Le Prospettive dello Spazio, 25/5/2019 INFN e Università di Roma Tor Vergata

Le Prospettive dello Spazio:

Dal fantastico di ieri, alla ricerca di oggi verso la tecnologia di domani

Aula Grassano

Dipartmento di Fisica, Università Roma Tor Vergata

25 maggio 2019

La giornata di studio – a carattere divulgativo ed aperta al pubblico – intende promuovere ed analizzare la crescente sovrapposizione e la sinergia tra il mondo della ricerca, della tecnologia e del fantastico.   

Con l’occasione sarà possibile visitare i laboratori del dipartimento dove sono stati realizzati degli esperimenti Altea-Lidal, Acoustic Diagnostics, MINI-EUSO, che saranno effettuati da Luca Parmitano nell’ambito della missione Beyond a bordo della Stazione Spaziale internazionale.

Ingresso libero.

Ai partecipanti saranno offerti pranzo e coffee break.

per motivi logistici (sala, catering per pranzo e coffee break) è gradita la prenotazione per email a prospettive.spazio@gmail.com

Programma preliminare

10:00 Saluti e presentazione

10:10 M. Criscono (ASI): L'esplorazione italiana dello spazio: stato attuale e prospettive future.

10:40 P. Picozza (Tor Vergata) Fisica Fondamentale nello Spazio 

11:10 G. Rizzo (Leonardo), L’immaginario e la prospettiva strategica della tecnologia aerospaziale 

11:40 Coffee break (sala adiacente Grassano)

12:00 C. Mattei (Digital Video), Le rappresentazioni dello spazio nel cinema di Animazione

12:30 M. De Santo (U. Salerno, Digitalia), Il ruolo della Golden Age della fantascienza nello sviluppo del XX secolo

13:00 L. Giovannelli (Tor Vergata), Che  tempo fa nello spazio?

13:00 Pranzo (sala adiacente Grassano)

14:00 Gli esperimenti di Tor Vergata nella missione Beyond di Luca Parmitano

14:00 A. Moleti (Tor Vergata)  Acoustic Diagnostic

14:30 L. Narici (Tor Vergata) Altea - Lidal

15:00 M. Casolino (INFN) – MINI -EUSO

15:30 Coffee break (sala adiacente Grassano)

15:50 Declinare lo Spazio: Tavola rotonda

M. De Santo, C. Mattei, L. Giovannelli, L. Narici,  A. Moleti,  P.G. Picozza, O. Serafini (Fantascientificast), F. Staglianò (Deep Space 1)                

 16:50-1730 (Laboratori camere pulite università – INFN) Visita agli apparati  in preparazione per la missione Beyond.

In Collaborazione con Deep Space One, Fantascientificast, Scientificast 

Razzi e volo spaziale: lezione tenuta alla scuola di raggi cosmici dallo spazio, L'Aquila 2017

Il video qui sotto è la registrazione della lezione tenuta nel giugno 2017 alla Scuola internazionale di raggi cosmici al GSSI, L'Aquila. Tratta del volo spaziale, umano e non, delle orbite e dei razz ed è una versione molto accorciata del corso di Space Instruments che tengo all'Università di Roma Tor Vergata

Lecture given at the International School of Cosmic Rays from space, GSSI laboratories, L'Aquila, 15-6-2017

Guerra Fredda nello spazio 2.0: la crisi Ucraina colpisce anche la ISS?

Nel 1975, in piena guerra fredda, una navicella statunitense ed una sovietica si agganciarono per la prima volta  nello spazio. A parte  i segnali politici e di distensione tra le due superpotenze, l'idea del progezzo Apollo-Soyuz era di mettere a punto un sistema di attracco che permettesse di salvare astronauti in difficoltà in orbita terrestre.  Dovettero poi passare  20 anni prima del successivo attracco internazionale: STS-71 permise l'aggancio dello Space Shuttle alla gloriosa stazione spaziale Russa Mir.

