusione

• Sollevamento maglev (~80 m/s): già vale ~+5% di carico utile LEO a Starbase, di più all'equatore.
• Magnifica molla (~150 m/s): con ingegneria di livello mondiale, sei nella fascia ~+9–13% di carico utile LEO a seconda del sito.
• Altopiano dell'Africa equatoriale + molla: circa +20 t in LEO per lo stesso veicolo, e ~25–100+ t di propellente risparmiato all'apogeo GEO (dipende dalla missione). Questo è il "ogni grammo conta" reso visibile.
• I motori fanno ancora il lavoro: la molla non sostituisce la propulsione; elimina alcuni dei secondi più brutti e ti consegna il carico utile in cambio.

Lo Stage Zero può essere una batteria. Caricalo lentamente. Rilasciarlo con garbo. Tra un pad migliore e una latitudine migliore, non cambi la fisica—lasci che la fisica cambi il tuo carico utile.