La preistoria della missilistica: da Verne a Ziolkovskij

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La preistoria della missilistica:
da Verne a Ziolkovskij
Ennio Savi
Socio UAI,
[email protected]
Jules Gabriel Verne (18281905) si può considerare il
primo vero autore di
fantascienza. Nel 1865
apparve un suo libro, il quarto
della collana Les Voyages
Extraordinaires (“I viaggi
straordinari”), dal titolo De la
terre à la lune (“Dalla Terra
alla Luna”), che ebbe un
sequel nel 1870 con Autour
de la lune (“Attorno alla
Luna”).
Figura 1. Jules Verne fotografato
da Félix Nadar.
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ASTRONOMIA
romanzi di Jules Verne furono per i loro tempi delle vere chicche di anticipazione futuristica: a parte
l’utilizzo di un grande cannone al posto di un razzo,
Dalla Terra alla Luna lascia stupiti per quanto il viaggio sia simile alla missione dell’Apollo 8, a partire dal
fatto che entrambe le imprese furono realizzate negli
Stati Uniti. Per spiegare queste anticipazioni non occorre però scomodare la parapsicologia o gli alieni, basta pensare che Verne per scrivere i suoi libri cercò sempre di documentarsi in modo molto particolareggiato
sulle acquisizioni scientifiche del suo tempo. In particolare, Verne aveva letto le opere dell’astronomo
François Jean Dominique Arago (1786–1853), che fu
un grande divulgatore scientifico nella Francia del
primo Ottocento. Considerando la totale mancanza
all’epoca di un qualsiasi dato scientifico su un ordigno in grado di porsi in traiettoria per la Luna, la finzione di Verne era abbastanza verosimile.
Questa a grandi linee la trama. È passato qualche anno dalla fine della guerra civile americana, e
il Gun Club, un’associazione di Baltimora, viene mobilitata dal proprio presidente Impey Barbicane per realizzare un fantastico progetto: secondo i suoi calcoli, un cannone potrebbe sparare un proiettile fino alla Luna. Dopo aver raccolto cospicui finanziamenti,
il Gun Club procede alla costruzione della mostruosa bocca da fuoco vicino a Tampa Town, in Florida,
che richiede uno scavo di 18 m di diametro e 270 m
di profondità. Per descrivere l’enorme cannone, il Columbiad, Verne tentò di fare qualche considerazione
verosimile sulle dimensioni e la potenza necessarie;
era inoltre conscio del problema dato dall’accelerazione, anche se lo risolse in modo un po’ troppo letterario - ma d’altra parte era uno scrittore, non un fisico. Oggi invece si sa che, dato che il proiettile di un
cannone raggiunge la sua massima velocità alla bocca, l’accelerazione sarebbe stata talmente violenta da
uccidere tutti i passeggeri, e il proiettile sarebbe letteralmente evaporato a contatto con gli strati più
densi dell’atmosfera.
Per quanto riguarda la partenza dalla Florida, Verne, che come detto non era digiuno di astronomia, sapeva che il lancio sarebbe stato più facile se effettuato verticalmente in allineamento con l’orbita lunare,
presso l’equatore terrestre; e nel libro descrive la com-
I
petizione tra Texas e Florida per l’onore di ospitare il
Columbiad, in quanto sono i due stati americani che
più si estendono a meridione. Il proiettile, dalle dimensioni paragonabili a quelle della navicella Apollo,
aveva tre persone come equipaggio: l’avventuriero
francese Michel Ardan, lo stesso Barbicane e il suo nemico Nicholl, che fino ad allora aveva tentato di ostacolarlo. Il lancio avviene con successo, ma il libro termina senza chiarire la sorte dei tre coraggiosi astronauti ante-litteram. Questo sarà il soggetto di Autour
de la lune, apparso cinque anni dopo.
