STORIA DELL'ASTRONAUTICA

Dall'antica Cina alla Seconda Guerra Mondiale

 
La Terra è la culla dell'Umanità, ma quest'ultima non potrà restarvi per sempre." K. Tziolkovskji
 
Le prime testimonianze dell'uso di razzi risalgono all'antica Cina, dove erano usati come armi e in occasione di feste o eventi religiosi. Il loro uso fu poi esportato in occidente, ma ben presto l'uso bellico si perse a causa della maggior potenza dei cannoni. Sarà riscoperto nel ‘700 quando le truppe inglesi che invadevano l'India si trovarono ad affrontare i piccoli eserciti locali dotati di queste armi. Il colonnello d'artiglieria Sir William Congreve studiò questi razzi e ne derivò dei modelli che furono poi usati regolarmente dalle truppe inglesi, ma, ancora una volta, il cannone risultò notevolmente più efficace e gli studi sui razzi furono trascurati.
Nella seconda metà del secolo scorso un professore di matematica russo, Konstantin Tziolkovskji, intuì che la propulsione a razzo, alimentata con combustibili liquidi, era adatta per volare nel vuoto cosmico. Il mondo scientifico russo lo derise, essendo legato a nozioni vecchie e fondate su interpretazioni personali, ma Tziolkovskji continuò i suoi studi gettando anche le basi per l'incredibile volo a vela solare. Purtroppo Tziolkovskji non concretizzò i suoi studi finché la rivoluzione comunista non cambiò i vertici del potere. Negli anni trenta venne istituito un gruppo di studio che cominciò a costruire i primi razzi grazie agli studi dell'ormai anziano professore. In questo gruppo emerse la figura di un giovane ingegnere: Serghei Korolev, che sarà deportato in un gulag per motivi politici prima della Seconda Guerra Mondiale.
Agli inizi del ventesimo secolo, negli Stati Uniti, il fisico Robert Goddard lavorava alle stesse teorie di Tziolkovskji, sebbene all'oscuro l'uno del lavoro dell'altro. Goddard aveva la possibilità di costruire in proprio i suoi razzi e le sue prove finirono sulle cronache dei giornali. Anche il mondo scientifico statunitense riteneva impossibile il volo spaziale con razzi, ma Goddard riuscì a dimostrarlo in laboratorio.
Nel 1921 il fisico transilvano Herman Obert riunì intorno al tavolo di un bar di Monaco tutti i tecnici che in Germania lavoravano sulla propulsione a razzo e fondò un gruppo di studio che ricevette l'incarico (comprese le finanze ed un'officina attrezzata), dal regista cinematografico Fritz Lang, di costruire il primo vero razzo da lanciare in occasione della prima del suo film: "La Donna Sulla Luna". Il razzo non fu preparato in tempo, ma il regista cedette tutto agli scienziati. Negli anni trenta, nel gruppo entra un giovane appena diplomato: Werner Von Braun. Quest’ultimo, quando la società viene chiusa a seguito di una crisi economica, passa a lavorare per l'esercito dove inizia i suoi studi con un operaio ed una piccola officina per poi diventare, agli inizi della Seconda Guerra Mondiale, uno dei dirigenti del più moderno centro di missilistica del mondo nella penisola di Peenemunde.
Nel 1943 dalla base di Peenemunde vola il primo missile, la bomba razzo A4, meglio nota come V2. Pare che quel giorno Von Braun abbia commentato così quel lancio: "Questo è un grande giorno per la Germania, peccato che il missile parte per il pianeta sbagliato." La frase qui riportata riassume l'atmosfera vigente in quel poligono, dove più che all'evoluzione delle armi si cercava solo di rendere più efficiente la propulsione a razzo per i futuri voli spaziali. Un giorno la polizia segreta trovò un libro di fantascienza scritto da Von Braun quando era adolescente, ciò fu sufficiente per incarcerarlo, ma uno sciopero bianco attuato dai tecnici della base portò alla sua scarcerazione dopo soli quindici giorni.
Nel frattempo Korolev veniva costretto a proseguire i suoi studi in prigionia poiché il lancio delle prime V2 su Londra impaurirono Stalin. Quando l'Armata Rossa riuscì a catturare le fabbriche tedesche, Korolev  poté approfittare della tecnologia tedesca per sfruttarla al meglio negli anni successivi.
Nel 1945, con tecnici e materiali al seguito, Von Braun si lasciò catturare dagli agenti statunitensi  che lo stavano cercando e fu trasferito negli Stati Uniti.
 