L'Atlantis attraccato alla Mir (STS-71)

Il programma Shuttle-Mir mise a punto molte delle tecnologie per la stazione spaziale internazionale (ISS), costruita con parti provenienti dalla Russia, Stati Uniti, Europa e Giappone.

La collaborazione internazionale ha permesso sino ad ora di mantenere la ISS in orbita, l'unico avamposto umano nello spazio, anche se a 'soli' 350  km di altezza. Va comunque ricordato che la ISS è grande solo quattro volte lo Skylab, realizzato con il terzo stadio del Saturno V, e che due di questi razzi che mandarono l'uomo sulla Luna furono lasciati in un museo 'per risparmiare'.

Sino ad ora le attività spaziali erano rimaste intoccate  dalla crescente crisi Ucraina, ma è di questi giorni la notizia che il vice primo ministro russo Dmitry Rogozin, ( forumastronautico ha un ottimo commento al riguardo) ha espresso dubbi che la Russia voglia proseguire la collaborazione oltre il 2020. Questa era  la  data 'di scadenza' della ISS; i suoi sistemi possono funzionare però almeno sino al 2028 e di recente gli Usa hanno proposto di estendere le operazioni almeno sino al 2024.

Un motore russo NK-33

Con il pensionamento dello Shuttle   gli Stati Uniti devono pagare i russi circa 60M$ per ogni astronauta che raggiunge la ISS con le vecchie ma estremamente affidabili navicelle Soyuz. (Lo Space  Shuttle  era una  navicella bella a vedersi ma mal concepita sin dal principio, dato che non ha senso ed è molto rischioso  lanciare cargo ed equipaggio con lo stesso vettore).

Se è improbabile che la collaborazione nel programma con astronauti abbia termine  nei prossimi anni,  più realistica è la proibizione di impedire l'uso dei motori russi RD-180 per il lancio di satelliti militari statunitensi. Nel corso del programma lunare  sovietico furono sviluppati gli NK-33 motori estremamente efficienti a circolo chiuso, in cui i gas di scarico delle turbine del combustibile non sono espulsi separatamente, ma vengono iniettati nella camera di combustione, con aumento delle performance fino al 25% rispetto a motori convenzionali.

Un motore russo RD-180

Evoluzione del concetto degli NK-33 furono gli RD-170, usati nello Shuttle russo Buran ed il suo immenso vettore Energia (in una delle configurazioni previste avrebbe potuto mandare 100 tonnellate su Marte, ora arriviamo al massimo a 30 attorno alla Terra).  Gli RD-180 furono adattati dai russi ai vettori Atlas degli americani.

Nelle crescenti sanzioni economiche e di importazione (almeno sulla carta), la proibizione di usare motori per scopo militare non sembra fuori luogo. In previsione di eventi simili comunque gli Stati Uniti hanno uno stock di motori che garantisce almeno due anni di operazioni. Dopo si dovrà costruirel'RD-180 in Usa o - più probabilmente - ricorrere ai sempre meno costosi e più affidabili vettori sviluppati da Space-X ed altre industrie private. 

E' quindi auspicabile che la collaborazione nello spazio prosegua indipendentemente dalle vicende politiche terrestri: come lo Skylab e la corsa alla Luna hanno tristemente dimostrato, una volta persa una tecnologia o una capacità di lancio è poi molto difficile ed estremamente costoso recuperare le 'conoscenze degli antichi', anche se queste conoscenze risalgono a solo pochi decenni fa. 

ps  lasciate perdere Gravity, bello senz'anima (oltre a violare ogni leggi della fisica scoperta da Aristotele ad oggi): un film realistico sugli incidenti nello spazio è  Marooned - Abbandonati nello spazio  (1969, G. Peck, G. Hackman). 

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L’industria privata alla conquista di Marte?

