Reti, funi, pulegge: così i cinesi recuperano il loro razzo vettore riutilizzabile

Il 10 luglio 2026 la Cina ha compiuto un passo importante nello sviluppo dei lanciatori riutilizzabili, recuperando con successo il primo stadio del Chángzhēng (“Lunga Marcia”) 10B mediante una piattaforma navale dotata di una rete di funi. Le immagini diffuse mostrano un sistema completamente diverso da quelli adottati finora da SpaceX nei suoi due vettori (quello in attività e quello in fase di sviluppo): il booster non atterra su gambe retrattili, come il Falcon 9, né viene afferrato da due grandi bracci rigidi come il Super Heavy di Starship, ma viene intercettato da una struttura flessibile costituita da funi, dispositivi di aggancio e sistemi di smorzamento installati su una piattaforma offshore.

L’analisi delle banche dati brevettuali cinesi permette oggi di ricostruire buona parte dell’architettura tecnica di questo sistema. Pur non essendo possibile affermare che tutti i brevetti individuati siano stati effettivamente utilizzati sul Chángzhēng 10B, essi descrivono soluzioni estremamente coerenti con quanto osservabile nei filmati e nelle fotografie disponibili, consentendo di comprendere le principali scelte progettuali adottate.

Un sistema semplicissimo

Il principio di funzionamento è sorprendentemente diverso da quello degli altri sistemi di recupero oggi operativi. Durante gli ultimi secondi del rientro, il booster cinese rallenta mediante la propulsione, ma non deve necessariamente raggiungere una velocità verticale nulla prima del contatto. È sufficiente che attraversi un foro di cattura formato da funi metalliche, mantenendo una velocità residua compatibile con la capacità di assorbimento della piattaforma. Da quel momento l’energia cinetica non viene dissipata in un singolo punto, ma distribuita progressivamente lungo una successione di componenti meccanici: ganci, aste di arresto, funi, pulegge, smorzatori e circuito idraulico collaborano per trasformare un impatto potenzialmente distruttivo in una frenata graduale.

A differenza di un tradizionale atterraggio propulsivo, il booster non viene quindi fermato in un unico istante, ma attraverso una catena di dispositivi che assorbono progressivamente l’energia residua. L’urto viene distribuito nel tempo e lungo diversi elementi della struttura, riducendo sensibilmente i picchi di carico trasmessi al razzo e alla piattaforma.

La piattaforma di recupero è costituita da una struttura con quattro colonne che delimitano un’apertura centrale nella quale è installata una rete di funi metalliche che formano il foro di cattura. Questa rete non è una semplice rete elastica, ma un insieme di funi metalliche ad alta resistenza collegate a pulegge, dispositivi di rinvio e sistemi di smorzamento.

A prima vista può sorprendere che un booster spaziale possa essere catturato e sostenuto da funi. In realtà, il principio non è molto diverso da quello impiegato nelle gru, nei sistemi di sollevamento portuale o nelle grandi installazioni industriali: funi d’acciaio opportunamente dimensionate possono sopportare carichi molto elevati, e l’impiego di più funi consente di ripartire le sollecitazioni tra diversi punti della struttura.

Il dato decisivo, però, non è soltanto il peso del booster, ma soprattutto il modo in cui viene arrestato. Se un razzo in discesa venisse bloccato istantaneamente da quattro funi rigide, i picchi di forza sarebbero enormi. Nei sistemi brevettati, invece, le funi lavorano insieme a pulegge, elementi mobili e dispositivi idraulici di smorzamento che consentono una corsa di arresto progressiva. In questo modo l’energia cinetica residua del booster viene dissipata nel tempo, riducendo le sollecitazioni massime sulle funi, sui ganci, sulla struttura del razzo e sulla piattaforma.

Il confronto con la concorrenza

Uno di questi brevetti cinesi descrive un modello numerico riferito a un booster da 25 tonnellate, con una velocità residua di 20 m/s e una corsa di decelerazione di circa 10 metri. Si tratta di un esempio progettuale, non necessariamente del peso reale del lanciatore utilizzato nei test, ma è utile per comprendere l’ordine di grandezza del problema.

