Conquista dello spazio (23685)

La conquista della Luna

Proprio dove oggi decollano gli Space Shuttle, tra il 1967 e il 1972 il Programma spaziale Apollo divenne la più grande sfida che l’uomo abbia mai intrapreso nel corso della Storia fino ad oggi: mettere piede sulla Luna. 1

Il campo delle esplorazioni e delle conquiste spaziali fu forse l’ambito in cui si fece maggiormente sentire la competizione causata dalla guerra fredda. In un ramo così nuovo ed inesplorato della scienza e della tecnica, le due superpotenze potevano mostrare l’una all’altra la loro superiorità nello sviluppo di nuove conoscenze, spostando l’accento del contrasto sulla propaganda, sull’immagine, sull’apparenza davanti all’opinione pubblica mondiale ed esibendo quindi la propria ideologia come la migliore, che permetteva maggiori possibilità di potenziamento al popolo che la adottava.

Storia: i precedenti

Fin dalla seconda metà dell’800 lo spazio è stato oggetto dei sogni della fantascienza e dei primi progetti dei pionieri che, più o meno realisticamente, ma sempre molto seriamente, hanno studiato alcune soluzioni per abitare lo spazio, talvolta con esiti così ambiziosi che sono di difficile attuazione persino ai nostri giorni, ma sono comunque validi. Tra i primi scrittori possiamo citare Jules Verne, che nel 1865 aveva pubblicato il romanzo “Dalla Terra alla Luna”, e lo scrittore Edward E. Hale, che nel 1869 pubblicava il racconto “La Luna di mattoni”, la storia di tre giovani decisi a costruire una sfera di 65 m di diametro da mandare in orbita a 6000 m di quota.

Il primo pioniere che affrontò scientificamente il problema fu nel 1902 il russo Konstantin Eduardovich Tsiolkovsky (1857-1935), che nel suo studio “Exploring Universal Expanses with Jet Instruments” dimostrava la capacità dei razzi di volare nello spazio e gettava il primo sguardo nella prospettiva delle esplorazioni spaziali. “Noi possiamo realizzare un osservatorio permanente, in movimento oltre i limiti dell’atmosfera

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per un lungo, indefinito periodo di tempo attorno alla Terra, proprio come la nostra Luna”. Egli disegnò razzi, calcolò propellenti suggerendo la combinazione idrogeno-ossigeno, immaginò per la prima volta vettori spaziali a più stadi e si occupò anche delle stazioni spaziali, ed è per questo che è internazionalmente riconosciuto come il primo padre dell’astronautica.

Il secondo padre dello spazio è invece considerato l’ungherese Hermann Oberth (1894-1989) che nel libro “Die Rakete zu den Planetenraum“ (“Il razzo nello spazio interplanetario”) descriveva il viaggio di un razzo verso lo spazio, il funzionamento di un motore a razzo anche nel vuoto, il collocamento in orbita di un satellite e gli eventuali effetti subiti da un astronauta a bordo. Inoltre illustrava nei particolari due tipi di razzi ed esplorava il concetto di stazione spaziale, che avrebbe approfondito in seguito. Al contrario di Tsiolkovsky, egli vedeva nelle basi orbitali anche vantaggi militari, meteorologici e per le telecomunicazioni, nonché la possibilità di sfruttarle come basi d’appoggio per veicoli interplanetari. Le stazioni spaziali da lui progettate prevedevano la presenza di più elementi a notevole distanza gli uni dagli altri a formare un sistema di stazioni ed un altro suo studio riguardava un gigantesco specchio spaziale in grado di illuminare una vasta superficie del nostro pianeta.

1 K. E. Tsiolkovsky, Exploring Universal Expanses with Jet Instruments, in Giovanni Caprara, “Abitare lo spazio”, Mondadori, 1998;

A partire dagli anni trenta le intuizioni pionieristiche furono incanalate in progetti più concreti, come la costruzione di un vettore in grado di portare uomini e mezzi al di fuori del pianeta. Un primo tentativo riuscito risale all’americano Robert Goddard, che aveva fatto volare un primo razzo a propellenti liquidi già nel ’26, ma saranno i tedeschi sotto la guida di Wernher von Braun (1912-1977) a giungere durante la guerra alla costruzione dei primi missili balistici, i famigerati V-1 e V-2. Nello stesso tempo sempre i tedeschi pensavano ad un’applicazione militare dello specchio solare di Oberth, battezzata Sun Gun. Nel ’45 fu invece Arthur C. Clarke a rifarsi al progetto di Noordung, proponendo la sistemazione di tre basi in

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orbita geostazionaria intorno all’equatore ad un’altezza di 42000 km e distanziate di 120° ciascuna, in modo da funzionare come dei ripetitori per le telecomunicazioni. Lo stesso von Braun all’inizio degli anni ’50, ormai trasferito negli USA e dipendente dell’esercito, progettò una stazione spaziale circolare, cosiddetta ruota, che secondo i suoi progetti sarebbe stata il primo passo per la conquista della Luna.