Il nuovo romanzo inizia con i tre esploratori all’interno del proiettile appena sparato dal Columbiad:
per loro inizia un viaggio della durata di cinque giorni verso la Luna. Dopo aver rischiato la collisione
con un meteorite, che viene catturato dalla Terra diventandone il secondo satellite, i tre si accorgono
che la forza gravitazionale dell’astro ha causato una
deviazione nella loro traiettoria, ponendoli in orbita
intorno alla Luna. A Barbicane, Ardan e Nicholl non
resta che compiere osservazioni della superficie: il
proiettile raggiunge l’emisfero settentrionale, entrando nel suo cono d’ombra: il freddo si fa intenso, prima di riemergere alla luce del sole. Per la prima volta occhi umani hanno potuto vedere il lato nascosto
della Luna. Avvicinandosi all’emisfero meridionale,
possono vedere lo spettacolare cratere di Tycho.
Ma l’astronave, trovandosi in una traiettoria di
libero ritorno, si avvicina al punto dove la gravitazione della Terra e quella della Luna si equivalgono, facendo trovare i propri passeggeri in condizione di
imponderabilità (qui Verne commette uno svarione
scientifico, perché, non comprendendo appieno il
concetto di “caduta libera” di un corpo in orbita, immagina che l’assenza di peso si abbia solo passando
attraverso il punto di Lagrange dove le gravitazioni
terrestre e lunare si equivalgono). Ardan propone di
utilizzare i razzi fissati alla base del proiettile, che
avrebbero dovuto essere usati per un allunaggio morbido (!), per rimettersi in rotta verso la Luna, ma la decisione viene presa troppo tardi e ai tre non rimane
che prepararsi a rientrare nell’atmosfera terrestre, e a
toccare la Terra ad una velocità di 52 km al secondo,
la stessa con cui avevano lasciato la bocca del Columbiad. Quattro giorni dopo, l’equipaggio della USS
n. 5-6 • settembre-dicembre 2010
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Figura 2. Il proiettile del Columbiad in
un’illustrazione dell’edizione americana del 1886
di From the Earth to the Moon (NASA).
Susquehanna, una nave da guerra della marina americana, vede una brillante meteora cadere sul mare: proprio come gli astronauti dell’Apollo, Barbicane e i suoi due compagni sono recuperati in mezzo all’oceano da un vascello dell’US Navy.
Verne inoltre in Les Cinq cents millions de
la Begum (“I cinquecento milioni della Begum”)
del 1879 descrisse in termini abbastanza realistici un satellite artificiale.
“Non ricordo quando mi venne in testa l’idea di fare i primi calcoli riguardo a un razzo”,
scrisse il russo Konstantin Eduardovi Ziolkovskij (1857-1935), “Ma mi sembra che i primi
semi furono piantati dal famoso romanziere
Giulio Verne”. Ziolkovskij, il professore di matematica russo che fondò la missilistica teorica,
nel suo articolo pioneristico L’esplorazione dello spazio cosmico mediante apparecchi a reazione, del 1903, calcolò che, o il cannone avrebbe
dovuto essere molto più lungo (con un po’ di algebra salta fuori che ponendo un’accelerazione
alla partenza di 10 g lo scavo per il lanciatore
avrebbe dovuto essere profondo circa 620 km...),
oppure avrebbe sottoposto i malcapitati passeggeri ad un’accelerazione di 22 800 g! Occorreva trovare qualche altro sistema di propulUnione Astrofili Italiani>www.uai.it
sione. Come molti dei pionieri dell’astronautica, tra i quali i due fondatori della missilistica
tedesca Hermann Oberth (1894-1989) e Wehrner Von Braun (1912-1977), anche Ziolkovskij
iniziò le proprie speculazioni verificando se un
viaggio verso la Luna, così come descritto da Verne, fosse scientificamente fattibile. Lo scrittore
francese entra così di diritto in una storia dell’astronautica: con i suoi romanzi stimolò l’immaginazione di tutta una generazione di futuri teorici, che diventati adulti trasformarono le
loro suggestioni giovanili in calcoli matematici. In un certo senso, fu lui a porre il problema.
