Tra gli eventi fondamentali del ‘900, ad esclusione dei tragici conflitti bellici, possiamo mettere sicuramente sul podio lo sbarco sulla Luna.
Luna, che ogni giorno osserviamo, ma che è sempre stata un sogno, un obbiettivo da raggiungere.

Come già accennato nel nostro articolo sui razzi spaziali, che potete leggere cliccando qui, nel secolo scorso c’è stata una vera e propria corsa allo spazio. Una corsa tecnologica e spesso legata a due nazioni ben precise, USA e URSS.
Con un paragone in termini sportivi possiamo affermare che la prima vinse il torneo, la seconda però uscì vittoriosa, inaspettatamente, dalla prima grande gara.
Fù infatti russo il primo uomo nello spazio, l’astronauta Juri Gagarin, nel 1961.

Studi, sperimentazione, passione e dedizione hanno portato interi team di scienziati a far evolvere la tecnologia aeronautica a quella spaziale, fino ad arrivare, proprio il 20 luglio 1969 alle 20:17:40″ UTC, a far sì che Neil Armstrong e Buzz Aldrin mettessero piede sulla superficie lunare.
La missione comprendeva un terzo astronauta, Collins, che però restò nell’orbita lunare a pilotare il modulo di comando.

Il razzo

Il razzo utilizzato per questa impresa fu il Saturn V. Questo particolare Razzo, progettato da Von Broun, è rimasto per un lungo periodo di tempo il razzo più potente e più affascinante mai costruito.

Il razzo era diviso in tre parti, chiamate stadi.

Il primo stadio era il responsabile del decollo e dell’uscita dall’orbita terreste. Su questo erano montati 5 motori F1, che bruciando il propellente stoccato all’interno del razzo, producevano una spinta di 6 770 kN. La più alta di sempre per questo genere di razzi.

Una volta che il vettore aveva raggiunto l’orbita bassa della terra, il 1° stadio veniva sganciato e si procedeva all’accensione del secondo. Questo stadio funzionava esattamente come il precedente, solo che aveva motori meno potenti e consumava meno carburante, anche a causa della minore attrazione gravitazionale della Terra. Il compito del secondo stadio era quello di allontanare il vettore dall’orbita terrestre.

Il 3° stadio, separatosi dal secondo,  aveva un piccolo propulsore che veniva utilizzato per acquistare velocità, ma la parte più importante del modulo era situata nella sua sommità. Qui infatti era stoccato il LEM,  che veniva estratto dallo stadio e agganciato al modulo di comando.

La navicella utilizzata per la missione era costituita da tre macro parti.

• Modulo di comando (CM), era il luogo in cui i tre astronauti avevano i loro sedili e tutti i pannelli di controllo del vettore. Era anche il luogo in cui passavano la maggior parte del loro tempo durante il viaggio verso la Luna.
• Modulo di servizio (SM), complementare al modulo di comando, era il posto in cui erano stoccate tutte le batterie, bombole di ossigeno, acqua e il motore principale per la propulsione. Questo modulo non era accessibile da parte degli astronauti e veniva sganciato prima del rientro in orbita, in quanto non era dotato di scudo termico.
• Modulo lunare Eagle (LEM), questo modulo veniva estratto dalla sommità del 3° stadio e veniva agganciato al modulo di comando. Tramite questo particolare velivolo i 2 astronauti potevano atterrare dolcemente sul suolo lunare e decollare dopo aver svolto tutte le attività previste.

L’allunaggio

Circa 16 ore prima dell’attività extra veicolare l’equipaggio si divise in due. Sul modulo di comando rimase Collins, mentre nel LEM entrarono Armstrong e Aldrin. Da subito iniziarono le procedure per sigillare in modo ermetico sia il LEM che il CM, operazione che portò via più di 2 ore ,impiegate per diverse prove di pressurizzazione e di tenuta dei moduli. Dopo tutte le procedure alle ore 17.44 UTC l’Eagle (nome in codice del LEM) si separò dal CM e venne detta la celebre frase “The Eagle has wings!“ (“L’Eagle ha le ali!”).