È  di questi giorni l’annuncio provocatorio del magnate e turista spaziale Dennis Tito di voler realizzare privatamente una missione umana su Marte entro il 2018. Il programma  è talmente ambizioso da essere quasi  irrealizzabile; potrebbe però dare una spinta notevole allo sviluppo dell’esplorazione con fondi privati dello spazio. La missione vorrebbe far orbitare un equipaggio umano (un uomo ed una donna) intorno al pianeta rosso, senza le complessità logistiche e tecniche dell’atterraggio e decollo dalla superficie di Marte.  I problemi di un volo del genere sono comunque molteplici: isolamento dell’equipaggio  in una missione della durata di circa due anni, radiazione cosmica e tempeste solari, mancanza di razzi e capsule in grado di raggiungere l’orbita ed affrontare il viaggio….

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Astronauti in Overdose ed Omeopatia

Christer Fuglesang nel laboratorio USA
 indossa il rivelatore al silicio Altea per lo studio
 dei lampi di luce e della correlazione con la radiazione
nello spazio. (STS126/12a) Da qui

Gli astronauti sono per natura avezzi a fronteggiare a rischi di ogni tipo: talvolta però compiono atti che rasentano la follia. Christer Fuglesang è un astronauta (e cosmonauta)  svedese, che ha volato per due volte sul Discovery alla volta della Stazione Spaziale Internazionale, che ha contribuito ad assemblare con varie attività extraveicolari.  Ha lavorato anche ai nostri esperimenti Sileye-3 ed Altea, volti alla misurazione della radiazione spaziale e dei suoi effetti sugli astronauti. Con Altea  ha anche studiato l’effetto dei lampi di luce che gli astronauti percepiscono quando il loro occhi sono colpiti dalla radiazione cosmica.

In un ‘open campus’ in Svezia, l’astronauta ha pubblicamente ingerito una quantità di medicine omeopatiche per  dormire pari a oltre 10 volte la dose massima consentita: si è trattato di una overdose di 'farmaci' omeopatici, pari a... bere un boccale d'acqua invece di un bicchierino d'acqua. Naturalmente non si è avuto nessun effetto collaterale come invece  ci si sarebbe attesi nell’ipotesi che un qualunque principio attivo fosse presente nella medicina omeopatica.

Naturalmente si tratta di un evento dimostrativo, che comunque mostra come il fattore di diluizione non abbia comunque senso  ma che riflette l’assenza di prove scientifiche dell’efficacia di questi rimedi.

Il folle tentativo di suicidio per overdose di prodotti
omeopatici di Christer Fuglesang nel 2011. 

La spiegazione che viene addotta dai difensori dell'omeopatia  è che vi sia un qualche fenomeno ancora sconosciuto (e non comprovato scientificamente), ma che è probabilmente dovuto all'effetto placebo o alle naturali difese dell'organismo.  In ogni caso  se proprio si vuole ricorrere a questi rimedi è sempre bene farlo per le semplici  indisposizioni o le malattie non gravi.

L'altra domanda è sul motivo per cui questi pseudo-farmaci costino così tanto: in proporzione è come se pagassimo  una bottiglia con meno un granello di zucchero (o la ormai storica  particella di sodio)  10-100  euro. Di più costoso c'è forse solo il costo degli articoli sulle riviste scientifiche.

Grazie ad Oscar per l'informazione. 

Perchè non lanciamo i razzi in verticale? La differenza tra lo stare in orbita e nello spazio.

Il lancio dello Shuttle (STS-128). Nella splendida foto NASA
è possibile vedere come il razzo non punti verso l'alto
ma quasi orizzontalmente, per acquistare la velocità
necessaria per restare in orbita.

Osservando il lancio di un razzo si può notare che, dopo aver percorso poche centinaia di metri, la sua traiettoria si piega  inclinandosi dalla verticale. 

Questo perché la spinta del razzo non è necessaria solo per far innalzare il razzo di qualche centinaio di chilometri (400 circa per l'orbita della Stazione Spaziale Internazionale), ma soprattutto a fargli acquisire velocità orizzontale. 

Per mantenere in orbita un satellite è infatti necessario che questo abbia una velocità tale che la forza centrifuga (diretta verso l'alto) gli faccia vincere l'attrazione di gravità (diretta verso il basso): in orbita bassa, come ad esempio per la Stazione Spaziale è necessaria 8 volte più energia per acquisire la velocità di 7.7 km/s rispetto a quella per raggiungere i 380-400 km di altezza della stazione. 

