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Razzi riutilizzabili per creare molteplici nuovi mercati riducendo drasticamente i costi

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La rivoluzione dei razzi riutilizzabili

Mettere qualsiasi cosa in orbita terrestre è sempre stato un’impresa ad alta tecnologia e costosa. E questo è ancora più vero per raggiungere altri corpi celesti come la Luna o Marte.

Il motivo principale era il fatto che, fino a poco tempo fa, tutti i razzi erano sistemi monouso. Immaginate quale sarebbe il prezzo dei viaggi aerei se gli aerei venissero distrutti dopo ogni singolo volo. Sarebbe così proibitivamente costoso che solo i governi potrebbero permetterselo, dagli istituti di ricerca all’esercito, e forse una speciale iniziativa commerciale in grado di giustificare il costo.

Il prototipo dello Space Shuttle doveva rappresentare un passo verso la riusabilità. Ma nella pratica, i costi e i tempi di ristrutturazione lo rendevano poco diverso dal ricostruirlo da zero.

E fino a poco tempo fa, era esattamente lo stesso per l’accesso allo spazio e ai satelliti. Poi è arrivata SpaceX di Elon Musk con razzi davvero riutilizzabili. Il primo riutilizzo del razzo Falcon 9 ha richiesto del tempo, ma con il processo ormai consolidato e più esperienza, SpaceX è riuscita progressivamente a rendere il suo razzo pronto nuovamente 10 volte più velocemente rispetto al tempo medio impiegato dallo Space Shuttle.

Vale la pena notare che la riusabilità di SpaceX riguarda il booster del razzo, qualcosa che non era mai stato riutilizzato prima, quindi il confronto con lo Space Shuttle è ancora ingiusto rispetto ai risultati di SpaceX.

Fonte: Ark Invest

Riutilizzabile significa ridurre i costi

Rendere il razzo riutilizzabile ha cambiato completamente l’equazione dei costi per raggiungere l’orbita. I serbatoi di carburante complessi e costosi, i sistemi di iniezione, i controlli e i raccordi del razzo possono ora ammortizzare i loro costi di produzione su decine di lanci commerciali.

Di conseguenza, il costo di lancio, misurato in $/kg, è diminuito di più di 10 volte (un ordine di grandezza). Un’ulteriore riduzione dei costi della stessa entità è attesa nei prossimi anni.

Fonte: Ark Invest

Un altro fattore dell’efficienza rivoluzionaria di SpaceX è il tempo necessario tra i riutilizzi del Falcon 9. Tornando all’analogia con gli aerei, anche se riutilizzato, un biglietto aereo sarebbe molto più costoso se ci volesse mezzo anno per rimetterlo in volo. In parole povere, sarebbe necessario costruire molti più aerei per la stessa quantità di viaggi (e ricavi).

Il razzo Falcon 9 impiegava più di 200 giorni per essere riutilizzato nel 2016 e appena più di 50 giorni nel 2023.

Nel complesso, il successo della riusabilità e della frequenza di volo del Falcon 9 ha portato alla situazione in cui l’80% della massa messa in orbita nel 2023 è stata sollevata da SpaceX, superando di 5 a 1 Boeing + Lockheed + Cina + Russia + UE + Giappone + India insieme.

L’opportunità delle costellazioni LEO

Non tutte le orbite dei satelliti sono uguali. Molti satelliti si trovano in orbite geostazionarie (GEO), che consentono loro di rimanere costantemente sopra la stessa area della Terra. Questo è molto utile per i satelliti meteorologici, ad esempio.

GEO è molto distante dalla Terra, a 22.000 miglia di distanza. Questo offre un vantaggio: i satelliti torneranno sulla Terra solo tra più di 1.000 anni.

Fonte: Ark Invest

Tuttavia, GEO è un’opzione molto scadente per le telecomunicazioni. L’enorme distanza tra la Terra e il satellite rende inevitabile una latenza significativa. Quindi, mentre ciò è accettabile per segnali unidirezionali (come i programmi TV), ottenere un servizio telefonico o Internet di buona qualità in questo modo è impossibile, con una latenza di 700 ms. Il fatto che le posizioni GEO siano anche rare e preziose aggrava il problema.

In confronto, una costellazione di satelliti piccoli e leggeri in orbita bassa terrestre (LEO) può raggiungere una latenza di appena 40 ms, essendo solo a 300 km sopra la superficie terrestre.