Dalla Terra alla Luna

"Questo è un piccolo passo per un uomo, ma un grande balzo per l'umanità"  N. Armstrong
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                      Finita la Seconda Guerra Mondiale le due grandi superpotenze si limitarono a proseguire gli studi iniziati in Germania.
L'Unione Sovietica si dotò di bombe nucleari troppo pesanti per i suoi bombardieri e cominciò a sviluppare le tecnologie missilistiche, forte degli studi di Tziolkovskji, della tecnologia tedesca e del genio di Korolev. Tutto il programma missilistico sovietico faceva capo ai vertici dell'Armata Rossa, con la collaborazione di tutti gli istituti universitari.
Negli Stati Uniti le tre forze armate statunitensi ed un ente civile conducevano studi per conto proprio ed in concorrenza tra loro.
Il 1958 venne indicato come Anno Geofisico Internazionale e gli Stati Uniti e l’Unione Sovietica decisero che avrebbero festeggiato l'avvenimento mettendo in orbita il primo satellite artificiale, cosa che riuscì solo ai russi il 4 Ottobre 1957, quando un razzo militare modificato da Korolev lanciò lo Sputnik 1. Il mese dopo era la volta dello Sputnik 2, con a bordo il primo essere vivente: la cagnetta Laika. Gli Stati Uniti, colti di sorpresa, decisero che avrebbero dato il via ad un programma d'esplorazione lunare con astronauti, ma nel frattempo dovevano recuperare lo svantaggio e si rivolsero a Von Braun. Il 31 Gennaio 1958 l'Explorer 1 divenne il primo satellite statunitense mentre nell'estate dello stesso anno veniva fondata la NASA (National Aeronauntic and Space Administration), un organismo dedicato allo studi spaziali ed aeronautici. Iniziò così la grande corsa allo spazio con satelliti di ogni tipo e sonde verso ogni corpo celeste raggiungibile, ma il culmine arrivò il 12 Aprile 1961 quando il russo Yuri Gagarin, a bordo della capsula Vostok 1, compì il primo volo orbitale. Qualche mese dopo anche gli americani cominciarono a lanciare i loro astronauti con le capsule Mercury. Fu questo il primo passo verso lo sbarco di uomini sulla Luna. Sulle prime capsule si sperimentò di tutto ed ogni novità diventò record, compreso il solitario e per molto tempo unico volo di una donna, la russa Valentina Terenskova.

Terminati i voli delle capsule Vostok  e Mercury, la corsa alla Luna avrebbe richiesto lo svolgimento di attività extraveicolari e manovre d’aggancio spaziali. Così i russi elaborarono le capsule della serie Voskhod e gli americani le Gemini. Terminati anche questi programmi, i due contendenti realizzarono le loro capsule lunari: le Soyuz russe e le Apollo americane. Ma la corsa allo spazio è costellata di difficoltà che talvolta assumono connotati tragici. Nel 1967 due gravi incidenti funestarono la corsa allo spazio. Il primo occorse ai tre astronauti statunitensi che avrebbero volato per primi su una capsula Apollo. Stavano effettuando una simulazione nella loro capsula quando all'interno scoppiò un incendio che li uccise. Qualche mese dopo morì un cosmonauta russo per la difettosa apertura del paracadute della capsula Soyuz 1. Nonostante questi incidenti il 1968 vide un nuovo trionfo dell'astronautica nel natale di quello anno, quando i tre astronauti statunitensi della missione Apollo 8  orbitarono attorno alla Luna. Ormai la Luna aveva i giorni contati ed il 20 Luglio 1969 gli astronauti statunitensi Neil Armstrong e "Buzz" Aldrin, della missione Apollo 11, sbarcarono sulla Luna, mentre il loro compagno Michael Collins li attendeva in orbita lunare. Ancora una volta gli americano dovevano il loro successo a Von Braun progettista del grande razzo Saturn V che porterà tutti gli astronauti sulla Luna. A questa missione ne seguirono altre sei, di cui la numero 13 avrà dei problemi e non sbarcherà sulla Luna.

