L`uomo sulla Luna

Indice
Perché la Luna
Il mondo negli anni '50
La corsa allo spazio
Il progetto Apollo
Wernher von Braun e il Saturno V
Dalla Terra alla Luna
L'Apollo 11
Materiali e documenti aggiuntivi
Una serie di link a materiali multimediali di approfondimento
Fonti
Wikipedia: Il Saturn V
Wikipedia: Il programma Apollo
Moonscape Project: Blog di Paolo Attivissimo sul suo progetto di realizzare un documentario HD con i
filmati originali restaurati.
Tranquillity Base: Un blog italiano sul progetto Apollo
Siamo andati sulla Luna: Un blog sulla trattazione scientifica delle tesi complottiste
Perché la Luna
Il mondo negli anni '50
Dopo la guerra gli Stati Uniti e l'Unione Sovietica si serrarono in una guerra fredda costituita
principalmente da operazioni di spionaggio e propaganda. L'esplorazione spaziale e la tecnologia dei
satelliti artificiali confluirono in questa competizione su entrambi i fronti: l'equipaggiamento satellitare
poteva infatti spiare una nazione nemica mentre i successi spaziali potevano invece propagandare le
capacità scientifiche acquisite e il potenziale militare.
Gli stessi missili che erano in grado di inviare un uomo in orbita o colpire un particolare punto della
Luna potevano anche inviare un'arma nucleare su una città nemica.
Gran parte dello sviluppo tecnologico richiesto per i viaggi spaziali era applicato anche ai missili
militari come i missili balistici intercontinentali. Analogamente alla corsa agli armamenti, i progressi
spaziali vennero interpretati come un indicatore delle capacità economiche e tecnologiche, dimostrando
la superiorità dell'ideologia appartenente ad una data nazione. La tecnologia spaziale è infatti del tipo
Dual-use, essendo in grado di raggiungere sia obiettivi pacifici che militari.
Per quasi 20 anni le imprese spaziali furono un nuovo teatro della Guerra Fredda, una gara tecnologica
senza risparmio di colpi cominciata ufficialmente il 4 ottobre 1957 con il primo satellite artificiale, lo
Sputnik 1. Il suo segnale, dallo spazio, segnò il primo punto a favore dell'Urss. Quel 'bip' emesso dal
satellite per 20 giorni consecutivi prese alla sprovvista gli Stati Uniti. Per l'Urss fu un orgoglio
nazionale e per il mondo segnò l'inizio dell'era spaziale.
La corsa allo spazio
La corsa allo spazio è allo stesso tempo un capitolo
dell'esplorazione spaziale del Novecento e uno degli aspetti che
assunse la guerra fredda tra USA e URSS. Le due superpotenze
si sfidarono nella rincorsa a sempre maggiori successi spaziali
nel lancio di missili, satelliti, nella conquista della Luna e di
pianeti del sistema solare, nel periodo compreso all'incirca tra il
1957 e il 1975, cercando di prevalere l'uno sull'altro.
Per quanto le radici affondino nelle prime tecnologie missilistiche e
nelle tensioni internazionali che seguirono la seconda guerra
mondiale, la corsa allo spazio iniziò dopo il lancio dello Sputnik 1
sovietico il 4 ottobre 1957.
Neppure un mese più tardi, il 3 novembre 1957, l'Urss lanciò lo Sputnik 2: fu un altro primato perchè a
bordo c'era un essere vivente, la cagnetta Laika. E poichè Laika sopravvisse all'ingresso in orbita ma
poi morì per lo stress e il surriscaldamento, nel 1960 l'esperimento si ripetè, stavolta con successo, con
i cani Belka e Strelka.
La risposta americana allo Sputnik 1 arrivò nel 1958 con il lancio dell'Explorer 1, subito seguito da
parte sovietica dal primo volo umano nello spazio, il 12 apr. 1961, quando J.A. Gagarin lasciò la Terra
sulla capsula Vostok 1.
Qualche settimana dopo, il 5 maggio, Alan Shepard fu il primo americano nello spazio, a bordo di una
Mercury 3, in un volo suborbitale. Il primo a raggiungere l'orbita fu invece John Glenn il 20 febbraio
1962, a bordo di una Mercury 6.
Il 25 maggio del 1961, a una sessione speciale del Congresso il presidente americano J.F. Kennedy
annunciò che gli USA avrebbero mandato un uomo sulla Luna entro la fine del decennio.
Il progetto Apollo
Wernher von Braun e il Saturno V
Wernher von Braun è stato uno scienziato e ingegnere tedesco (poi naturalizzato statunitense), ritenuto
il capostipite del programma spaziale americano.