Ad esempio, il Falcon 9 di SpaceX pesa circa 550 tonnellate al decollo. Dopo aver consumato quasi tutto il propellente, il primo stadio che rientra per essere recuperato ha invece una massa nell’ordine di 25–30 tonnellate. Il Falcon 9 atterra sulle proprie gambe.

Invece, nel caso di Starship, le masse sono molto superiori: l’intero sistema supera le 5.000 tonnellate al decollo e il booster Super Heavy, anche quasi scarico, resta nell’ordine di alcune centinaia di tonnellate. Per questo SpaceX ha adottato un sistema di cattura mediante i bracci della torre, anziché un recupero con gambe di atterraggio.

Per avere un paragone intuitivo, 25t corrispondono all’incirca alla massa di un container marittimo completamente carico; 40-50t sono paragonabili a un grosso camion articolato a pieno carico, a un piccolo veicolo ferroviario oppure a uno o due container pesanti.

Ancora, la funivia Faloria di Cortina d’Ampezzo da 50 persone pesa circa 5t a vuoto  e circa 10t  a pieno carico. La Ha Long Queen Cable Car in Vietnam da 230 passeggeri pesa 20t a vuoto e circa 40t a pieno carico.

Sono masse considerevoli, ma del tutto ordinarie nei sistemi industriali di movimentazione mediante gru e funi d’acciaio.

Acciaio, funi e pulegge

Per questo, la vera sfida tecnica consiste nel dimensionare correttamente le funi e, soprattutto, controllare la decelerazione affinché il carico dinamico venga distribuito progressivamente e non si trasformi in un urto quasi istantaneo. È proprio su questo aspetto che i brevetti insistono maggiormente, descrivendo sistemi di pulegge, smorzamento idraulico e controllo della tensione destinati a rendere compatibile la cattura con le enormi energie in gioco.

Durante la cattura le funi lavorano quasi esclusivamente a trazione, condizione nella quale l’acciaio offre un eccellente rapporto tra resistenza e massa. A differenza di una struttura rigida, la rete può deformarsi, abbassarsi e redistribuire progressivamente i carichi, aumentando il tempo necessario per arrestare il booster e riducendo la forza massima trasmessa alla struttura.

La deformabilità della rete offre anche un ulteriore vantaggio: aumenta la tolleranza agli inevitabili errori residui di traiettoria. Un sistema rigido richiede infatti che il booster raggiunga con estrema precisione il punto previsto; una struttura flessibile può invece accompagnare il veicolo verso il centro della zona di cattura compensando piccoli errori laterali e riducendo i requisiti imposti al sistema di guida.

Fare buca in un colpo

Uno degli aspetti più interessanti emersi dall’analisi brevettuale riguarda il fatto che la rete non rimane ferma durante l’arrivo del booster. Diversi brevetti descrivono infatti una piattaforma nella quale la rete ed il foro di cattura possono essere traslati in tempo reale mediante cursori motorizzati che scorrono lungo guide lineari.

Telecamere e sensori ottici osservano continuamente il razzo durante la discesa e determinano la posizione della parte superiore e inferiore del veicolo, nonché quella dei lati della cornice. Il sistema calcola quindi lo scostamento tra la traiettoria prevista del booster e il foro di cattura, comandando i motori affinché il foro si sposti sotto il razzo.

Questa soluzione permette di correggere automaticamente piccoli errori residui di guida senza richiedere continue correzioni propulsive da parte del booster. In pratica non è soltanto il razzo a cercare la rete, ma anche la rete che si muove per raggiungere il razzo.

Per ottenere un inseguimento sufficientemente preciso è necessario conoscere con continuità la posizione e la velocità del booster. Tuttavia il problema è reso particolarmente complesso dal fatto che il razzo, le funi e la stessa piattaforma costituiscono un sistema fortemente non lineare, mentre le misure provenienti dalle telecamere sono inevitabilmente affette da rumore, vibrazioni e piccoli errori.