L'Unione Sovietica si limitò a lanciare sulla Luna due sonde dotate di un robot semovente. Tutto ciò a seguito della morte di Korolev nel 1965 e ad intrighi politici che faranno fallire l’intero programma lunare russo.
 

Nello spazio con un cent

Il sogno lunare durò pochi anni, la guerra del Vietnam e la crisi economica lo spensero. La NASA investì nel futuro dando il via al programma Space Shuttle e all'esplorazione del nostro sistema solare. La sonda Pioneer-Venus esplorò il pianeta Venere, le due sonde Viking il pianeta Marte, le sonde Pioneer e Voyager i pianeti esterni, in particolare la Voyager 2 che esplorerà i pianeti Giove, Saturno, Urano e Nettuno. Queste sonde spaziali s'inserivano in un programma d'esplorazione a basso costo, tanto che per esempio il singolo contribuente statunitense ha versato un cent per tutto il programma Voyager.
L'Unione Sovietica approfittò delle tecnologie nate dal suo sfortunato programma lunare per costruire un razzo potente con cui lanciare il primo laboratorio spaziale per esperimenti di lunga durata: il Salijut 1.
Il primo aggancio a questo laboratorio provocò il fallimento della missione, portando alla morte l'equipaggio durante il rientro in atmosfera, causa il cedimento di una valvola di controllo della pressione interna della loro capsula. Nonostante la sciagura, i risultati scientifici furono notevoli e si procedette alla costruzione di un nuovo laboratorio spaziale, mentre il vecchio veniva fatto disintegrare in atmosfera.
Gli Stati Uniti imitarono i russi mettendo in orbita il laboratorio spaziale Skylab, al quale si avvicendarono tre equipaggi, di cui l'ultimo fu addirittura protagonista del primo sciopero spaziale. Il laboratorio fu poi abbandonato con la scusa che la navetta spaziale avrebbe potuto portare nello spazio i moduli per nuovi laboratori. Nel 1979 lo Skylab si disintegrava nell'atmosfera.
L'Unione Sovietica continuò il suo programma di laboratori spaziali e mandò le sonde Venera sulla superficie del pianeta Venere.

Nel 1975, per la prima volta, una capsula Soyuz ed una capsula Apollo effettuarono un aggancio in orbita; bisognerà attendere altri venti anni perché si ripeta un simile evento dai risvolti molto più concreti.
 

Tempi Moderni
 

"Io non vado nello spazio per i soldi o per il successo." S. Ride
 
Nel 1981 una nuova potenza spaziale si inserì nel gioco spaziale. E' l'Europa con l'ESA (European Space Agency), che in quell'anno lanciò il suo primo razzo vettore commerciale: Ariane I . L'ESA aveva progetti ambiziosi. Voleva un razzo per mettere in orbita i suoi satelliti  e le sue sonde spaziali, entrare nel mercato dei razzi vettori, collaborare con la NASA in molti progetti e portare in orbita degli astronauti europei con un veicolo europeo.
Il 12 Aprile 1981 partì la prima navetta spaziale: la Columbia. Si aprì una nuova era del trasporto spaziale e della scienza. La navetta spaziale decolla come un razzo per poi atterrare come un aereo. Ha una stiva nella quale si può fare di tutto: può ospitare due satelliti, grosse sonde spaziali, strumenti scientifici, carichi militari e laboratori spaziali come lo Spacelab europeo. Nelle intenzioni doveva rendere più economico il volo spaziale, in pratica si rivelò un costoso prototipo, ormai indispensabile all'astronautica americana. E fu proprio la navetta spaziale a produrre il più grave incidente della storia dell'astronautica fino ad oggi: il 26 Gennaio 1986, un minuto dopo il lancio, la navetta Challenger esplodeva uccidendo i sette astronauti a bordo (cinque uomini e due donne). Questo incidente bloccò tutto il programma spaziale americano per due anni.
L'Unione Sovietica aveva proseguito il suo programma di laboratori spaziali ed aveva cominciato ad ospitare a bordo cosmonauti di nazioni alleate, mentre i tempi di permanenza a bordo andavano aumentando. Nel Febbraio 1986 venne messo in orbita il Mir, il primo laboratorio spaziale modulare che sarà completato con l'aggiunta di nuovi moduli negli anni a venire.