Frequentò l’istituto di Tecnologia di Berlino e successivamente entrò nel Verein für Raumschiffahrt
(Società dei voli spaziali) dove assistette Hermann Oberth negli esperimenti sui razzi a motore con
combustibile liquido. Dopo aver ricevuto il diploma entrò all’Università di Berlino.
A causa di forti pressioni, von Braun nel novembre 1937 entrò nel
Partito Nazista e nel mese di maggio del 1940 diventò un ufficiale delle
SS.
Nella primavera del 1945, con l’Armata Rossa giunta a 160 km da
Peenemünde, von Braun riunì i suoi collaboratori e chiese loro a chi
avrebbero voluto consegnarsi. Molti scienziati erano impauriti dai russi,
per cui Von Braun condusse 500 persone attraverso la Germania
distrutta dalla guerra per consegnarsi agli americani.
Il 20 giugno 1945, il Segretario di Stato americano Cordell Hull ordinò
il trasferimento sul suolo americano degli specialisti tedeschi facenti
capo a von Braun (“Operazione Paperclips”).
Dopo aver girato alcune locazioni temporanee, von Braun e altri 126 suoi colleghi, si stabilirono a Fort
Bliss, nel Texas, in una grande installazione militare a nord di El Paso.
Nel 1950 von Braun ed il suo staff vennero trasferiti a Huntsville, in Alabama, dove si stabilirono per
vent’anni. Nominato direttore della Divisione di Sviluppo dell’ABMA (“Army Ballistic Missile
Agency”), condusse fino al 1956 la squadra di sviluppo dell’esercito alla creazione del razzo Redstone.
Nel 1960 la NASA aprì un nuovo centro spaziale, il Marshall Space Flight Center, nella città di
Huntsville, in Alabama e trasferì von Braun e il suo staff dall’ABMA alla NASA. Von Braun fu il
primo direttore del centro, dal 1960 al febbraio del 1970. Il primo importante progetto al Marshall
Center fu lo sviluppo del Saturn V, un razzo in grado di portare astronauti sulla Luna.
Il Saturn V è senza dubbio una delle macchine più imponenti mai create dall'uomo.
E' un razzo multistadio a combustibile liquido, non riusabile, usato dalla NASA nei programmi Apollo
e Skylab. È il modello fisicamente più grande mai prodotto della famiglia di razzi Saturn sviluppata
sotto la direzione di Wernher von Braun e di Arthur Rudolph al Marshall Space Flight Center.
Un totale di 13 Saturn V furono lanciati tra il 1967 e il 1973 e tutti i lanci si conclusero con successo. Il
carico principale per cui questi razzi furono utilizzati fu la serie di missioni Apollo, che portò alcuni
astronauti sulla Luna.
Tutti i Saturn V furono lanciati dal Launch Complex 39,
appositamente costruito al John F. Kennedy Space Center. Il
controllo della missione veniva trasferito al Johnson Space Center
di Houston (Texas) non appena il razzo lasciava la rampa di lancio.
Alto 110,6 m e largo 10, con una massa totale superiore a 3.000 t,
il Saturn V è stato l'oggetto più grande mai fatto volare dall'uomo,
paragonabile per stazza ad una "nave volante", infatti era talmente
pesante che la sua massa nel momento del decollo era pari a quella
di una piccola nave da battaglia. Quando veniva lanciato dal Cape
Kennedy, generava piccole scosse sismiche percepibili dai
sismografi di tutto il paese e le vibrazioni erano tali che, anche a 5
km di distanza, chi assisteva al lancio veniva scosso da queste.
Il razzo, nelle missioni Apollo, fu sempre composto in tre stadi (SIC, S-II e S-IVB) e una zona dedicata alla strumentazione di
controllo. Tutti e tre gli stadi utilizzavano l'ossigeno liquido (LOX)
come ossidante.
Come propellente, inoltre, il primo stadio utilizzava cherosene
(RP-1), mentre il secondo e il terzo idrogeno liquido (LH2). I tre
stadi furono anche dotati di piccoli motori a combustibile solido,
utilizzati per dare una spinta aggiuntiva della durata di pochi
secondi al razzo per favorire la separazione degli stadi durante il lancio e garantire che i propellenti
liquidi fossero sempre in fondo ai serbatoi in modo da avere un corretto funzionamento delle pompe.
Dalla Terra alla Luna
L’Apollo era un veicolo che rimbalzava fra la Terra e la Luna sfruttando i rispettivi campi di attrazione:
il vero grande sforzo autonomo è quello iniziale per strapparsi alla gravità terrestre. Ma da quel
momento in avanti l’astronave era vincolata alle regole della meccanica celeste e le sfruttava in pieno.