La discesa fu piena di problemi: Il primo di questi era dato dalla velocità dell’Eagle. Durante la separazione non si era tenuto conte del fatto che il tunnel di collegamento fra LEM e CM fosse pressurizzato. Questa pressurizzazione ha fornito una spinta aggiuntiva al LEM durante lo sgancio dal CM. Un altro problema sorse 5 minuti dopo a circa 1800 metri di altezza e fu dato dal computer che segnalava due errori: 1201 1202. Questi due errori erano dovuti al sovraccarico di dati che il computer può elaborare (dobbiamo ricordarci che la potenza di calcolo di allora era minore di quella che adesso abbiamo in un comune smartphone).

Fortunatamente pochi giorni prima della partenza furono svolte delle simulazioni relative proprio agli allarmi del computer di bordo, quindi la reazione dei controllori fu abbastanza rapida e venne data l’autorizzazione a continuare la missione nonostante gli allarmi ricevuti.  Alla fine si scoprì che l’allarme era dato da un malfunzionamento nel radar di rendez-vous.

La parte finale dell’allunaggio fu una delle fasi più pericolose di tutta la missione, in quanto ci si accorse che il sito scelto inizialmente era pieno di rocce e detriti, quindi si passò alla guida semi-manuale e gli astronauti iniziarono a cercare un posto un po’ più sicuro in cui atterrare. Il problema fu che questa manovra non prevista fece consumare molto più carburante di quanto pianificato, tanto che riuscirono ad allunare con soli 25 secondi di autonomia rimanente.

Poco prima che l’Eagle toccasse il suolo con le 4 gambe metalliche, una delle sonde lunghe circa 1,5 metri toccò la superficie avvisando l’equipaggio che avrebbero dovuto spegnere il motore, in modo da stabilizzarsi; sfortunatamente Armstrong se ne dimenticò e ordinò il “Shutdown” solamente quando tutte e 4 le zampe furono a contatto. La ragione della scelta di spegnere il motore a circa 1 metro di altezza dal suolo era dettata dal fatto che non si sapeva nulla sulla composizione dello stesso, dubbio che ha portato agli ingegneri la preoccupazione di un eventuale  reazione\esplosione dovuta alle sostanze presenti.

Alle ore 20.17.40 UTC, ora che resterà nella storia, venne detta la famosa frase:

«Houston, Tranquility Base here. The Eagle has landed.»

«Houston, qui Base della Tranquillità. L’Eagle è atterrato»

Prima dell’uscita degli astronauti passarono circa 6 ore. Una volta indossate le tute il LEM fu depressurizzato per evitare una  riduzione della pressione improvvisa e  finalmente, alle ore 02:39:33 UTC del 21 luglio 1969, il portello fu aperto e  Armstrong scese la scaletta che lo portò ad essere il primo uomo a camminare sulla Luna.

Autori Luca Ocretti e Alessandro Gattullo

Photo credit: NASA

Questa voglia di “andare oltre” spinse l’uomo oltre i confini della terra, arrivando ad atterrare sulla Luna nel Luglio del 1969.

Ma come siamo riusciti a creare un oggetto che possa spingerci oltre le frontiere terrestri?
Per molti secoli il principio di un razzo rimase lo stesso che avevano inventato i Cinesi all’inizio del nuovo millennio, ovvero quello i utilizzare la polvere da sparo come combustibile per sparare in aria dei petardi atti  a disorientare e spaventare i nemici. Questo metodo funzionava, finché non si iniziò a puntare sempre più in alto, fino allo spazio, ovvero ad un ambiente in cui non c’è atmosfera e quindi comburente.

A seguito degli studi su questo argomento, fatti dal professore di matematica russo Konstantin Ciolkovskij, il primo razzo a propellente liquido si ebbe nel 1929 e fu opera di un americano, Robert Goddard. Da lì in poi ci fu una crescita esponenziale dei razzi, con il maggiore sviluppo durante la Seconda Guerra Mondiale.