Nonostante questo primato, come dimensioni e tecnologicamente era più arretrato dello Skylab americano, ma costituiva un punto d'appoggio sicuro in orbita, cosa che mancava agli statunitensi.
Nel dicembre del 1986 la sonda spaziale Giotto dell'ESA  si tuffò nella chioma della cometa Halley. Sebbene danneggiata, la sonda effettuerà anche l'esplorazione di un'altra cometa.
Gli anni ottanta videro anche il ritorno nello spazio delle donne. La sovietica Svetlana Savitskaya, che sarà la prima donna a volare due volte, poi la statunitense Sally Ride, prima di tante a bordo delle navette spaziali. Chiuse il decennio il solitario (non c’era equipaggio) volo della prima ed unica navetta spaziale sovietica: Buran, aggrappata al dorso del supervettore Energhia, al suo secondo ed ultimo volo dimostrativo.
Gli anni novanta hanno visto tornare alla carica le sonde spaziali. La sonda Magellano realizza una precisa mappa radar del pianeta Venere; la sonda Ulysses esplora i poli del Sole; la sonda Galileo raggiungerà Giove esplorando prima gli asteroidi Gaspra e Ida, quindi sgancia una minisonda nell'atmosfera del pianeta; una sconosciuta sonda giapponese s'immette in orbita lunare e per concludere, dopo anni di rinvii, viene messo in orbita l'HST (Hubble Space Telenscope) che, dopo i guai iniziali, sta’ aprendo orizzonti incredibili agli astronomi.
I sommovimenti politici hanno poi favorito una maggiore cooperazione. Il Mir viene completato con l'aiuto economico occidentale ed ai suoi portelli attraccano alcune missioni delle navette statunitensi, sperimentando così i futuri agganci alla stazione spaziale internazionale.
L'ESA si era ritrovata ad essere l'unico ente dotato di razzi vettori dopo l'incidente della navetta americana. La grande richiesta di lanci aveva dato modo di costruire razzi Ariane sempre più potenti. Per mantenere e superare una quota di lanci del 50 % di quelli mondiali era stato approvato il piano di costruzione di un vettore molto potente: Ariane 5, il suo primo volo è stato un insuccesso, seguito dal  successo parziale del secondo volo e da quello perfetto del terzo. All’ESA si pensa già d’anticipare i voli commerciali.
Il mondo spaziale in questi ultimi venti anni ha visto affacciarsi allo spazio numerose nazioni, alcune semplicemente partecipando a progetti internazionali, altre cercando di costruire vettori propri. L'Italia, con l’ASI (Agenzia Spaziale Italiana) si trova in una posizione di mezzo. Stato membro dell'ESA, dove spesso si trova in coda a Francia e Germania, collabora anche con la NASA. In ambito ESA l’Italia ha costruito il modulo Spacelab, mentre per la NASA ha realizzato il modulo Spacehab, grazie al quale gli equipaggi delle navette spaziali avranno più spazio a loro disposizione. In collaborazione con la NASA è stato invece portato avanti il progetto Thetred o satellite al guinzaglio. Grazie a questo progetto per la prima volta hanno volato nello spazio astronauti italiani: Franco Malerba nella prima missione, Umberto Guidoni e Maurizio Cheli nella seconda e ultima missione, dove il satellite è andato perduto dopo aver raccolto dati sull’orbita bassa. In questo momento in Italia si stanno costruendo il modulo Columbus e alcune parti fondamentali per la costruzione della Stazione Spaziale Internazionale. In collaborazione con la Francia si sta’ dotando di un proprio razzo per carichi leggeri, grazie alle esperienze effettuate negli anni ‘70 sulle piattaforme San Marco ancorate al largo delle coste del Kenya, lanciando piccoli razzi Scout statunitensi, prodotti su licenza. Quello dei piccoli satelliti è un mercato in rapida crescita; l'ottima posizione della piattaforma abbinata ad un razzo tutto italiano possono diventare un lucroso affare.
Alla fine degli anni novanta venne lanciata l’ultima grande sonda spaziale. La Cassini vola verso Saturno e lancerà nell’atmosfera del satellite Titano la mini sonda Huygens. La sonda americana Mars Pathfinder e riuscita a sbarcare su Marte liberando anche un piccolo robottino capace d’analizzare le rocce circostanti, mentre nuove sonde vengono lanciate ancora verso Marte per ottenere mappe ed informazioni più precise sul pianeta, in vista dello sbarco di uomini sul pianeta, dopo il 2000.