 

Fonte: Ark Invest

SpaceX sta già costruendo una tale costellazione sotto il marchio Starlink, che ha già rivoluzionato l’accesso a Internet per le aree remote con servizi scarsi o non coperti affatto dai fornitori di telefonia/internet terrestri.

Dalla sua lancio nel febbraio 2021, Starlink ha acquisito esponenzialmente più clienti, con 2,3 milioni di utenti a dicembre 2023.

Fonte: Ark Invest

Internet basata nello spazio sta diventando sempre più attraente anche grazie al calo dei costi delle antenne di ricezione grazie alla produzione di massa. L’antenna di Starlink è passata da diverse migliaia di dollari inizialmente a soli $599, con l’obiettivo di $450 entro il 2028.

Il mercato per questo servizio è enorme, con 600 milioni di persone senza accesso a Internet a banda larga e milioni di camper, barche ricreative, navi oceaniche e aerei commerciali potenziali clienti. E, naturalmente, la maggior parte della popolazione terrestre è dotata di uno smartphone.

Oltre a Starlink di SpaceX, molte altre costellazioni Internet LEO stanno lanciando o sono in sviluppo, tra cui:

Starship riutilizzabile

Il fatto che SpaceX sia in vantaggio nei razzi riutilizzabili le ha garantito una posizione di vantaggio nella costruzione della sua costellazione di satelliti telecom LEO, con 12.000 satelliti da distribuire inizialmente (5.289 già in orbita) e forse fino a 42.000 nella versione finale.

Tuttavia, il rapido decadimento delle orbite LEO (che si traduce in una vita utile di 5 anni per i satelliti Starlink) richiede lanci continui per mantenere stabile questo numero. E il Falcon 9 è semplicemente un po’ troppo piccolo per il compito.

Fortunatamente per SpaceX, il prossimo Starship ha 5 volte la capacità di carico del Falcon 9. Anche così, mantenere Starlink richiederà un lancio di Starship ogni 3,5 giorni. Di per sé, questo aiuterà SpaceX a costruire una vera e propria linea di assemblaggio massiccia per Starship, riducendo ulteriormente i costi dei singoli razzi.

Fonte: Ark Invest

Struttura del mercato dei lanci orbitali

A causa del vantaggio di volume che Starship avrà, il mercato dei lanci spaziali potrebbe finire dominato da pochi attori con razzi complessi e massicci. Certamente, questa sembra essere la direzione che il mercato sta già prendendo, con i fornitori di lanci più piccoli che faticano a raggiungere la redditività commerciale. Dal 1996, la maggior parte dei fornitori di piccoli lanci è fallita, è stata cancellata o è inattiva. E il mercato potrebbe essere affollato, con 101 fornitori operativi o in sviluppo.

Fonte: Ark Invest

Quindi, puntare sui piccoli attori potrebbe essere rischioso per gli investitori. Allo stesso tempo, può essere l’unica opzione quando i più grandi attori sono aziende di difesa diversificate (come Boeing) o quotate privatamente, come SpaceX.

Un mercato illimitato?

Ciò non cambia il fatto che il mercato dei lanci orbitali sia altamente attraente. Una crescita economica illimitata probabilmente non è realizzabile con le sole risorse limitate della Terra.

Ma lo spazio è grande. Un accesso più economico allo spazio apre la possibilità a numerose nuove iniziative.

La prima è la costruzione di basi lunari, che probabilmente avverranno nel contesto di una nuova corsa allo spazio tra Occidente e Russia+Cina, ciascuna con i propri piani per una base lunare nel prossimo decennio.

Un’altra opzione è l’estrazione di asteroidi, con alcuni asteroidi che contengono letterali montagne di oro, platino, palladio e altri minerali rari e preziosi. Infatti, un solo asteroide, Psyche, potrebbe valere fino a $10 quadrilioni ai prezzi attuali dei minerali.

Depositi di elio-3 sulla Luna potrebbero essere una risorsa molto preziosa.

Più vicino a casa, Starship e razzi riutilizzabili simili potrebbero diventare il nuovo metodo per viaggi rapidi “aerei”, grazie al raggiungimento di velocità di volo ipersonico all’uscita dall’atmosfera. Considerando un biglietto da 44.000$, ARK Invest stima che ciò potrebbe rappresentare un potenziale di mercato di 350 miliardi di dollari per offrire 3 voli di 3 ore rispetto ai voli passeggeri a lungo raggio attuali di 14 ore.