Il rapporto tra l'energia spesa per vincere la forza di gravità Q  rispetto a quella  necessaria per fargli acquisire velocità K è pari  alla metà del  rapporto tra il  raggio terrestre e l'altezza del razzo (trascurando la velocità iniziale dovuta alla rotazione terrestre. In formule  K/Q = 1/2   R_terra / H_razzo).

Il profilo di lancio  e rientro
della Spaceship one

E' questa la fondamentale differenza tra i razzi spaziali come lo Shuttle e la Soyuz e la SpaceShip one: questa è più simile ad un sasso lanciato verso l'alto e che torna a terra dondolando come una foglia. In questa maniera è possibile con motori molto piccoli (e partendo da un aereo) superare i 100 km di altezza ma solo per poche centinaia di secondi. 

Fu per primo Newton  a rendersi conto che sparando orizzontalmente con un cannone abbastanza potente era possibile imprimere al proiettile una velocità sufficientemente alta da metterlo in orbita. Questo doveva essere ciò che era accaduto alla Luna, che orbita "in caduta libera" attorno alla terra.

La palla di cannone e le orbite
di Newton (Principia, vol 3 p4)

Andando più in alto la velocità orbitale diminuisce e la ripartizione  tra energia cinetica e potenziale va a vantaggio di quest'ultima: in orbita geostazionaria, dove la velocità è 3km/s essa è pari a meno del 10%.

Da lì basta pochissima energia in più (il 15%)  per raggiungere la luna e gli altri pianeti): in orbita geostazionaria siamo quasi usciti dal pozzo gravitazionale della terra. La stazione spaziale è molto più in 'fondo al pozzo':  anche tenendo conto dell'energia cinetica essa ha appena la metà dell'energia necessaria per sfuggire all'attrazione terrestre.  

Uno dei voli di test della
Spaceship one.
Si tratta di un volo parabolico
che raggiunge lo spazio ma non
la messa in orbita. 

Note: 

1. E' per questo che gli astronauti a bordo della stazione spaziale sono soggetti alla gravità terrestre ma in condizioni di assenza apparente dato che l'attrazione terrestre è cancellata dalla forza centrifuga. Dato che la stazione spaziale ha piccole oscillazioni, risente dell'attrito, con il residuo dell'atmosfera ed altre micro-forze, si parla di condizioni di microgravità (perché le oscillazioni sono circa un milionesimo della gravità terrestre).

2. Qui uno splendido grafico di xkcd sui pozzi gravitazionali dei pianeti e del sistema solare

3. In caso di orbita circolare il risultato si ottiene  uguagliando la forza centrifuga:
 mv²/(R_terra+H_razzo) 
con quella gravitazionale 

GM m / (R_terra+H_razzo)² 
dove G è la costante di gravitazione universale, R_terra è il raggio terrestre M è la massa della terra e H_razzo è l'altezza del satellite di massa m dal suolo. 
L'energia cinetica necessaria è K=1/2 m v², quella gravitazionale Q= GMm[ 1 / (R_terra+H_razzo) - 1/R_terra].
Da lì si ottiene il rapporto K/Q = 1/2 R_terra/H_razzo

L'orizzonte della terra da pallone e dallo spazio.

Volo Stratospera 5 (2012)

In un post precedente avevamo cercato di calcolare le distanze che vediamo dal finestrino dell'aereo (11 km). 

Per calcolare la distanza dell'orizzonte da altre altezze possiamo usare le foto del recente volo del pallone degli amici di Stratospera, che   ha prodotto nuove  e splendide  immagini da un'altezza di 15 km (e non solo: il loro sito è una miniera d'oro di dati, informazioni e soprattutto di "esplorazione & ricerca"). A queste di aggiungono le foto del lancio precedente (il quarto) da 30 km e quelle di  Felix_Baumgartner da 39 km. 