Calcolare l’impatto

Il comportamento della rete mobile non è descritto nei brevetti cinesi soltanto dal punto di vista meccanico, ma viene ricostruito attraverso modelli matematici dell’intero sistema di funi, pulegge e slitte. Le funi sono modellate secondo un approccio Arbitrary Lagrangian-Eulerian (ALE), particolarmente adatto a rappresentare elementi flessibili che scorrono attraverso pulegge e cambiano continuamente configurazione. In questo modo il modello tiene conto dello scorrimento della fune, del suo avvolgimento e svolgimento sulle pulegge motorizzate, dello spostamento delle slitte lungo le guide e delle vibrazioni trasversali che si generano durante il movimento della rete (brevetti CN114572429B e CN114802829A).

In particolare, il sistema fune-slitte viene rappresentato mediante un modello dinamico multibody rigido-flessibile, nel quale sono introdotti i vincoli geometrici determinati dalle guide, dalle pulegge e dalla configurazione del telaio di cattura. Le relative equazioni differenziali-algebriche, descritte nei brevetti, vengono ridotte alle coordinate indipendenti mediante il Jacobiano dei vincoli e integrate nel tempo con un metodo Backward Differentiation Formula (BDF); le equazioni non lineari risultanti vengono risolte iterativamente con il metodo di Newton. Il risultato è un modello capace di prevedere, istante per istante, posizione, velocità e accelerazione dei diversi elementi della rete.

Su questa base opera l’Unscented Kalman Filter (UKF). I dispositivi di misura visiva rilevano la posizione della parte superiore e inferiore del booster e di punti caratteristici del telaio di cattura, ma tali segnali sono inevitabilmente affetti da rumore di misura e dalle oscillazioni delle funi. L’UKF combina quindi le misure disponibili con il modello dinamico del sistema per ottenere in tempo reale una stima più accurata della posizione e del movimento del booster e della rete. Attraverso l’Unscented Transform, il filtro fa evolvere nel modello una serie di sigma points rappresentativi dello stato del sistema e ne ricava progressivamente le stime aggiornate e le relative incertezze.

La posizione così stimata del booster viene confrontata con quella del centro del foro di cattura. L’errore risultante alimenta un controllore PD con funzione di saturazione, che determina la velocità delle pulegge motorizzate. Avvolgendo o svolgendo opportunamente i diversi tratti della fune, queste muovono le slitte lungo le guide e traslano il foro di cattura nelle due direzioni orizzontali, consentendogli di seguire attivamente la traiettoria del booster. La funzione di saturazione serve inoltre a evitare comandi iniziali troppo bruschi, limitando discontinuità e vibrazioni della rete durante l’inseguimento.

In sostanza, la rete non viene semplicemente spostata verso il razzo: il suo comportamento viene modellato matematicamente, le misure visive vengono filtrate e confrontate con il modello dinamico e il risultato viene trasformato in comandi alle pulegge che mantengono il foro di cattura allineato alla traiettoria del booster.

“Agganciamento!”

Una volta che il booster attraversa il foro di cattura, entrano in funzione i dispositivi di aggancio installati sul veicolo, costituiti da un’asta incernierata al corpo del razzo che, durante la fase finale del rientro, si apre verso l’esterno disponendosi quasi perpendicolarmente alla superficie del booster. All’estremità dell’asta è presente un semplice gancio a baionetta progettato per intercettare la fune della rete (CN117128817).

Il funzionamento è estremamente semplice ma efficace. Durante la discesa la fune entra nella gola del gancio spingendo una linguetta incernierata caricata a molla. Dopo il passaggio della fune, la linguetta ritorna automaticamente nella posizione iniziale impedendone la fuoriuscita accidentale. In questo modo il sistema consente l’ingresso della fune in una direzione, ma ne impedisce il percorso inverso durante la successiva fase di frenatura.