Fonte: ARK Invest

Altre attività nello spazio, come turismo spaziale o spostare le industrie inquinanti nello spazio, sono anch’esse probabili se l’accesso allo spazio diventa sufficientemente economico. Questo aumenterà la scala dell’industria e ridurrà ulteriormente i costi.

Infine, applicazioni militari potrebbero essere un altro motore di ricavi. Le consegne ipersoniche di Starship sono di grande interesse per il Pentagono. E una rete a banda larga parallela esclusivamente militare simile a Starlink, il progetto Starshield, è anch’essa in discussione.

E, naturalmente, c’è il vero obiettivo di vita di Elon Musk, la colonizzazione di un intero nuovo pianeta, Marte. Potete leggere di più su come sarebbe un’economia marziana nel nostro articolo “L’economia marziana del futuro”.

Solo i ricavi dei voli ipersonici e della connettività satellitare potrebbero generare rispettivamente 130 miliardi di dollari e 35 miliardi entro il 2030, con ampio margine di crescita. Aggiungendo le altre potenziali attività, i viaggi nello spazio diventano un buon candidato per essere uno dei principali motori di crescita della fine degli anni 2020 e degli anni 2030.

Azioni di razzi riutilizzabili

Sfortunatamente per la maggior parte degli investitori, SpaceX è una società privata. Quindi probabilmente solo gli investitori accreditati potranno mettere le mani sulle azioni di SpaceX.

Lo stesso vale per Blue Origin, così come per la cinese LandSpace (che recentemente ha superato SpaceX nello sviluppo riuscito di un razzo a metano).

E questo potrebbe essere permanente, poiché Elon Musk ha dichiarato che non vorrebbe più avere una società quotata in borsa dopo Tesla.

“Da SpaceX non pensiamo mai al trimestre. Non ci pensiamo,” ha detto. “Non pensiamo al prezzo delle azioni. C’è una pressione immensa su una società pubblica per non avere un trimestre negativo. Questo può portare a un’operazione meno efficiente, dove si fa di tutto alla fine del trimestre per non deludere le persone. È così che funziona.”

Anche l’IPO di Starlink potrebbe dover attendere che l’azienda abbia un profilo più simile a una “telecom noiosa” rispetto all’attuale configurazione di startup in crescita.

Musk ha detto a Cathy Wood, capo di Ark Invest:

“Non credo valga la pena quotarsi in borsa finché non si ha un flusso di entrate estremamente stabile e prevedibile,” ha detto. “Se i vostri flussi di cassa sono estremamente stabili e prevedibili, a quel punto la quotazione è meno un problema.” Elon Musk

1. Rocket Lab

(RKLB )

Rocket Lab è uno dei concorrenti più seri nel mercato dei razzi riutilizzabili. L’azienda si è inizialmente concentrata su piccoli razzi, con il sistema di lancio Electron (320 kg di carico), che sta progressivamente diventando un razzo parzialmente riutilizzabile. Finora Electron ha messo in orbita 177 satelliti in 44 lanci.

Successivamente, Rocket Lab sta valutando la creazione di un razzo riutilizzabile di media dimensione, il Neutron, comparabile al Falcon 9 (8.000 kg in LEO in modalità totalmente riutilizzabile, 1.500 kg verso Marte o Venere). Il Neutron sarà alimentato da un motore a razzo a metano (come Starship), che sembra diventare la tendenza per la prossima generazione di razzi.

L’azienda è notevole per il suo processo di produzione di satelliti completamente integrato verticalmente, che le consente di ottimizzare i costi e la velocità di progettazione.

Ciò ha portato a numerosi contratti con la NASA e il governo degli Stati Uniti, inclusi un contratto militare da 515 milioni di dollari e un contratto civile da 143 milioni di dollari per Globalstar.

Rocket Lab è anche un importante produttore di pannelli solari per satelliti dopo le acquisizioni del 2022 di SolAero Technologies, con oltre 1.000 satelliti alimentati da questi pannelli e un totale di 4 MW di celle solari prodotte.

Fonte: Rocket Lab

Per ora, il suo sistema di lancio dipende da fornitori esterni, ma una serie di acquisizioni strategiche dovrebbe cambiare la situazione, replicando nel sistema di lancio l’integrazione verticale già raggiunta nella progettazione e produzione dei satelliti.