La tecnica è sempre la stessa e relativamente semplice: calcolando la distanza nota dell'orizzonte a partire dall'altezza [La distanza dell'orizzonte D dipende dall'altezza H  cui ci troviamo secondo la formula H=radice(2*H*R)] possiamo stimare le dimensioni dei vari oggetti. E' una tecnica molto approssimata, dato che non conosciamo il campo di vista della macchina fotografica, o meglio la posizione del nadir, il punto sotto di noi. 

 I punti scelti per stimare l'altezza sono all'incirca dove svanisce il blu dell'atmosfera ed inizia l'oscurità dello spazio. Anche questo punto dipende molto dalle regolazioni e della sensibilità della macchina fotografica. In ogni caso le tre immagini forniscono un'altezza concorde di circa 40 km, ossia più o meno l'altezza massima che possono raggiungere i palloni. 

Felix Baumgartner

E' possibile utilizzare anche le foto prese dalla stazione spaziale internazionale. In questo caso abbiamo altri punti di riferimento: quelli dell'aurora.  Anche qui ritroviamo (fortunatamente) l'altezza dell'atmosfera a 40 e quelli dell'aurora tra 100 e 200, in accordo con i valori cui si manifesta questo splendido fenomeno. 

L'aurora dalla ISS (da questo video)

Volo Stratospera 4

Simple astronomy with digital camera / デジカメで手軽に天文学

This post is based on a stand the JEM-EUSO group  prepared for RIKEN open campus, in April 2012. 

After the Venus passage we do not need to stop with backyard astronomy: With current quality of digital cameras everyone can take good astronomical pictures. They will not be detailed as those of Hubble Space Telescope, but you can have a lot of fun discovering the universe with your own eyes.

You only  need a tripod or a place to set your camera steady, any camera will work:

If your camera has fixed setting, choose night, or star.

If you can change settings manually usually it is better to choose largest aperture, long exposure, set the manual focus to infinity, ISO 400 or higher. 

Moon, stars, nebulae and the planets are easily accessible: start using the settings in the pamphlet  and experiment with your own!

The poster prepared fo RIKEN open campus 2012. Click to enlarge
Special thanks to I. Kaneko for the graphic layout and to H. Miyamoto
for the Japanese translation.

誰でもデジタルカメラで天体の写真をとることができます。ハッブル宇宙望遠鏡みたいな性能はなくても、自分の目でたくさんの天体を発見するのはすごく楽しいですよ。必要なのはカメラを固定する三脚だけ。どんなカメラでも大丈夫。

カメラを固定したら夜空に向けてみましょう。特定の星を選んで向けてみても良いです。手動でカメラの
設定を変えられるなら、絞りを最大、露光時間を最長、焦点を無限大に合わせて、ISOを400かそれ以上にすると良いでしょう。それが終わったらたくさんのターゲットの中から見たいものを選びましょう。

Hanami, Venere e la Stazione Spaziale

Il Passaggio della ISS del 9/4/2012.
Foto con Canon KissX3, 53mm 67 s esp @5.6

Questo è il passaggio della stazione spaziale internazionale a Tokyo il 9 Aprile 2012 (qui uno precedente con l'ormai pensionato Space Shuttle). Si è trattato di un transito particolarmente luminoso (magnitudine -3.0) e quasi allo zenith, anche se sopra Tokyo la stazione era già in ombra (in calce sono riportati i dati del passaggio). 

Venere è brillante per parecchie ore dopo il tramonto ed offre un bel contrasto con la flora giapponese. Ad un'analisi più accurata (ed un'esposizione molto più breve) è possibile osservarne la fase, una specie di semicerchio illuminato dal sole che si trova in basso, dietro l'orizzone. Le fasi, simili a quelle lunari, sono visibili per i pianeti interni, quindi - dalla terra - solamente venere e mercurio. 

Questo post partecipa al Carnevale della Fisica, 30a edizione, ospitata dal blog scienzaemusica. 

Venere, nella parte centrale-sinistra della foto. 250 mm 4s @5.6

Fase di Venere, 250mm 1/200 @5.6

La ISS rispetto alle stelle e...