Lasciando l’orbita terrestre e dopo che il terzo stadio del razzo vettore gli aveva impresso una velocità
di circa 40.000 Km l’ora, l’Apollo si avviava sulla rotta lunare per forza di inerzia, nessun propulsore
era acceso. L’Apollo, rallentava gradatamente. A un certo punto addirittura si sarebbe fermato e
sarebbe stato riacchiappato dalla Terra sulla quale sarebbe finito per ricadere. Ma prima che la sua
velocità si fosse annullata, l’Apollo veniva preso in carico dalla forza di gravità lunare che intorno ai
300.000 Km dalla Terra diventa prevalente (in senso locale, perchè si ricordi che la Luna a sua volta è
prigioniera della forza di gravità terrestre). Perciò l’Apollo cadeva verso la Luna accelerando
gradualmente, tanto che poi doveva accendere il suo motore di servizio per rallentare sino alla velocità
orbitale lunare.
Al ritorno succedeva la medesima cosa: un colpo di
motore per accelerare sino a vincere la gravità
lunare e poi una lunga caduta verso la Terra.
Il viaggio verso la Luna si svolgeva con i veicoli
agganciati in un treno spaziale, costituito da: la
navicella spaziale Apollo (CSM, Command and
Service Module) con gli astronauti, il modulo di
servizio (SM, che conteneva il motore principale, i
sistemi per l'energia, i sistemi per la comunicazione
radio e ambientali) ed il modulo lunare o LEM.
Quest'ultimo era costituito a sua volta da due
moduli. Il modulo di risalita (una cabina
pressurizzata contenete gli astronauti ed i sistemi di navigazione e risalita dalla Luna) e il modulo di
discesa (con quattro zampe ammortizzate, destinate a sostenere il modulo di risalita durante
l'atterraggio e la fase di decollo). Esso conteneva il motore di discesa e fungeva al ritorno come base di
lancio.
La missione prevedeva, oltre il primo aggancio tra CSM e LEM all'inizio del viaggio, un rendezvous,
cioè incontro con aggancio dei veicoli, al ritorno dei due astronauti dalla Luna in orbita lunare, sempre
tra LEM e CSM, sul quale era rimasto uno dei tre astronauti dell'equipaggio.
Il rendezvous in orbita lunare fu una intuizione dell'ingegnere della Nasa John Houbolt, che lo propose
a fronte di progetti molto più complicati, costosi o impossibili.
Nel complesso la missione Apollo si svolgeva con i seguenti passaggi:
• Lancio del complesso Apollo da Cape Canaveral tramite razzo vettore Saturn V;
• Distacco del 1° stadio S1-C, accensione del 2° stadio S-2. Abbandono della torre di salvataggio
LES;
• Distacco del 2° stadio e accensione del 3° stadio S-4B per alcuni minuti.
• Spegnimento e inserimento in orbita terrestre di parcheggio.
• Test della navicella e taratura della strumentazione di navigazione;
• Accensione del 3° Stadio S-4B ed iniezione in traiettoria translunare (TLI).
• Dopo lo spegnimento, separazione del CSM dal 3° stadio ed estrazione del LEM dalla
carenatura-adattatore a cono che lo sovrasta;
• Correzioni di rotta. Si abbandona la traiettoria di ritorno libero;
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Inserimento in orbita lunare;
Due astronauti scendono nel LEM e si preparano per la discesa. Uno resta nel CSM ad
attenderli;
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Separazione del LEM dal CSM. Inizia la fase di atterraggio;
Fase di discesa. Il motore è acceso e regola la velocità sino all'allunaggio;
Allunaggio. Attività Extra Veicolari degli astronauti;
Decollo dalla superficie lunare. Il modulo di discesa resta sulla Luna per fungere da base di
lancio allo stadio di risalita con gli astronauti;
Fase di inseguimento tra LEM e CSM in orbita;
Rendez-Vous. Gli astronauti del LEM tornano nel CSM con il loro bottino di pietre lunari;
Lo stadio di risalita del LEM viene abbandonato in orbita lunare per poi precipitare sulla Luna;
Accensione del potente razzo SPS del CSM. Si abbandona l'orbita lunare in direzione della
Terra;
Poche ore prima dell'ammaraggio, si abbandona il modulo di servizio.
Lo scudo termico della navicella necessario al rientro viene così liberato;
Inizio della fase di ingresso nell'atmosfera.
Apertura dei paracadute principali.