La propulsione a razzo

I viaggi spaziali divennero però possibili solo quando le scoperte del XX secolo fornirono le basi per gli sviluppi della propulsione a razzo e dei sistemi di guida e di controllo degli stessi veicoli spaziali. Come detto, il primo razzo a propellente liquido venne lanciato con successo il 16 marzo 1926 dal fisico statunitense Robert Goddard e nello stesso periodo accurati studi sulla propulsione, anche applicati all’esplorazione dello spazio, vennero condotti da fisici e scienziati di molte parti del mondo. Il primo missile moderno venne però realizzato da Wernher von Braun e trasformato immediatamente nella terribile arma da guerra divenuta tristemente famosa con il nome di V2. La seconda guerra mondiale diede infatti un considerevole impeto allo sviluppo di razzi suborbitali a grande gittata a scopo militare: Stati Uniti, Unione Sovietica, Gran Bretagna e Germania svilupparono contemporaneamente vari razzi, una parte dei quali venne utilizzata al termine del conflitto per voli sperimentali.

I motori dei razzi utilizzati per il lancio di veicoli spaziali sono principalmente di due tipi: a propellente solido e a propellente liquido. I primi impiegano prodotti chimici che bruciano in modo simile alla polvere da sparo, mentre nel secondo caso vengono usati carburanti liquidi e ossidanti in serbatoi separati. Poiché la tecnologia di costruzione dei vettori spaziali è molto simile a quella dei missili balistici a lunga gittata, tra il 1957 e il 1965 gli Stati Uniti e l’Unione Sovietica furono i soli due paesi ad avere la possibilità di lanciare satelliti.

2 Ingegnere statunitense di origine tedesca, noto per aver progettato il razzo a combustibile liquido. Si laureò in fisica all’università di Berlino nel 1934 e dal 1937 al 1945 diresse il centro di ricerche sui razzi di Peenemünde, sul mar Baltico, con l’incarico di mettere a punto il V-2, un razzo a lunga gittata e combustibile liquido. Nel 1945 si stabilì negli Stati Uniti dove partecipò, come consulente tecnico, al programma spaziale che si svolgeva a White Sands, nel Nuovo Messico. Nel 1950 si trasferì a Huntsville, in Alabama, dove diresse per dieci anni il programma missilistico Redstone. Ottenne la cittadinanza americana nel 1955 e nel 1960 divenne direttore delle operazioni di sviluppo del George C. Marshall Space Flight Center (NASA) di Huntsville. Fu responsabile della progettazione del missile Saturno V usato, insieme alla navicella spaziale Apollo, nel programma di sbarco dell’uomo sulla Luna.

3 Orbita in cui il satellite ruota intorno alla Terra nello stesso senso di rotazione di questa, compiendo un giro in 24 ore in sincronismo con la rotazione della Terra stessa;

Il rientro a terra

Un altro problema posto dall’esplorazione umana dello spazio che gli ingegneri dovettero superare prima di lanciare il primo uomo fu il rientro a terra. Il rientro pone numerosi problemi, in particolare è necessario

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rallentare la navicella in modo che essa possa atterrare senza essere distrutta dal calore sviluppato per effetto dell’attrito con l’atmosfera. Nelle navicelle statunitensi Mercury, Gemini e Apollo il problema della protezione della superficie venne brillantemente risolto per mezzo di uno schermo appositamente progettato, di metallo, plastica o ceramica: durante il rientro questi materiali fondevano e vaporizzavano, dissipando il calore in eccesso senza danni per la capsula o per gli astronauti.