L’importanza della linguetta emerge soprattutto nei primi istanti successivi all’aggancio. Il booster non si arresta infatti immediatamente: continua a muoversi, la rete si deforma, le funi oscillano e i carichi cambiano rapidamente direzione. In assenza di un dispositivo di ritenuta, anche un momentaneo allentamento della tensione potrebbe permettere alla fune di uscire dalla gola del gancio, compromettendo l’intera operazione di recupero.

Il punto meccanicamente più delicato dell’intero sistema è il contatto tra il gancio e la fune. Lungo il tratto libero la fune lavora quasi esclusivamente a trazione, mentre nel punto di aggancio è costretto a piegarsi attorno a una superficie curva, subendo contemporaneamente trazione, flessione locale e pressioni di contatto. Se il raggio di curvatura fosse troppo ridotto, i trefoli esterni della fune si deformerebbero eccessivamente ad ogni recupero, con un rapido accumulo di danno a fatica. Per questo motivo un brevetto cinese (CN117128817) prevede che la superficie cilindrica di appoggio del gancio abbia un diametro pari a circa tre-cinque volte quello della fune, riducendo la curvatura locale, distribuendo meglio le pressioni e aumentando la durata della fune. Lo stesso brevetto prevede inoltre che il gancio sia facilmente sostituibile, così da poter rimpiazzare soltanto il componente maggiormente soggetto ad usura senza intervenire sull’intero meccanismo di aggancio.

Smorzare l’impatto

Tra il gruppo di aggancio e il corpo del booster è installato un puntone telescopico smorzante. Durante l’apertura dell’asta, esso controlla il movimento evitando urti di fine corsa e oscillazioni indesiderate; successivamente, quando la fune viene intercettato e la forza cresce rapidamente, il puntone assorbe parte dell’energia deformandosi progressivamente (CN117128817).

In pratica il puntone funziona come un ammortizzatore installato direttamente sul booster: anziché trasmettere istantaneamente tutto il carico alla struttura del razzo, ne distribuisce l’applicazione lungo una corsa controllata, riducendo il picco di forza e migliorando la stabilità dell’intero sistema.

L’energia viene quindi dissipata su più livelli. Una prima parte è assorbita dalla deformazione della rete, una seconda dal movimento relativo delle funi sulle pulegge e una terza dal puntone telescopico installato sul booster. La fase finale della decelerazione è invece affidata al sistema idraulico della piattaforma: una volta che il booster rimane sospeso alla rete, la discesa residua trascina le funi di cattura che, attraverso pulegge mobili, azionano uno stantuffo.

Questo comprime l’olio contenuto in un cilindro idraulico e lo spinge verso un accumulatore oleopneumatico, trasformando progressivamente l’energia cinetica residua in pressione idraulica, compressione del gas e calore e impedendo che il carico venga trasferito istantaneamente alla struttura della piattaforma (CN114655474).

L’aspetto più raffinato di questa soluzione è che la forza di frenatura non rimane costante durante l’intera corsa. Una frenata troppo intensa all’inizio produrrebbe infatti carichi elevatissimi sui ganci e sulle funi, mentre una frenata troppo debole richiederebbe una corsa molto più lunga del sistema di smorzamento. Per risolvere questo problema il movimento dello stantuffo aziona una camma che modifica progressivamente l’apertura della valvola di strozzamento del circuito idraulico. Variando la sezione disponibile al passaggio dell’olio varia automaticamente anche la pressione all’interno del cilindro e, di conseguenza, la forza frenante applicata al booster. La forma della camma viene quindi progettata in modo da ottenere una precisa legge di decelerazione, distribuendo l’assorbimento dell’energia lungo tutta la corsa del dispositivo invece di concentrarlo in un unico impulso.

È interessante osservare che principi analoghi di dissipazione progressiva dell’energia e regolazione dello smorzamento sono impiegati anche negli impianti a fune, come le funivie, dove il controllo delle sollecitazioni sui cavi e sugli organi meccanici è essenziale per evitare picchi di carico e garantire un arresto controllato.