Ciò non toglie che i proiettili di cannone
possano effettivamente raggiungere traiettorie
suborbitali. I proiettili della “Grossa Bertha”
che bombardò Parigi durante la prima guerra
mondiale furono a rigor di logica i primi manufatti umani a sollevarsi sopra l’atmosfera
terrestre, raggiungendo al picco della loro traiettoria i 100 km di altezza. Il Project HARP americano del 1961 fece sparare a un cannone un
proiettile che raggiunse i 180 km di altezza e il
32 % della velocità di fuga.
A cavallo tra Ottocento e Novecento, le ricerche di Schiaparelli e le allucinazioni di Percival Lowell sulla natura artificiale dei famosi “canali” di Marte avevano provocato un’ondata di
opere e operette letterarie sul tema dei marziani e dei loro viaggi interplanetari. Non si può non
citare l’inglese Herbert George Wells (1866–1946),
che con il suo The war of the worlds iniziò nel
1897 la lunga tradizione delle invasioni aliene.
Wells nel 1901 pubblicò The First Men in the
Moon (“I primi uomini sulla Luna”), ma la sua versione del viaggio lunare è molto povera rispetto a quella di Verne: la Luna viene raggiunta grazie ad una sostanza antigravitazionale inventata da uno dei due protagonisti, una scappatoia
letteraria abbastanza utilizzata a quel tempo; la
Luna ha un’atmosfera, vegetazione, ed è abitata da una razza intelligente. È evidente come
Wells abbia usato il viaggio lunare solo come pretesto per meditazioni filosofiche sulla società a
lui contemporanea.
Ben più interessante la figura del tedesco
Kurd Lasswitz (1848–1910), un personaggio di
culto per i gruppi di entusiasti che negli anni
Venti, in Germania, si dedicarono ai primi tentativi di costruire dei missili funzionanti. La
cultura scientifica di Lasswitz era enorme: non
Figura 3. Kurd Lasswitz nel 1900 (dal
frontespizio del suo libro Auf zwei Planeten,
edizione del 1908 (Archiv Horst Illmer)
solo era matematico e fisico, ma anche filosofo: fece parte infatti del circolo neopositivista di
Vienna, i cui esponenti posero le basi dell’epistemologia contemporanea. Il suo romanzo Auf
Zwei Planeten (“Su due pianeti”), pubblicato
nello stesso anno di The war of the worlds, descriveva l’incontro tra l’umanità e una civiltà
marziana molto più antica ed avanzata. Durante un’esplorazione artica, viene scoperta al Polo Nord (che nel 1897 non era ancora stato raggiunto) una base marziana. L’incontro degenera presto in scontro, che gli alieni vincono facilmente, senza spargimento di sangue, grazie alla
loro avanzatissima tecnologia. Ma, esatto contrario di Wells, i marziani sono una razza antropomorfa ed evoluta che esporta sulla Terra la propria tecnologia e il proprio ordine sociale democratico, abolendo gli stati e gli eserciti. I marziani vivevano in un pianeta povero d’acqua,
mangiavano cibi sintetici, viaggiavano su strade mobili e avevano stazioni spaziali in orbita
geostazionaria. Le loro astronavi si muovevano
manipolando le onde gravitazionali in modo
da percorrere le orbite più favorevoli tra Marte
e la Terra. Lasswitz infatti immaginava correttamente le traiettorie tra le orbite di due pianeti, cosa che invece sfuggiva completamente agli
altri scrittori di fantascienza del periodo. Non è
un caso che Walter Hohmann (1880-1945), ingegnere tedesco che svolse un lavoro pionieristico sul calcolo delle orbite interplanetarie, prese spunto anche da Lasswitz oltre che dal già citato Oberth. Tra le altre cose, Lasswitz descriveva anche un motore a reazione, il repulsor, utilizzato dai marziani per volare.
Rimane il fatto che prima di Ziolkovskij
nessuno ebbe seriamente l’idea di utilizzare un
razzo. Questo geniale russo sarà l’argomento del
prossimo articolo.
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