Ammaraggio e recupero degli astronauti;
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Il programma Apollo iniziò, purtroppo, con una tragedia: la morte dell'equipaggio dell'Apollo 1.
L'AS-204 (il nome in codice della missione, che poi, in onore degli astronauti periti, fu
denominata Apollo 1) doveva essere il primo volo di prova dotato di equipaggio con un Modulo di
Comando e di Servizio (CSM) in orbita intorno la Terra lanciato su un razzo Saturn IB.
L'incidente avvenne sulla rampa di lancio durante una esercitazione. L'equipaggio si stava distendendo
nei rispettivi sedili orizzontali, completando la checklist. Improvvisamente, una voce gridò "Fire!
We've got fire in the cockpit!" cioè "Fuoco! C'è del fuoco nella cabina!". L'ultima registrazione ha
avuto luogo 17 secondi dopo il primo messaggio di allerta con la frase "We're burning up!" cioè
"Stiamo bruciando!".
La trasmissione si concluse con un grido di dolore. L'equipaggio non ebbe la possibilità di fuggire, dato
che il portello con apertura interna poteva aprirsi solo con la capsula non pressurizzata. Nel migliore
dei casi sarebbero occorsi almeno 90 secondi per aprirla, mentre l'equipaggio morì in appena 15
secondi.
Si ritiene che il fuoco abbia avuto origine da una scintilla scoccata in un preciso punto dei 50 km di
cavi presenti nella navicella, ed abbia avuto una combustione molto accelerata a causa dell'atmosfera
d'ossigeno pressurizzato presente nella capsula.
L'Apollo 11
Apollo 11 fu la missione spaziale che per prima portò gli uomini sulla Luna, gli statunitensi Neil
Armstrong e Buzz Aldrin, il 20 luglio 1969 alle 20:18 UTC.
Armstrong fu il primo a mettere piede sul suolo lunare, sei ore più tardi dell'allunaggio, il 21 luglio alle
ore 02:56 UTC. Armstrong trascorse due ore e mezza al di fuori della navicella, mentre Aldrin un po'
meno . Insieme raccolsero 21,5 kg di materiale lunare che riportarono a Terra.
Un terzo membro della missione, Michael Collins,
rimase in orbita lunare, pilotando il modulo di
Comando che riportò gli astronauti a casa. La
missione terminò il 24 luglio, con l'ammaraggio
nell'Oceano Pacifico.
La prima passeggiata lunare fu trasmessa in diretta
televisiva per un pubblico mondiale. Armstrong
quando mise il piede sulla superficie lunare
descrisse l'evento come:
« That's one small step for [a] man, one giant leap
for mankind. »
« Questo è un piccolo passo per un uomo, ma un
balzo da gigante per l'umanità. »
Apollo 11 fu lanciato da un razzo vettore Saturn V dalla piattaforma di lancio 39A, parte del complesso
di lancio 39 del Kennedy Space Center, il 16 luglio, 1969 alle 13:32:00 UTC ed entrò in orbita terrestre
dodici minuti più tardi. Dopo un'orbita e mezza, il motore PWR J-2 del terzo stadio S-IVB spinse la
navetta sulla sua traiettoria verso la Luna grazie alla manovra Trans Lunar Injection (TLI) iniziata alle
16:22:13 UTC.
Circa 30 minuti più tardi la coppia modulo di comando/modulo di servizio si separarono dall'ultimo
stadio del saturno V e compirono la manovra per agganciarsi al Modulo Lunare rimasto ancora nel suo
adattatore posto in cima al terzo stadio. Dopo che il Modulo Lunare fu estratto, il vicolo spaziale
combinato continuò il suo viaggio verso la Luna, mentre il terzo stadio ormai abbandonato fu messo in
un'orbita eliocentrica.
Il 19 luglio alle 17:21:50 UTC, Apollo 11 passò dietro la Luna e accese il motore di servizio per entrare
in orbita lunare. Nelle trenta orbite che effettuò, l'equipaggio ebbe modo di osservare il luogo previsto
per il loro atterraggio nel sud del Mare della Tranquillità. Il sito di atterraggio era stato scelto in parte
perché era ritenuto avente una conformazione relativamente piatta e liscia.
Il 20 luglio 1969 il modulo lunare chiamato "Eagle" venne separato dal modulo di comando, detto
"Columbia". Collins rimase a bordo del Columbia, mentre l'Eagle con Armstrong e Aldrin, scendeva
sulla superficie. Dopo un attento controllo visivo, Eagle accese il motore e iniziò la discesa. Appena
iniziata la manovra di discesa, vari allarmi del computer di "allunaggio" segnalarono un guasto al
sistema di guida automatico dovuto all'esaurimento di tutta la memoria del computer. Questo fu causato
da un errore dell'equipaggio che attivò il rendezvous radar, utile in caso di annullamento
dell'atterraggio, che saturò tutta la memoria necessaria per i calcoli del software di allunaggio. L'errore
fu prontamente riscontrato e risolto senza conseguenze dagli astronauti.