Le simulazioni riportate nel brevetto mostrano proprio questo comportamento. Nel caso di studio viene considerato un booster di circa 25 tonnellate con una velocità verticale iniziale di circa 20 metri al secondo. Le curve di simulazione dimostrano come velocità, pressione idraulica, tensione delle funi e decelerazione evolvano in maniera coordinata durante tutta la frenatura, evitando bruschi picchi di carico (Figure 14 e seguenti del CN114655474). Il sistema è inoltre dotato di un selettore che permette di modificare la taratura della valvola, adattando la legge di frenatura a razzi di massa differente.

Per impedire che il booster rimbalzi dopo l’arresto, la piattaforma impiega inoltre dispositivi anti-ritorno che impediscono alle funi di restituire elasticamente l’energia accumulata. Senza tali dispositivi la rete potrebbe comportarsi come una grande molla, provocando una nuova oscillazione del razzo. L’impiego combinato di smorzatori e sistemi anti-rimbalzo consente invece di mantenere il booster in una posizione stabile subito dopo la cattura (CN109911253).

 

Ritorno alla base

Dopo la cattura il booster deve essere messo in sicurezza e trasportato senza compromettere la stabilità della piattaforma navale. Un brevetto particolarmente recente descrive un sistema nel quale una struttura anulare rotante allinea automaticamente un modulo di movimentazione con il razzo. Il booster viene afferrato mediante pinze ammortizzate, ribaltato gradualmente dalla posizione verticale a quella orizzontale e successivamente trascinato all’interno di un contenitore cilindrico sigillabile (CN119197208).

Una volta chiuso, il contenitore può essere separato dalla piattaforma e trainato fino al porto; camere di galleggiamento estraibili aumentano la stabilità durante il trasporto marittimo riducendo il rischio di ribaltamento (CN119197208).

Un brevetto non interamente accessibile

L’analisi dei brevetti mostra anche che la Cina non ha sviluppato esclusivamente la soluzione basata sulla rete di funi. Parallelamente sono state progettate gambe di atterraggio leggere in materiali compositi e i relativi dispositivi di bloccaggio. Un sistema riutilizzabile mantiene le gambe ripiegate contro il corpo del razzo durante il volo mediante due ganasce con sedi semicircolari azionate da un attuatore pneumatico o idraulico attraverso un cinematismo a manovella e biella. Un chiavistello impedisce aperture accidentali, mentre molle di richiamo e un fine corsa telescopico riportano automaticamente il meccanismo nella posizione iniziale dopo ogni utilizzo (Figure 2–6 del CN117704898).

Questi brevetti dimostrano come, almeno nelle prime fasi di sviluppo, siano state esplorate anche architetture più vicine a quelle adottate dal Falcon 9, prima di convergere sul recupero mediante rete di funi.

Un aspetto particolarmente singolare riguarda la strategia di protezione brevettuale. Allo stato delle banche dati pubbliche consultabili nel 2026, i principali brevetti analizzati risultano limitati alla sola Cina, senza corrispondenti estensioni estere. Ciò significa che queste specifiche invenzioni sono protette soltanto nel territorio cinese e che, salvo l’esistenza di altri diritti, potrebbero in linea di principio essere riprodotte e utilizzate all’estero senza violare tali brevetti.

È chiaro che alcuni elementi decisivi siano stati mantenuti come know-how riservato, ad esempio i parametri di pretensionamento delle funi, le curve reali di smorzamento, i materiali e i trattamenti del gancio, le tolleranze di aggancio e soprattutto i sistemi di intelligenza artificiale che consentono di allenare la risposta del sistema sulla base dell’esperienza operativa.

Inoltre, poiché il primo recupero riuscito è avvenuto soltanto il 10 luglio 2026 e le domande di brevetto vengono normalmente pubblicate circa 18 mesi dopo il deposito, è verosimile che parte delle innovazioni più recenti, depositate nel 2025 o nel 2026, non sia ancora pubblicamente accessibile.