Il passaggio al suolo (grafici
 da  http://www.heavens-above.com/  )

L'orizzonte, lo spazio, e la terra dal finestrino dell'aereo

Le distanze dall'aereo: foto scattata al sorgere del sole, sopra
la Mongolia, guardando verso est in un volo Roma-Tokyo
a marzo. L'aereo era diretto verso sud-est.   

Nei voli internazionali gli aerei commerciali volano ad una quota di 33000 piedi, che nel Sistema Internazionale corrispondono 10058 metri. 

Da questa quota è possible godere di un ampio panorama: l'orizzonte si trova infatti a 358 km di distanza. Questo ci permette di stimre le distanze e le dimensioni dei fenomeni che osserviamo dall'aereo. La foto è stata scattata  in un volo Roma-Tokyo, al momento del sorgere del sole, con una  Canon SX30is con lunghezza focale di 24 mm equivalenti. L'orizzonte si estende orizzontalmente per circa 380 km, con le nuvole ed il grosso del pulviscolo (la parte rossa) che si innalzano sino ad 11 km di altezza.  Il sole era già sorto sulla destra (est sud-est) dell'immagine, ma sulla sinistra (nord-ovest) era ancora notte.  La forma della struttura triangolare luminosa è dovuta (probabilmente) alla diffusione della luce da parte dell'atmosfera: ad est il sole è più alto e la quantità di luce  dispersa nell'atmosfera è maggiore. Ad ovest invece i raggi sono appena radenti per via della curvatura terrestre. In ogni caso è possibile osservare l'ideale linea di confine che separa la terra dallo spazio: la banda luminosa sulla destra si erge infatti per circa 100 km, 20 in più di quanto necessario volare per "diventare astronauti". La stazione spaziale internazionale si trova  a circa quattro volte questa altezza.

La foto originale. 

Nota 1

La distanza dell'orizzonte D dipende dall'altezza H  cui ci troviamo secondo la formula H=radice(2*H*R)

dove R=6380km è il raggio terrestre. Al mare ad un'altezza di  un metro vediamo sino a 3.5km, sulla torre Eiffel possiamo idealmente raggiungere i 65km di distanza ed i 200km da una montagna alta 3000 m. Dalla Stazione Spaziale il campo di vista supera i 2000km, ma non permette di osservare il disco completo della terra: per quello bisogna superare i 1000 km di altezza. 

Nota 2

Ciascuna macchina fotografica ha un campo di vista che dipende dalla lunghezza focale (lo zoom) dell'apparecchio: focale piccola = grandangolo, focale grande = teleobiettivo. Poiché le digitali compatte hanno sensori più piccoli delle vecchie 35 mm  a pellicola, la lunghezza focale è spesso espressa in 35 mm equivalenti: una lente da 50mm ha un campo di vista di circa 40 * 27 gradi. 

La foto aveva una lunghezza focale di 24mm (questi valori sono contenuti nei dati Exif leggibili con vari programmi) ed un campo di vista di 65*48 gradi (una calibrazione precisa del campo di vista della macchina fotografica si può effettuare con la luna, ma ne parleremo una prossima volta). Dal numero di pixel della macchina otteniamo circa 66 pixel per ciascun grado di campo di vista. Con Photoshop o qualunque altro programma è poi semplice misurare le varie altezze. 

Labirinti librari, stazioni spaziali e insetti per aguzzare la vista

La coperina dei
"Labirinti dello spazio"

Nell'ampio panorama dell'offerta libraria giapponese vi sono varie serie che ci incitano ad "aguzzate la vista", per parafrasare la nostrana  Settimana Enigmistica. Controparte nipponica dei più famosi "Where's waldo", sono  rivolti ad un pubblico di ragazzi ma fruibili anche dagli adulti grazie alla curatissima veste grafica, quantità di oggetti da cercare e puzzle da risolvere. La serie dei Meiro (labirinti), scritta ed illustrata da Kagawa Kentaro, è una di quelle di maggior successo. In ciascuna delle splendide tavole a due pagine, l'autore riesce ad inserire due labirinti, nascondere vari oggetti, mimetizzare animali, muovendosi con suo agio tra le immensità dello spazio, i giardini di casa e le abitazioni mitologiche degli dei occidentali ed orientali. Purtroppo i quiz sono in giapponese, ma molti degli enigmi sono intuibili anche senza saper leggere gli ideogrammi. Se poi si tratta di un regalo per i bambini, dalla soluzione è possibile ricostruire molte altre domande. 