Il Futuro
 

Io sbarco dei primi uomini sul pianeta Marte sarebbe un evento storico d'importanza  superiore a quello sulla Luna, ma le ingenti risorse economiche e tecnologiche necessarie sono fuori dalla portata di qualsiasi singola nazione. Per arrivare a questa meta è comunque necessario arrivarci per tappe, alcune delle quali interessanti anche escludendo il progetto marziano. Si comincia con la costruzione in orbita di una vera stazione spaziale, quindi una base sulla Luna dove estrarre e lavorare il materiale necessario a costruire l'astronave per il viaggio. I pezzi pronti sarebbero poi spediti verso la stazione spaziale e lì assemblati. La necessità di una stazione spaziale permanente in orbita è una necessità attuale del mondo scientifico, visto che il Mir manifesta i suoi limiti d'età, di spazio e di tecnologia. Gli Stati Uniti diedero il via alla costruzione della stazione spaziale Freedom negli anni ottanta, ma la sua costruzione si rivelò costosa e nel programma entrarono anche l'ESA, il Giappone ed il Canada Per contrasti con gli altri enti spaziali, le forze armate americane si ritirano causando un dimezzamento delle dimensioni della stazione ed un aggravio di costi sugli altri enti, mentre la stazione cambia anche nome: Alpha. Negli anni novanta entrò nel progetto anche la Russia con il suo carico d’esperienza e costruttrice del modulo base. Con il nome di stazione spaziale ISS1 (International Space Station 1), nel Novembre del 1998 i russi hanno messo in orbita il primo modulo ed ai primi di Dicembre gli americani hanno agganciato anche il secondo modulo.

Altri moduli saranno aggiunti fino al completamento previsto per il 2004. Nonostante i vantaggi che questa stazione può portare, per il mondo scientifico è già vecchia. La possibilità di una base scientifica sulla Luna diventa ancora più necessaria per compiere studi ed osservazioni impossibili o quasi sulla Terra, soprattutto se la presenza d’acqua sulla Luna sarà confermata. Sebbene Marte sia ancora lontano, i programmi futuri promettono sviluppi interessanti.
Intanto si cerca un sistema per volare nello spazio a basso costo. La propulsione nucleare studiata negli anni sessanta sarebbe l'ideale, ma emette radiazioni e per il volo atmosferico è scartata. Quindi le soluzioni sono ancora in veicoli a propulsione convenzionale. La navetta tedesca Sangher (dal nome dell’ideatore) è interessante. Si tratterebbe di’ un grosso aereo che porta sul dorso una piccola navetta da sganciare in quota. Riciclabile in ogni parte potrebbe abbattere i costi di lancio, ma la tecnologia per realizzarlo non è ancora disponibile. Diversamente, negli Stati Uniti si è dato il via al programma Venture Star con il quale s’intende sostituire le ormai obsolete navette spaziali.
All'ESA è allo studio una capsula simile all’attuale Soyuz, ma capace di trasportare quattro astronauti, in vista di una maggiore libertà di movimento verso l’ISS1 e come eventuale capsula di salvataggio.
Nel campo delle sonde spaziali, oltre a Marte, molte piccole sonde a basso costo saranno lanciate un po’ ovunque e forse anche verso il pianeta Plutone, mai esplorato.
Questi sono i programmi più importanti eseguiti e da eseguire, ma l’argomento astronautica è molto più vasto.