Inoltre brevetti cinesi mostrano che il sistema di cattura non è necessariamente costituito da una “rete” nel senso tradizionale del termine, ma può assumere configurazioni diverse basate su funi tese e mobili. In una prima soluzione, una singola fune continua viene fatta passare attraverso pulegge fisse, pulegge motorizzate e slitte in modo da formare una struttura reticolare con un’apertura centrale di cattura, la cui posizione può essere traslata sul piano orizzontale agendo sulle slitte e sulle pulegge (CN114655474B, 15.02.2022; CN114572429B, 15.02.2022).

In un’altra configurazione, che sembra essere quella adottata nella soluzione effettivamente sperimentata, il foro di cattura è delimitato da quattro funi, o più precisamente da quattro tratti di intercettazione disposti a coppie parallele e ortogonali tra loro: lo spostamento delle relative pulegge mobili consente di traslare l’area centrale per allinearla alla traiettoria del booster (CN116718081A, 19.07.2023).

Più in generale, le diverse soluzioni brevettuali convergono quindi sull’idea di un sistema di cattura a funi, nel quale la geometria e la posizione dell’apertura centrale possono essere controllate dinamicamente per intercettare il booster durante la fase finale della discesa.

Conclusioni

Il valore di queste tecnologie va ben oltre il singolo sistema di recupero. La capacità di riutilizzare in modo affidabile il primo stadio incide direttamente sui costi, sulla frequenza dei lanci e, più in generale, sulla capacità industriale di accesso allo spazio. I brevetti cinesi mostrano il tentativo di costruire una soluzione autonoma rispetto al modello statunitense, sviluppando in parallelo meccanica, sensoristica, controllo, dissipazione dell’energia e diversi sottosistemi complementari presso università, istituti di ricerca e soggetti industriali differenti. Questo non dimostra da solo una piena maturità operativa, ma indica un percorso di sviluppo strutturato e una progressiva costruzione di know-how proprietario.

La competizione spaziale riguarda quindi sempre più la disponibilità di infrastrutture tecnologiche riutilizzabili, scalabili e protette da proprietà industriale. Un sistema di recupero efficace può tradursi in maggiore frequenza di lancio, riduzione dei costi e capacità di dispiegare rapidamente grandi costellazioni civili, commerciali e dual use.

Un ulteriore elemento critico riguarda la fase finale del rientro, più complessa del lancio, perché il veicolo deve correggere in tempo reale vento, turbolenze, errori di assetto e deviazioni di traiettoria per raggiungere con precisione l’area di cattura. In queste condizioni, modelli puramente deterministici non sono sufficienti e i sistemi di intelligenza artificiale addestrati su dati reali sono decisivi. Proprio questi algoritmi, tuttavia, tendono a non emergere dai brevetti, potendo essere mantenuti come know-how riservato e segreto industriale.

Per l’Europa il tema è particolarmente delicato. Rispetto a Stati Uniti e Cina, disponiamo di una base più limitata di infrastrutture di calcolo, data center, dati operativi e piattaforme reali su cui addestrare e validare sistemi avanzati di controllo. Senza un rafforzamento significativo di queste capacità sarà impossibile colmare il divario, non soltanto nei lanciatori riutilizzabili, ma nel settore aerospazio in generale.

L’Unione Europea ha avviato programmi per rafforzare l’accesso autonomo allo spazio e sviluppare tecnologie riutilizzabili, attraverso Horizon Europe, il progetto SALTO, il dimostratore Themis e nuovi finanziamenti per soluzioni di lancio innovative. Tuttavia, rispetto alla maturità raggiunta dagli Stati Uniti e alla rapidità con cui la Cina sta sviluppando architetture alternative, l’Europa appare ancora in estremo ritardo nella capacità di trasformare ricerca e sperimentazione in sistemi operativi competitivi.

La questione, quindi, non è stabilire se il sistema cinese sia oggi migliore di quello americano, ma riconoscere che la Cina sta costruendo una propria architettura tecnologica per la riutilizzabilità dei lanciatori. È su questo terreno — capacità di innovare, industrializzare e apprendere rapidamente dai dati reali — che si giocherà una parte crescente della competizione spaziale globale.

[Immagine d’apertura: CC 4.0 中国新闻社, rielaborata con l’IA]