I labirinti delle stazioni spaziali: il primo è in alto, indicato dalle frecce.

Un secondo labirinto è formato dalle nuvole della terra. 

In primo piano la Stazione Spaziale Internazionale, 

al centro a sinistra la stazione russa Mir (anni '90). 

Ancora più a sinistra lo Skylab degli anni '70.

Uno dei plastici della serie Mikke.
Tra le varie cose che ci è richiesto
di trovare c'è un aereo, un piccolo orologio
e due pesci.

Un'altra serie di successo è quella della Mikke, traduzione del "Can you see what I see"   e disponibile anche in edizione inglese. In questo caso l'autore, Walter Wick realizza e fotografa plastici e costruzioni fiabeschedi ogni genere.In questo caso si tratta di scovare alcuni oggetti nel marasma di  pupazzetti, biglie, perle e miniature con cui l'autore popola i suoi diorami.  Per i più piccini c'è poi il Jumbo Esagashi (lett. "cerca le immagini"), più semplice ma comunque molto elaborato. Tutti i volumi, rilegati e con copertina,  sono in vendita a prezzi al di sotto dei 1500 yen, ossia circa 15 euro al cambio attuale. 

La copertina del Jumbo
esagashi

Una delle tavole del Jumbo Esagashi 

Astronavi di una realtà abbandonata: (1) dal Saturno V al Buran

L'ultimo  Saturno 5 prima del lancio
dell'Apollo XVII, 1972

Per quanto affascinante, l'esplorazione spaziale umana degli ultimi decenni  ha visto notevoli passi indietro rispetto alle conquiste dei tempi della corsa alla Luna. Il Saturno V (in grado di portare 100 tonnellate in orbita lunare e 149 in orbita intorrno alla Terra) fu abbandonato all'inizio degli anni '70 in favore dello Space  Shuttle: più costoso, con minore capacità di carico  (25 tonnellate intorno alla Terra) ed  errato nella sua concezione di voler lanciare cargo ed astronauti allo stesso tempo. Il Buran, controparte russa dello Shuttle, fu costruito sulla base di false informazioni del KGB, che aveva dichiarato che lo shuttle usa sarebbe servito per lanciare armi nucleari dallo spazio.  Il Buran fece un solo volo automatico nel 1989, lanciato dal razzo Energia, che sulla carta -  nella configurazione con 8 booster laterali - avrebbe potuto portare 100 tonnellate su Marte. Il vettore russo era perfetto ma troppo potente e costoso per trovare un'attività commericale e fu abbandonato in favore dei più piccoli e maneggevoli Proton ed Soyuz. 

Il vettore Energia prima del  lancio
dello shuttle russo Buran  dal
cosmodromo di Baikonur, 1988

Al momento solo la Cina e la Russia sono in grado di portare l'uomo nello spazio: europa e Giappone hanno dei solo razzi per il cargo (ATV ed HTV)  e gli Stati Uniti - dopo il ritiro dello Shuttle - stanno sviluppando una capsula Orione, con un vettore, lo Space Launch System,  che riutilizza tecnologie dello Shuttle per ridurre gli enormi costi. In parallelo la compagnia privata  Space X sta realizzando il sistema Dragon sotto contratto USA per portare il cargo sulla Stazione Spaziale. Un primo volo del  Dragon, lanciato dal razzo Falcon 9 (10 tonnellate in orbita), sempre sviluppato dalla Space X, ha avuto luogo nel dicembre 2010. Nei progetti della Space X il Dragon potrà essere adattato per portare un equipaggio in orbita e successivamente sulla Luna e su Marte. 