I nazisti infatti volevano sviluppare un razzo bellico che potesse attaccare l’isola Britannica partendo da suolo Tedesco. I progetti che ebbero maggiore successo furono quelli delle bombe V1 e V2. Nello specifico, il missile V2, fu il precursore di tutti i missili balistici. Con le pareti dei serbatoi interni che coincidevano con la fusoliera per gestire al meglio lo spazio e con oltre 800 kg di potenziale bellico (tritolo e nitrato di ammonio), poteva percorrere oltre 300 km

Con la fine della guerra iniziò il periodo della corsa allo spazio. I primi a sviluppare un vettore in grado di mandare un carico utile nello spazio furono i Russi, che nel 1957 lanciarono il vettore Semërka con a bordo il primo satellite artificiale: lo Sputnik 1. Poco più tardi, sempre dall’ Unione Sovietica, venne lanciato anche il primo uomo in orbita intorno alla Terra: Yuri Gagarin.

In tutto questo trambusto dovuto alla fine della guerra, gli americani riuscirono ad accaparrarsi un personaggio di spicco nell’ambito della missilistica, Wernher von Braun. Von Braun era il progettista del  V2 e gli fu assegnato l’incarico di progettare un vettore che potesse portare l’uomo sulla Luna. Creò inizialmente il programma Mercury, in grado di portare due uomini in orbita stazionaria intorno alla Terra e successivamente fu pioniere del programma Apollo e del famoso razzo Saturn V, che portò gli americani sulla Luna nel luglio del 1969.

I russi, a seguito di questa memorabile impresa a “stelle e strisce” decisero di ribattere mandando in orbita nel 1971 la stazione spaziale Saljut 1, impresa  diversa da tutte le altre, in quanto si trattava di portare in orbita un carico di gran lunga maggiore rispetto ai classici satelliti. Per farlo i russi riprogettarono il vettore Sojuz prodotto nel 1966, che a seguito di diverse modifiche nel corso degli anni ha mantenuto lo stesso principio di funzionamento fino ai giorni nostri.

Mentre i Russi mandavano in orbita la loro stazione spaziale, gli americani progettarono però quella che diventerà l’emblema delle navette spaziali: lo Space Shuttle.

Questo particolare vettore aveva la particolarità di essere quasi totalmente riutilizzabile, infatti sia i booster laterali che il serbatoio centrale ricadevano

nell’atmosfera e venivano recuperati per essere poi rimontati. Il programma Space Shuttle fu un successo (portò in orbita la ISS e altri telescopi come Hubble), ma fu anche un grosso fallimento. La Nasa aveva calcolato, inizialmente, un costo di circa 100 milioni di dollari a lancio, peccato che nella realtà i costi erano di 5/6 volte quelli programmati e la manutenzione era molto lunga e complicata. Visti i costi di mantenimento e visti anche i due incidenti avvenuti, lo Space Shuttle fece il suo ultimo volo nel 2011, con la missione STS-135.

A questo punto sorse un grosso problema: la Nasa non aveva progettato nessun altro vettore per lanci

spaziali, quindi si decise di collaborare con la Russia utilizzando il vettore Sojuz (lo stesso del 1966 solo modernizzato) per portare gli astronauti di tutto il mondo sulla Stazione Spaziale Internazionale.
In questi ultimi anni c’è stata una vera e propria rivoluzione dal punto di vista spaziale, in quanto anche  aziende private hanno iniziato a progettare e costruire razzi, puntando sempre di più sul fatto di poterli riutilizzare in missioni reali. La prima ad aver ricevuto la certificazione da parte della Nasa per portare un equipaggio sulla ISS è stata la Space X di Elon Musk, la quale, grazie al razzo Falcon 9, ha portato due astronauti sulla Stazione Spaziale Internazionale in modo del tutto autonomo e automatico.

AUTORE: Alessandro Gattullo