L’azienda sta anche valutando la possibilità di una costellazione LEO telecom per generare ricavi ricorrenti. Contribuisce inoltre alla ricerca per la produzione nello spazio con Varda Space Industries e l’ispezione dei detriti orbitali.

Mentre SpaceX ha avuto il talento imprenditoriale di Elon Musk per sviluppare la sua tecnologia da zero, Rocket Lab ha utilizzato una combinazione di R&D e acquisizioni per integrare verticalmente la tecnologia necessaria. Questo si è dimostrato molto efficace nella produzione di satelliti, e ora stanno cercando di replicare questa strategia per i razzi riutilizzabili.

Considerando il flusso di cassa esistente dalla produzione di satelliti e i successi di Electron, Rocket Lab è un buon candidato per raggiungere SpaceX.

2. Virgin Galactic

(SPCE )

L’azienda fondata da Richard Branson è focalizzata sul turismo spaziale.

I biglietti sono nella fascia da 250.000-450.000 dollari, con una lunga lista d’attesa. I primi clienti sembrano entusiasti della loro esperienza:

“Sapevo sempre che sarebbe stata l’esperienza più straordinaria della mia vita. Lo sapevo sempre. E la gente mi aveva detto che lo sarebbe stato. Ma poi, quando è… ed è a un livello diverso dall’esperienza che pensavi di avere… è molto difficile da spiegare.”

“È stata la giornata migliore della mia vita, la giornata più sensazionale della mia vita. E non si può ottenere di meglio. Ha superato i miei sogni più sfrenati.”

Virgin Galactic ha lavorato per migliorare la sua economia unitaria, con un nuovo sistema di lancio, il “Delta”, in grado di trasportare 6 passeggeri invece di 4, e di effettuare 8 voli al mese invece di uno solo.

Insieme, questi 2 metriche migliorate dovrebbero aumentare il fatturato per unità di 12 volte, con un tempo di recupero inferiore a 6 mesi per ogni navetta Delta. Il test di volo del Delta è previsto a metà 2025.

I mercati erano preoccupati quando è stato annunciato che Branson non avrebbe più investito in Virgin Galactic. Specialmente dopo il licenziamento di 185 dipendenti e una pausa dei voli spaziali nel 2024, per attendere l’arrivo della navetta Delta e ridurre la velocità di consumo di liquidità.

Tuttavia, si prevede che Virgin Galactic abbia liquidità sufficiente per operare fino al 2025 o 2026. Quindi, se lo sviluppo del sistema di volo Delta procede senza intoppi (una proposta rischiosa nell’industria aerospaziale), l’azienda dovrebbe poter concentrarsi sul riavvio e sulla crescita del flusso di cassa, con un sistema redditizio per unità. E portare l’azienda a un flusso di cassa positivo nel 2026.

(Va notato che Virgin Galactic è diversa da Virgin Orbit. Virgin Orbit ha dichiarato bancarotta nell’aprile 2023, e ha fornito servizi di lancio per piccoli satelliti, con Rocket Lab che ha acquisito la struttura di Long Beach dell’azienda, nonché gli asset di produzione e gli utensili).

Il recente fallimento di Virgin Orbit e l’allontanamento da Virgin Galactic da parte del fondatore Richard Branson hanno danneggiato l’immagine dell’azienda presso gli investitori, provocando un crollo del prezzo delle azioni nel 2023.

Allo stesso tempo, la soddisfazione dei clienti precedenti, un piano chiaro per un design redditizio (navette Delta) e una lunga lista d’attesa di potenziali clienti mostrano che l’azienda potrebbe ancora essere sostenibile anche senza raccogliere ulteriori fondi. Quindi molto dipenderà dal successo nello sviluppo, nella produzione e nell’operatività della navetta Delta e dal raggiungimento di questo obiettivo entro la fine del 2025.

Se questo fosse il caso, la valutazione molto più bassa creerebbe un’opportunità per gli investitori di acquisire azioni dell’azienda a sconto.

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Jonathan è un ex ricercatore di biochimica che ha lavorato nell'analisi genetica e nei trial clinici. Ora è un analista di mercato e scrittore di finanza con un focus su innovazione, cicli di mercato e geopolitica nella sua pubblicazione The Eurasian Century.