(28) I voli spaziali
La corsa ai missiliLa fine della Seconda Guerra Mondiale avvenne nel 1945, quando Hiroshima e Nagasaki, due città giapponesi, furono distrutte da una bomba atomica. La missilistica acquistò immediatamente una nuova, terrificante immagine. Il carico utile di 1 tonnellata delle V-2 tedesche causava soltanto dei danni limitati: era soprattutto un'arma psicologica, inarrestabile, ma strategicamente insignificante. Ora quella potenza distruttiva poteva essere aumentata di 20·000 volte. Dieci anni più tardi, con la messa a punto della bomba H, la proporzione arrivò a milioni di volte. Negli anni successivi alla Seconda Guerra Mondiale, i militari si resero conto di questa potenzialità e divennero i maggiori sostenitori dello sviluppo dei razzi, specialmente negli Stati Uniti e nell'Unione Sovietica (ora Repubblica Russia e i suoi alleati). Benché molti ancora sognassero di esplorare lo spazio, i finanziamenti -- almeno all'inizio -- andarono allo sviluppo missilistico militare.
I primi razzi militari erano in realtà abbastanza adattabili ad uso scientifico. I militari cercavano di realizzare un "Missile Balistico Intercontinentale (ICBM)", in grado di colpire qualunque punto della Terra, e per tale scopo il missile poteva raggiungere una velocità molto vicina a quella necessaria per arrivare a un'orbita al di sopra dell'atmosfera. Sia gli Stati Uniti che l'Unione Sovietica si concentrarono su motori a propellente liquido. Gli Stati Uniti catturarono un cospicuo numero di V-2 ancora utilizzabili, come pure il personale tedesco dedicato alla progettazione dei razzi, guidato da Wernher von Braun, che subito ebbe un ruolo chiave nello sviluppo missilistico americano. Anche i Sovietici catturarono alcuni motori delle V-2, e i progettisti russi, guidati da Valentin Glushko e Sergei Korolev ("Koralyov"), duplicarono quei razzi e poi iniziarono a progettarne di propri, con caratteristiche di maggior potenza. Negli Stati Uniti questi sforzi portarono alla realizzazione dei razzi Thor e Jupiter con una gittata di 2000-3000 km, e degli Atlas, la cui gittata era veramente intercontinentale. Contemporaneamente, fu sviluppata una serie di razzi per uso scientifico a partire dai razzi "Corporal" del JPL, in particolare l'Aerobee per lo studio dell'alta atmosfera e il Viking, un veicolo di maggiori dimensioni. Progetti di sviluppo più limitati furono avviati anche in Francia e in Inghilterra. L'Anno Geofisico InternazionaleI razzi per uso scientifico resero possibile, per la prima volta, lo studio dei fenomeni ad alta quota e l'osservazione del Sole nella regione delle lunghezze d'onda ultraviolette, normalmente bloccate dall'atmosfera terrestre. Tra questi ricercatori vi era James Van Allen, che alla fine degli anni '40 inviò dei contatori Geiger per la rivelazione di ioni veloci ed elettroni ad alta quota a bordo di razzi V-2 e Aerobee. Rendendosi conto che i razzi consumavano inutilmente tanta energia per vincere la resistenza dell'aria, Van Allen e il suo gruppo di ricerca presso l'Università dello Iowa attaccarono in seguito piccoli razzi scientifici a palloni per alta quota e li fecero partire con un telecomando una volta che avessero superato gli strati più densi della bassa atmosfera. Nel 1953 uno di tali razzi fu lanciato verso un'aurora polare (ved. qui per maggiori dettagli sulle aurore polari) e fu osservato un intenso flusso di particelle veloci, identificate in seguito come elettroni. Con un accordo internazionale, il 1957-8 fu dichiarato "Anno Geofisico Internazionale" (A.G.I.), un periodo dedicato a uno speciale impegno internazionale per studiare le terre emerse, gli oceani, l'atmosfera e l'ambiente spaziale. Gli Stati Uniti annunciarono di aver programmato di lanciare, durante quel periodo, un piccolo satellite dotato di un radiofaro, il "Vanguard", usando un razzo multistadio basato sulla tecnologia del Viking. Anche Von Braun, in modo non ufficiale, preparò un razzo militare per mettere in orbita un satellite, fornito dal gruppo di Van Allen all'Università dello Iowa, ma non gli fu permesso di procedere così in anticipo rispetto alla missione ufficiale "Vanguard". |
Lo Sputnik | 
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Anche l'Unione Sovietica annunciò la sua intenzione di lanciare un satellite artificiale della Terra durante l'A.G.I., ma gli Stati Uniti e i loro alleati non presero seriamente quell'annuncio. Essi non erano al corrente del grande sviluppo dei razzi russi a lunga gittata, che avevano condotto al razzo R7 di Korolev, il Semiorka ("piccolo numero sette"), un immenso veicolo dotato di ben 20 motori a razzo. Non era soltanto un vettore molto efficiente, ma anche uno spettacolare gioiello tecnologico: quattro razzi rastremati per il primo stadio, ciascuno dotato di quattro motori, che racchiudevano il veicolo principale dotato dei suoi propri quattro motori. Il 7 ottobre 1957 quel razzo riuscì ad immettere il primo "Sputnik" (=satellite) sovietico in un'orbita circolare al di sopra dell'atmosfera, provocando un'immensa sensazione in tutto il mondo. Lo Sputnik era visto come una sfida alla tecnologia americana, e anche una prova dell'esistenza di missili sovietici con portata intercontinentale. Non solo gli Stati Uniti accelerarono i loro progetti missilistici, ma aggiornarono i programmi di istruzione scientifica nelle scuole e le altre strutture di supporto per le tecnologie avanzate. Un mese dopo l'Unione Sovietica lanciò lo Sputnik 2, con a bordo una cagnetta chiamata Laika, per dimostrare che creature viventi potevano volare e sopravvivere nello spazio. 