Il programma Apollo

Con l’avvio del Programma Apollo nel 1967 iniziava la fase più importante: mettere a punto tutta la tecnologia necessaria per arrivare sulla Luna. Eppure incombevano sempre due costanti: i russi con il loro Programma spaziale e la fretta di batterli sul tempo. Furono proprio i satelliti spia della CIA ad individuare una piattaforma di lancio sovietica con un vettore (l’N1) pronto per il decollo ad accrescere tale disagio. Di conseguenza l’industria americana ebbe un surplus lavorativo eccezionale riuscendo a mantenere attiva la produzione delle numerosissime parti che avrebbero formato il Saturno V, il LEM e tutta la componentistica informatica di Terra e di bordo. Ovviamente, non si doveva sbagliare nemmeno un pezzo secondario, pena il fallimento dei lanci stessi!

N1 Saturno V

Comunque l’N1 sovietico esplose in volo, tutte le volte, poco dopo il decollo e gli USA si ritrovarono, per sfortuna dei russi, in vantaggio pressoché totale.

Partire, percorrere il tragitto Terra-Luna, atterrare sulla Luna, decollare dalla Luna e tornare sulla Terra avrebbe richiesto un sistema relativamente “leggero” e agevole; quindi alla NASA si pensò inizialmente di adottare un unico vettore per tutta la missione. Successivamente si pensò a due vettori che avrebbero poi svolto in orbita terrestre le manovre di aggancio tra il modulo principale e un secondo modulo lunare. Ma

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entrambi questi metodi sarebbero risultati troppo pesanti e pericolosi. Che accadde? Un “semplice” ingegnere di nome John Houbolt, mettendo al tappeto tutta la schiera gerarchica della NASA propose una soluzione diversa: un vettore unico contenente il modulo principale e un modulo lunare che avrebbero operato distintamente. Dapprima, nell’orbita terrestre, il modulo lunare sarebbe stato estratto ed agganciato al modulo principale; successivamente entrambi avrebbero percorso il tragitto Terra-Luna. Giunti sulla Luna, il LEM sarebbe sceso, mentre il modulo principale doveva restare in orbita; infine, terminata la fase esplorativa sulla Luna, il modulo lunare sarebbe decollato senza la sua piattaforma base e, riagganciandosi al modulo orbitale, potevano rientrare sulla Terra. Naturalmente il LEM ed il serbatoio del modulo principale alla fine si abbandonavano e rientrava in atmosfera solo la capsula abitativa.

Una tecnologia davvero straordinaria, ma non esente da problemi: l’Apollo 1 andò distrutta per un cortocircuito che fece incendiare la cabina, con i tre membri dell’equipaggio, satura di ossigeno puro ad alta pressione, per cui il portello non si riuscì ad aprire dall’interno. L’Apollo 13, sempre a causa di un cortocircuito, rischiò di andare in pezzi perché esplose un serbatoio di ossigeno sul modulo principale (Odyssey).

Che dire dell’Apollo 11? La missione rischiò di fallire proprio nel momento più culminante, mentre il LEM era a pochi passi dal suolo lunare! Motivo? Un errore tra i computer e i radar. Pare che la telemetria da Terra dava valori diversi rispetto a quanto dicevano i computer di bordo. Così il punto previsto di atterraggio fu perso e, per una botta d’occhio del pilota, si trovò una piccola porzione di terreno adatta per un atterraggio quasi di fortuna. Oltretutto il carburante stava per finire (mancavano 10 secondi) e la velocità di discesa era troppo elevata. La missione fu salvata, ancora una volta, grazie ad un personaggio “secondario” il quale disse di ignorare i dati dei computer e di procedere manualmente.

La Luna dei poeti

Ludovico Ariosto (1474-1533)

Orlando Furioso (Canto XXXIV)

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Siamo nel XXXIV canto del Furioso: Astolfo in groppa all’ippogrifo vola fin sulla cima del paradiso terrestre dove viene accolto in uno splendido palazzo da san Giovanni Evangelista, che gli spiega che è giunto fin lassù per riprendere il senno che Orlando aveva perso inseguendo il desiderio di possedere la bella pagana Angelica (Dio l’aveva così punito facendolo uscire di testa). Italo Calvino nel suo racconto del Furioso a questo punto scrive:

“Nulla mai nell’universo va perduto. Le cose perse in terra, dove vanno a finire? Sulla Luna. Nelle sue bianche valli si ritrovano la fama che non resiste al tempo, le preghiere in malafede, le lacrime e i sospiri degli amanti, il tempo sprecato dai giocatori. Ed è là che, in ampolle sigillate, si conserva il senno di chi ha perduto il senno, in tutto o in parte.”

La Luna quella notte passava proprio vicino alla montagna. Astolfo e san Giovanni Evangelista, salendo sul carro d’Elia, vedono il corno lunare farsi enorme e la Terra, là in basso, rimpicciolire, diventare una pallina. Per distinguervi i continenti e gli oceani, Astolfo deve aguzzare le ciglia.

