Esplorazioni spaziali - Tesina per scuola media

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Le esplorazioni spaziali

Razzi, sonde ed esplorazioni spaziali

Fin dall’antichità l’uomo ha sempre desiderato esplorare l’universo. I primi strumenti di esplorazione sono stati i telescopi ed il primo è stato costruito da Galileo nel 1609.

Tuttavia l’inizio dell’esplorazione dello spazio si ha nel 1957, quando l’Unione Sovietica lancia il primo satellite artificiale, lo Sputnik 1. Da allora è stato un susseguirsi di lanci, che hanno portato l’astronautica mondiale a conseguire tutta una serie di successi: dal primo volo umano attorno alla Terra (Y. Gagarin) fino alla conquista della Luna con l’Apollo 11.

L’origine dei viaggi spaziali è derivata essenzialmente dalla ricerca di prestigio e di supremazia tecnologica, e questo ha determinato la corsa allo spazio dagli anni cinquanta del secolo scorso.

Attualmente tuttavia gli scopi maggiori delle missioni nello spazio sono scientifici: astrofisica, astronomia, osservazione della Terra e monitoraggio delle risorse del pianeta, controllo del territorio, navigazione assistita, studio del sistema Solare, telecomunicazioni televisive ed internet.

Le missioni spaziali possono essere possono essere raggruppate in cinque tipi:

• Orbite attorno alla Terra
• Flyby (sorvolo)
• Rendezvous (appuntamento)
• Discesa e raccolta di campioni
• Missioni umane

Orbite attorno alla Terra

Le orbite dei satelliti attorno alla Terra possono essere basse (da 160 a 2.000 km dalla superficie), medie (da 2.000 a 35.876 km) o geostazionarie.

Tutti i satelliti scientifici, di osservazione della Terra e per telecomunicazioni sono in orbita bassa.

I satelliti in orbita geostazionaria compiono un giro attorno alla Terra in 24 ore e pertanto sembrano “fermi” su un determinato punto della superficie. Possono stare solo in orbita equatoriale e se ne possono alloggiare circa 500. Tutti i satelliti ripetitori (radio, TV e telecomunicazioni) e molti satelliti meteorologici sono in orbita geostazionaria.

Flyby

Comprendono quei veicoli spaziali che effettuano ricognizioni e passaggi ravvicinati, seguendo un’orbita eliocentrica od una traiettoria di fuga, senza entrare in orbita attorno al corpo celeste da studiare.

Le missioni Voyager hanno fatto ampio uso di flyby, compiendo in 12 anni un viaggio straordinario nel Sistema Solare.

Sono attualmente ancora funzionanti (dopo 35 anni!) e stanno uscendo dal sistema solare.

Rendez-vous

Il rendez-vous è una manovra effettuata da due oggetti in volo nello spazio, solitamente una navicella spaziale ed una stazione orbitante intorno alla Terra (indicati rispettivamente come “veicolo attivo” e “veicolo passivo”, ovvero nella terminologia inglese come “chaser” e “target”), avente come obiettivo l’avvicinamento degli stessi.

Fine primario di una manovra rendez-vous è l’aggancio all’altro veicolo, reso possibile dalla presenza su entrambi i veicoli di meccanismi compatibili atti alla realizzazione dell’agganciamento.

Una volta agganciati i due oggetti, utilizzando appositi tunnel di collegamento diventa possibile il passaggio di astronauti e/o materiale da un veicolo verso l’altro.

Discesa con raccolta di campioni (Lander)

Moduli per la discesa sulla superficie dei pianeti, effettuano l’analisi del suolo (composizione e distribuzione degli elementi chimici) e degli strati atmosferici più bassi, oltre alla ripresa di immagini.

Possono essere incluse in questa categoria, anche quelle sonde che impattando con la superficie sopravvivono il tempo utile a studiare il sottosuolo.

Missioni umane

Queste missioni prevedono la presenza di uomini e donne a bordo e per loro natura sono estremamente difficili e costose.

Una persona consuma, in aria, acqua, cibo, un peso considerevole.

C’è poi il peso dei sistemi di sussistenza (riscaldamento, riciclo dei rifiuti, riposo) e – soprattutto – quello delle ridondanze (i sistemi vitali devono essere tutti duplicati o triplicati, per non avere brutte sorprese).

Infine devono esserci sistemi di rientro tali che un organismo umano possa sopravvivere.

Storia: sbarco sulla Luna

A seguito del lancio del primo satellite artificiale da parte dell’Unione Sovietica (lo Sputnik 1) il 4 ottobre 1957 l’attenzione degli Stati Uniti d’America si è rivolta verso un proprio programma di esplorazione spaziale.

Il congresso degli Stati Uniti, allarmato dal possibile pericolo per la sicurezza nazionale e per la possibile perdita della leadership tecnologica, chiese al presidente Dwight D. Eisenhower un’azione immediata.

Il 29 luglio 1958 il presidente Eisenhower firma l’atto di costituzione della National Aeronautics and Space Administration (NASA) con il compito di avviare un programma per l’esplorazione umana dello spazio.

La NASA avvia nel 1958 il Progetto Mercury con lo scopo di stabilire se l’uomo poteva viaggiare nello spazio e nel 1961 il progetto Apollo con lo scopo di mandare propri astronauti sulla Luna in una corsa contro il tempo per battere i sovietici che avevano avviato un analogo progetto.

Il programma Apollo raggiunge la sua meta il 20 luglio 1969, con l’allunaggio dell’Apollo 11.

L’Apollo 11 è stato lanciato con successo da un razzo Saturn V partito dal Kennedy Space Center il 16 luglio 1969 alle 09:32:00 ora locale ed è entrato nell’orbita 12 minuti dopo.

Il Saturn V (conosciuto anche come Razzo Lunare o Saturno V) è un razzo multistadio a combustibile liquido, non riusabile.

L’equipaggio dell’Apollo 11 era composto da tre astronauti:

• Neil Armstrong, comandante e primo uomo a camminare sulla Luna
• Michael Collins, pilota del modulo di comando
• Buzz Aldrin, pilota del modulo lunare

Il volo storico dell’Apollo 11 inizia il 16 luglio.

Dopo essere entrati in orbita lunare, Edwin E. Aldrin, Jr. e Neil A. Armstrong si trasferiscono nel Lem, il modulo per l’allunaggio, mentre il modulo di comando viene affidato al pilota Michael Collins.

Durante la fase di avvicinamento, Armstrong prende i controlli manuali del modulo lunare e il 20 luglio, effettuato l’allunaggio dice: <<Houston, Tranquillity Base here. The Eagle has landed (Houston, qui Base della Tranquillità. L’Aquila è atterrata)>>.

Quasi sette ore più tardi, il 21 luglio, Armstrong esce dal LEM e diventa il primo essere umano a camminare sulla Luna.

Tocca il suolo lunare alle ore 2:56 UTC con lo scarpone sinistro.

Prima del contatto pronuncia la celebre frase: «That’s one small step for [a] man, one giant leap for mankind (Questo è un piccolo passo per un uomo, ma un balzo gigante per l’umanità».

Neil A. Armstrong viene raggiunto da Aldrin e insieme camminano due ore sulla superficie della Luna, sperimentando una forza di gravità pari a un sesto di quella terrestre.

Armstrong e Aldrin lasciano il nostro satellite utilizzando lo stadio superiore del Lem e sfruttando quello inferiore come rampa di lancio.

Il modulo di risalita venne abbandonato dopo l’aggancio con il modulo di comando e i due astronauti si trasferirono di nuovo nella navicella.