TL;DR: Per il complesso classe Starship (~5 000 t al decollo) l'"assistenza al lancio", aggiungendo precocemente solo 80–150 m/s, può fornire un +5–13 % di carico utile in LEO (LEO) a seconda della posizione. Spostando lo stesso veicolo verso alture quasi equatoriali in Africa e combinandolo con la migliore soluzione a molla, si aggiungono ~20 t in LEO e nelle missioni GEO si risparmiano decine di tonnellate di propellente evitando il cambio di piano orbitale. Ogni piccolo contributo conta—e molto.

0) Assunzioni (per poter replicare il calcolo)

• Massa del veicolo al momento del decollo: 5 000 000 kg (classe Starship + Super Heavy).
• Modello di prestazioni degli stadi (approssimativo ma coerente):
  • Primo stadio (booster): Isp ≈ 330 s, propellente ≈ 3 300 t, "a secco" ≈ 200 t.
  • Secondo stadio (nave): Isp ≈ 375 s, propellente ≈ 1 200 t, "a secco" ≈ 150 t.
• Bilancio Δv dal sito a LEO (inclusi perdite per gravità/resistenza): ~9,4 km/s.
• Rotazione terrestre: contributo di velocità all'equatore vs. Starbase (~26° N) ≈ +47 m/s.
• Vantaggio del cambio del piano orbitale GEO equatoriale (all'apogeo, manovra combinata): ≈ 305 m/s risparmiati rispetto a 26° N.
• Vantaggio dell'altitudine delle alture (aria più rarefatta, minore contropressione) come equivalente precoce di Δv: ~10–20 m/s (usiamo 20 m/s negli esempi).

1) Tre scenari

Perché non una semplice molla d'acciaio delle dimensioni di uno stadio? Perché la densità di energia elastica dell'acciaio è bassa. Le "molle" pratiche migliori sono moduli: sezioni elettromagnetiche, idraulica, volani/SMES e cavi compositi ad alta deformazione—caricati lentamente, scaricati rapidamente, forza controllata.

2) Bilancio Δv (cosa otteniamo "gratis"?)

• Sollevamento Maglev: ~+80 m/s all'inizio.
• Grande molla: ~+150 m/s all'inizio (ingegneria di livello mondiale e contenimento).
• Bonus equatoriale vs. Starbase (~26°N): +47 m/s (rotazione).
• Altopiani: equivalente Δv di ~+10–20 m/s dovuto all'aria più rarefatta e alla diminuzione della pressione nelle "seconde più sporche".
• GEO dall'equatore: si risparmiano ~305 m/s all'apogeo evitando la variazione del piano di 26°.

3) Quanta parte del carico utile viene "acquistata"? (LEO/ZZO)

Utilizzando il modello sequenziale a due stadi descritto sopra otteniamo quanto segue. I numeri sono indicativi; la regolarità è importante.

Leggete così: lo stesso razzo, con una piccola spinta anticipata e un'area di lancio migliore, "carica" una cifra a due cifre di tonnellate in LEO. Questo è l'opposto del "piccolo passo".

4) Verifica di "buon senso" del progetto (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 — semplice; difficile è la potenza per pochi secondi. Per questo esiste il "pacchetto molle": carichiamo lentamente, rilasciamo rapidamente, formiamo la forza.

5) GEO — dove l'equatore stupisce

Da ~26°N (Starbase) per il volo verso GEO è necessario "rimuovere" ~26° di inclinazione. Se il cambio di piano viene fatto saggiamente all'apogeo e combinato con la circolarizzazione, il costo aggiuntivo è ~305 m/s rispetto al lancio dall'equatore.

Cosa significa 305 m/s in termini di propellente? Per il secondo stadio con Isp ≈ 375 s:

• Ogni 200 t dopo la manovra (secco + carico) per la manovra all'apogeo all'equatore servono ~99 t di propellente, mentre da Starbase ~125 t. Questo è un ~26 t di risparmio — all'apogeo, per ogni missione.
• Scalando linearmente: 400 t → ~52 t risparmiate; 800 t → ~103 t risparmiate.

Combinate questo con uno spintone a molla di 150 m/s all'inizio del decollo e un piazzale in altopiano — e durante tutta la missione accumulate centinaia di m/s di "budget alleggerito". Nell'architettura di rifornimento significa meno voli di rifornimento o carico maggiore in GEO.

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

• Oggi pacchetti di molle pratici (acciaio/titanio + compositi + motori EM): densità di energia elastica efficace prevista ~1–10+ kJ/kg. Sufficiente per assistenza, ma non per il "lancio in orbita".
• Varianti "da sogno" da laboratorio (BMG, CFRP ad alta deformazione, un giorno CNT/grafene in massa) possono raggiungere ~10–30+ kJ/kg praticamente. Questo permette un assist di classe ~150 m/s su scala megastruttura. Comunque, il lavoro lo fanno i motori.

7) Sicurezza, controllo e "non rompere il razzo"

• Molti piccoli moduli > una molla gigantesca: affidabilità ridondante e aborti ordinati.
• Curve S limitate da jerk (scatto): salita/mantenimento/discesa della forza uniforme; i motori regolano insieme per mantenere il g totale nei limiti.
• Ritenzione/ammortizzatori: tutta l'energia inutilizzata finisce nei freni, non nel "boostback rimbalzo".

8) Sintesi

• Sollevamento Maglev (~80 m/s): già vale un ~+5 % di carico utile LEO a Starbase, e ancora di più all'equatore.
• Grande molla (~150 m/s): con ingegneria di livello mondiale si raggiunge un intervallo di ~+9–13 % di carico utile LEO a seconda della posizione.
• Altopiani dell'Africa equatoriale + molla: circa +20 t in LEO per lo stesso razzo e ~25–100+ t di propellente risparmiato all'apogeo GEO (dipende dalla missione). Questo è il "ogni bit conta" — chiaramente.
• I motori fanno comunque il lavoro: la molla non sostituisce la trazione; cancella i secondi iniziali più brutti e "paga" con il carico.

Il primo stadio può essere una batteria. Caricatela lentamente. Scaricatela con delicatezza. Con un miglior piazzale e una migliore latitudine non cambiate la fisica — lasciate che sia la fisica a cambiare il vostro carico utile.