“Passando la sfera del fuoco senza bruciarsi, entrano nella sfera della Luna, d’acciaio immacolato. La Luna è un mondo grande come il nostro, mari compresi. Vi sono fiumi, laghi, pianure, città, castelli, come da noi; eppure altri da quelli nostri. Terra e Luna, così come si scambiano dimensioni e immagine, così invertono le loro funzioni: vista di quassù, è la Terra che può essere detta il mondo della Luna; se la ragione degli uomini è quassù che si conserva, vuol dire che sulla terra non è rimasta che pazzia” (Orlando Furioso raccontato da Italo Calvino, Einaudi, pagg. 219-220). Leggiamo le ottave a cui si riferisce Calvino:

Tutta la sfera varcano del fuoco,

et indi* vanno al regno de la luna. *da qui

veggon per la più parte esser quel loco

come un acciar* che non ha macchia alcuna; * come un acciaio

e lo trovano uguale, o minor poco

di ciò che in questo globo si raguna,* * è raccolto

in questo ultimo* globo de la terra, * il più lontano da Dio nel sistema tolemaico

mettendo* il mar che la circonda e serra**. * comprendendosi ** chiude

Quivi ebbe Astolfo doppia maraviglia:

che quel paese appresso* era era sì grande, * visto da vicino

il quale a un picciol tondo rassomiglia

a noi che lo miriam da queste bande*; * da queste parti, dalla terra

e ch’aguzzar conviengli ambe le ciglia,

s’indi la terra e ’ mar ch’intorno spande

discerner vuol*; che non avendo luce, *se vuole distinguere la terra e il mare che si spande

l’imagin lor poco alta si conduce*. * poiché non avendo la terra e il suo mare luce

Altri fiumi, altri laghi, altre campagne

sono là su, che non son qui tra noi;

altri piani, altre valli, altre montagne,

c’han le cittadi, hanno i castelli suoi* *loro

con case de le quai mai le più magne

non vide il paladin prima né poi:

vi sono ample e solitarie selve,

ove le ninfe ognor* cacciano belve. *continuamente

Non stette il duca a ricercare* il tutto; *esplorare

che là non era asceso a quello effetto* *scopo.

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da l’apostolo santo fu condutto

in un vallon fra due montagne istretto,

ove mirabilmente era ridutto* *raccolto

ciò che si perde o per nostro difetto,

per colpa di tempo o di Fortuna:

ciò che si perde qui, là si raguna* *si raccoglie

Non pur* di regni o di ricchezze parlo, *soltanto

in che la ruota instabile lavora;* * sui quali l’instabile ruota della Fortuna opera

ma di quel ch’in poter di tor, di darlo

non ha Fortuna, intender voglio ancora*. *ma voglio anche intendere di ciò che il caso non

Molta fama è la su, che, come tarlo, ha il potere di togliere o di dare

il tempo a lungo andar qua giù divora:

là su infiniti prieghi* e voti stanno, *preghiere

che da noi peccatori a Dio si fanno.

Le lacrime e i sospiri degli amanti,

l’inutil tempo che si perde a giuoco,

e l’ozio lungo di uomini ignoranti,

vani disegni che non han mai loco*, *progetti che non si realizzano

i vani desideri sono tanti,

che la più parte ingombran di quel loco:

ciò che in somma qua giù perdesti mai*, *tutto ciò che perdesti sulla terra

là su salendo ritrovar potrai.

Analisi

La Luna dell’Ariosto è di acciaio e senza macchia: uno specchio della terra che offre però immagini rovesciate; è l’esatto complemento della terra dal momento che sulla luna si trova tutto ciò che sulla terra si è perso o per errore, o per colpa del tempo o della fortuna.

Le analogie/differenze del rapporto che poeti e scienziati hanno avuto con la Luna, è il tema del resoconto di Galileo che proprio scrutando la luna sovverte il paradigma aristotelico-tolemaico fondato sulla rigida distinzione tra cielo e terra. Dirà Calvino: “È la prima volta che la Luna diventa per gli uomini un oggetto reale, che viene descritta minutamente come cosa tangibile”.

Infatti nel 1609 Galileo punta il suo cannocchiale sulla Luna e anche lui vede che la Terra e la Luna non sono poi così diverse come i grandi filosofi (Aristotele e Tommaso d’Aquino) avevano sempre sostenuto.