Durante questa fase, gli astronauti si accorsero che il sito dell'allunaggio era molto più roccioso di
quanto avessero indicato le fotografie. Armstrong prese il controllo semi-manuale del modulo lunare,
che fece allunare alle 20:17:40 UTC (22:17:40 ora italiana) con ancora soli 25 secondi di carburante.
La NASA considerata la modesta quantità di carburante rimasta, di gran lunga inferiore rispetto
ai precedenti test, aumentò in modo considerevole la quantità di combustibile disponibile sul LEM per i
voli futuri.
Sei ore e mezza dopo aver toccato il suolo, alle 2:57 UTC (4:57 italiane), Armstrong compì la discesa
sulla superficie e fece il suo grande passo per l'umanità. Aldrin lo seguì, e i due astronauti trascorsero 2
ore e 31 minuti a fotografare la superficie lunare e raccogliere campioni di roccia.
Dopo le attività sulla superficie lunare, Aldrin
rientrò nell'Eagle per primo. Con non poche
difficoltà, gli astronauti caricarono i film e due
sacchi contenenti più di 22 kg di materiale lunare
dallo sportello del Modulo Lunare, grazie ad un
sistema a puleggia chiamato "Lunar Equipment
Conveyor". Poi Armstrong saltò sulla scaletta ed
entrò nel LEM.
Dopo la chiusura del LEM accesero il motore di
ascesa per rientrare in orbita. Completata l'ascesa,
spensero il motore e raggiunsero Michael Collins a
bordo del CM Columbia che si trovava in orbita
lunare. I due Moon-walkers lasciarono sulla Luna
apparecchiature scientifiche quali un prisma
retroriflettente usato per l'esperimento Lunar Laser Ranging. Lasciarono, inoltre, una bandiera
americana e una placca con i disegni dei due emisferi terrestri, un'iscrizione, le firme degli astronauti e
del presidente Nixon.
I tre astronauti ritornarono sulla Terra il 24 luglio, accolti come eroi. Il punto dell'ammaraggio fu a 13
gradi 19 primi N, 169 gradi 9 primi W, cioè 380 km a sud dell'Atollo Johnston e 24 km dalla nave di
recupero, la USS Hornet.
A partire dalla missione Apollo 15, sulla Luna fu trasportato un veicolo elettrico a quattro ruote (Lunar
Roving Vehicle), che espanse di molto la capacità degli astronauti di esplorare la superficie lunare. Le
prime missioni (sprovviste del rover) infatti si limitarono a compiere qualche balzo a piccola distanza
dal Modulo Lunare, dato che l'ingombrante tuta spaziale non permetteva agli astronauti molto altro. Il
rover lunare viaggiava fino a 13 km/h, ma per via della elevata pericolosità (con un sesto della gravità
terrestre), difficilmente superava i 4-5 km/h.
Nell'ultima missione Apollo 17 gli astronauti percorsero in totale, con il rover, circa 35 km. Dopo aver
svolto il suo dovere, il Rover veniva abbandonato sulla Luna, dove si trova tuttora.
Materiali e documenti aggiuntivi
Una ottima simulazione di tutta la missione Apollo 11 con la base musicale del film "Apollo 13". Il
video contiene alcuni brani audio originali delle trasmissioni radio tra astronauti e centro di controllo:
http://www.youtube.com/watch?v=xS5HYznzw-k
Il filmato originale della partenza del Saturn V con Apollo 11 dalla rampa di lancio:
http://www.youtube.com/watch?v=F0Yd-GxJ_QM
Il video, usato nel progetto Moonscape di Paolo Attivissimo, che mostra l'allunaggio del LEM dalla
camera di bordo con l'audio originale degli astronauti:
http://www.youtube.com/watch?v=8nYjclHaLlM
Una presentazione completa dell'allunaggio, parola per parola e immagini originali:
http://www.firstmenonthemoon.com/
Dalla NASA la raccolta audio delle trasmissioni originali della missione, in MP3:
http://www.nasa.gov/mission_pages/apollo/40th/a11_audio_db.html
I disegni tecnici dei veicoli del progetto Apollo sul sito della NASA:
http://www.hq.nasa.gov/office/pao/History/diagrams/apollo.html