Gli Stati Uniti tentarono di lanciare il loro satellite Vanguard il 6 dicembre 1957, ma il lancio fallì. Il margine di spinta supplementare del primo stadio era troppo esiguo, e nei primi critici secondi non bastò a sollevare il razzo dalla piattaforma di lancio con sufficiente rapidità. Il razzo si capovolse e si incendiò. Oggi tutte le piattaforme di lancio usano dei ramponi per tenere il razzo in posizione durante quei secondi critici, finché non si sia raggiunta la spinta completa. Se avete mai osservato il lancio di un veicolo spaziale, avrete notato che "l'accensione" avviene qualche istante prima del "decollo". I primi tempi non era così. Nei successivi lanci, il decollo del "Vanguard" avvenne con successo, ma è il fallimento del 1957 che viene ricordato maggiormente. Gli Explorer 1 e 3
A seguito del successo dello Sputnik e del fallimento del Vanguard, fu data via libera ai programmi di lancio di Von Braun, e il 31 gennaio 1958, egli mise in orbita con successo il primo satellite artificiale americano, l'Explorer 1 (fotografia del lancio qui a destra). A bordo vi era un contatore Geiger di Van Allen, e un altro veicolo spaziale simile, l'Explorer 3, fu messo in orbita in marzo (l'Explorer 2 fallì). Van Allen progettò di osservare la radiazione cosmica, ioni ad alta velocità (atomi privati di alcuni elettroni), provenienti dallo spazio lontano. In particolare, egli cercò di misurare il flusso di raggi cosmici di bassa energia, che sono completamente assorbiti dall'atmosfera terrestre e che quindi non possono essere studiati da terra (la recente missione Sampex ha studiato tali particelle, con strumenti molto migliori). A differenza dell'orbita degli Sputnik, quella dell'Explorer 1 era piuttosto eccentrica, arrivando ad altezze di oltre 2000 km. A quote maggiori, stranamente, l'intensità dei raggi cosmici misurata dal contatore di Geiger scendeva a zero. Il motivo fu scoperto dall'Explorer 3, che dimostrò che ad altezze maggiori la radiazione era così intensa che gli strumenti andavano in saturazione. In questo modo fu scoperta l'esistenza della cintura di "radiazione intrappolata" (cioè di elettroni e ioni intrappolati) che si estende attorno alla Terra, mantenuta dal campo magnetico terrestre. Per saperne di piùAltre notizie sulla storia della scoperta delle "fasce di radiazione" di Van Allen si possono trovare nella seguente sezione, che fa parte della vasta monografia "L'esplorazione della magnetosfera terrestre." Il metodo di lanciare i razzi da palloni è ancora usato oggi dai non professionisti. Siti Web sullo Sputnik 1: qui e qui. Sito Web sulla vita e sui lavori di Sergei Korolev. A proposito del ruolo svolto da Korolev nel lancio dello Sputnik. Alcuni collegamenti con l'Ufficio Storico della NASA. "The Space Place" con molti collegamenti relativi alla storia del volo spaziale. Un sito di ricerca collegato con il distintivo di merito dell'esplorazione spaziale. 3 libri sulla storia del volo spaziale, recensiti da Alex Roland su "Nature",. . . .
Un superbo manuale su tutti gli aspetti del volo spaziale -- storia, veicoli, missioni, ecc.: "The Cambridge Encyclopedia of Space" edito da Michael Rycroft, Univ. of Cambridge Press, 1990. In francese: "Le Gran Atlas de l'Espace," Encyclopaedia Universalis, 1989. Blazing the Trail, the Early History of Spacecraft and Rocketry, di Michael Gruntman, 503 pp, pubblicato dall'AIAA (Amer. Institute of Aeronautics and Astronautics), 2004. Domande poste dagli utenti: Qual'è il pericolo delle radiazioni nello spazio? Una domanda correlata: Le fasce di Van Allen e i voli nello spazio . |
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Autore e Curatore: Dr. David P. Stern
Ci si può rivolgere al Dr. Stern per posta elettronica (in inglese,
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Traduzione in lingua italiana di Giuliano Pinto
Aggiornato al 21 Marzo 2005