L'incidente al cargo Progress e le ripercussioni sulla Stazione Spaziale Internazionale.

Il 24 agosto scorso il cargo russo Progress-44 si è schiantato al suolo a causa di un malfunzionamento del razzo Soyuz-U,

La capsula Progress, lanciata dal cosmodromo spaziale di Baikonur,  è in grado di portare più di due tonnellate di rifornimenti sulla ISS: questo è il primo fallimento in più di trent'anni di glorioso servizio in cui questo muletto dello spazio ha portato rifornimenti a stazioni orbitanti dalla Salyut alla Mir sino alla attuale Stazione Spaziale Internazionale (ISS) .

Sembrerebbe che la causa dell'incidente sia da attribuirsi ad un problema ai motori del terzo stadio del razzo Soyuz-U. 

La Progress 20-P mentre viene issata sulla rampa di lancio (19-12-2005, foto mc)

Il problema è che   il razzo Soyuz è lo stesso utilizzato per portare astronauti nello spazio. Vi sono minime differenze nella famiglia dei lanciatori a seconda che il carico sia di persone, cargo o satelliti, ma la struttura di base è la stessa. Anche la capsula Soyuz (che porta lo stesso nome del vettore) è molto simile alla Progress in forma e dimensioni anche se accoglie tre astronauti nel suo interno. 

Con il ritiro dello Shuttle dopo l'ultimo volo di luglio, la Soyuz è l'unico mezzo in grado di avvicendare l'equipaggio a bordo della ISS. A parte le Shenzou cinesi al momento  non vi è altro modo di mandare l'uomo nello spazio. 

La Soyuz TMA-6 con a bordo l'astronauta italiano Roberto Vittori (Missione Eneide, 14 giugno 2005, foto mc). Notate la torre di espulsione d'emergenza in cima al razzo (assente nel caso della Progress). In caso di problemi al lanciatore, la torretta, un piccolo ma potente vettore si attiva e porta gli astronauti lontano dalla rampa di lancio.  Il suo uso si è reso necessario  una volta negli anni '80.   

La situazione è lungi dall'esser critica, gli astronauti hanno abbondanza di provviste e - nel peggiore dei casi - possono rientrare in qualunque momento con la Soyuz sempre attraccata alla stazione. 

Anche per il cargo vi sono varie ma costose alternative: l'ATV europeo e l'HTV giapponese (quest'ultimo è l'unico in grado di portare equipaggiamento al di fuori della ISS, gli altri operano solo nella zona pressurizzata). 

Per quanto si possa auspicare che questa crisi rientri in breve, è evidente come l'esplorazione umana nello spazio sia sempre più appesa ad un filo.

ps  mi dice Luca di Fino  che nella Progress c'era anche il nostro materiale per proseguire il nostro l'esperimento Altea. Vediamo come va a finire....

Arrivederci allo Space Shuttle

L'ultima missione dello Shuttle, STS-135 è atterrata il 21 luglio 2011.
Non è stato possibile vedere lo Shuttle al rientro dallo spazio in quest'utlima missione: questa sotto è la foto scattata al termine della missione precedente, la STS-134. Lo shuttle si è già sganciato dalla stazione spaziale e la precede in un'orbita più bassa (la velocità orbitale è minore ad altezze maggiori). Questo è probabilmente l'ultimo passaggio visibile dall'Italia.

L'era dello Shuttle è giunta al termine. Putroppo la gloriosa navicella è stata progettata male (non ha alcun senso lanciare le persone assieme al cargo) e gestita peggio (i due incidenti che hanno causato la morte di 14 astronauti sono da attribuirsi a cattivo management).
Nonostante tutto è riuscita a completare il suo lavoro: la stazione spaziale è finalmente completa.
Non dimentichiamo che con quattro  lanci del Saturno V (i cui gli ultimi due esemplari sono finiti in un museo) si sarebbe potuto avere lo stesso volume abitabile (lo Skylab era già in orbita) della stazione spaziale ad un costo estremamente minore e più di trent'anni fa.