Breve Storia dell'Astronautica

di Patrizio Claudio Casiraghi

 

Tecnica Astronautica - Parte 9. La navetta spaziale.

Negli anni '70 il governo americano decise d'abbandonare il programma lunare in favore di un programma spaziale più utile ed innovativo: l'industrializzazione dello spazio. Tutto ciò sarebbe stato possibile solo con un veicolo riutilizzabile capace di fare la spola tra la Terra e lo spazio in modo più economico rispetto alle capsule a perdere. Nasceva così il Programma Space Shuttle. Pur cercando l'innovazione, questo programma attinse a piene mani alle tecnologie già note e collaudate derivate dal Programma Apollo. Dopo i primi test di volo, nel 1981 la prima navetta spaziale, la Columbia, inaugurò una nuova era del volo spaziale alimentando speranze ed illusioni. [Nell'immagine (Credits: NASA) il decollo della prima missione dello Space Shuttle, STS-1 del 12 aprile 1981.] Il veicolo Nell'immagine (Credits: NASA) il decollo della prima missione dello Space Shuttle, STS-1 del 12 aprile 1981. era innovativo sotto tutti gli aspetti. La navetta vera e propria, l'Orbiter, é una sorta di aliante che usa i suoi tre grandi propulsori di coda solo per il decollo. L'Orbiter contiene i locali per l'equipaggio, la stiva del carico pagante ed i serbatoi per tutte le necessità di bordo una volta in volo. La filosofia di base era che si doveva buttare il meno possibile. Quindi per il decollo sfruttava la spinta dei due più grandi razzi a combustibile solido mai costriti (SRB), i quali esaurita la oro spinta si sganciavano ed ammaravano appesi ad un paracadute, per poi essere recuperati, revisionati e riutilizzati. I due razzi però non erano agganciati all'Orbiter, ma ad un grande serbatoio (ET, External Tank) destinato ad alimentare i tre razzi principali fino al raggiungimento dell'orbita, dove veniva sganciato per disintegrarsi di lì a poco contro l'atmosfera terrestre. Terminata la missione l'Orbiter affrontava la fase del rientro grazie ad uno speciale scudo termico costituito da migliaia di mattonelle di ceramica e grafite, incollate manualmente una ad una alla struttura esterna. Infine, planando come un aliante, atterrava su una pista aeroportuale. Come descritto, l'unico elemento a perdere era il serbatoio esterno, grande e voluminoso ma anche la struttura meno costosa di tutto il complesso. Nel complesso l'idea era semplice ed efficiente, ma la navetta spaziale portava all'estremo tecnologie che comunque erano già vecchie al momento del suo primo volo. Sin dai primi voli cominciarono ovviamente ad emergere i difetti. Invece di lavorare sin da subito al miglioramento realizzando nuovi veicoli, per scelte governative, si continuò ad introdurre piccole modifiche ai modelli già esistenti ed a quelli in fase di realizzazione, quindi la navetta spaziale si trasformò in un programma costoso quanto quello delle missioni lunari. Eppure il programma ha raggiunto i suoi scopi. La navetta spaziale era stata progettata per trasportare al massimo dieci persone per un volo di una settimana. Non si andrà mai oltre gli otto membri d'equipaggio ma si riuscirà ad allungare i tempi di missione fino a 15 giorni. Dalla sua stiva sono stati lanciati satelliti e sonde spaziali, sono stati effettuati esperimenti d'ogni tipo compreso il trasporto del primo laboratorio spaziale europeo Spacelab per esperimenti in orbita. Sono state collaudate nuove tute spaziali e per la prima volta un uomo si é librato nello spazio libero da vincoli. Sempre con le navette si sono effettuate le prime missioni internazionali tra veicoli spaziali di diversa nazionalità e, come previsto originariamente, ha trasportato in orbita molti dei componenti della Stazione Spaziale Internazionale (ISS). Nel bene come nel male la navetta spaziale ha volato per trent'anni, consentendo agli USA di tornare a primeggiare nello spazio come ai tempi dei programmi Gemini ed Apollo. Però i suoi costi esorbitanti hanno rallentato lo sviluppo dei programmi spaziali statunitensi. Nel 2011, con la missione STS-135 si è chiusa l'epopea di questo magnifico veicolo. [Nell'immagine (Credits: NASA) l'atterraggio dell'ultima missione Shuttle, STS-135 il 21 luglio 2011.] Ma Nell'immagine (Credits: NASA) l'atterraggio dell'ultima missione Shuttle, STS-135 il 21 luglio 2011. l'idea della navetta spaziale non é destinata a tramontare e la navetta americana non é stata l'unica. Alla fine degli anni '80 l'URSS realizzò una sua navetta spaziale: Buran (tempesta di neve). Effettuò un solo volo automatico, poi il programma fu abbandonato perché l'URSS non aveva tecnologie così avanzate per rendere sicuro il volo ad un equipaggio umano e per motivi economici. Anche l'ESA aveva varato un programma di navette spaziali ed al concorso si erano presentate tre nazioni: Francia, Inghilterra e Germania. I francesi si presentarono con la navetta Hermes, pensata per volare con il futuro vettore Ariane 5. Molto più piccola di quella americana, aveva a disposizione un modulo aggiuntivo abitabile che però non era previsto sopravvivesse al rientro. Il progetto francese vinse il bando, poi alla fine degli anni '80 fu abbandonato perché per realizzarla occorrevano tecnologie straniere ed altre che non erano ancora disponibili. I tedeschi si proposero con un veicolo tipo Hermes che però doveva decollare secondo il metodo Sangher sul dorso di un grande aereo. Il progetto fu avviato seriamente anche per le sue interessanti applicazioni future nel campo aeronautico. Anche questo però si arenò quando divenne evidente che ancora non si possedevano le tecnologie per realizzare un aereo madre di dimensioni colossali. Gli inglesi proposero il progetto Hotol, un veicolo che dimezzava i pesi utilizzando l'ossigeno atmosferico per i suoi propulsori ed immagazzinandolo durante il volo. L'Inghilterra però subordinò la partecipazione al programma navetta spaziale europea solo all'approvazione del suo programma, che fu scartato. Di recente una compagnia britannica ha ripreso il progetto Hotol e stà realizzando un dimostratore tecnologico che dovrebbe essere lanciato a breve. Ovviamente tra il dimostratore e la realizzazione di un veicolo operativo ci passerà del tempo, ma se il dimostratore funziona, potranno aprirsi sviluppi interessanti per il futuro. Anche il Giappone aveva in cantiere una navetta delle dimensioni dell'Hermes, ma il progetto é stato accantonato quando era ancora in fase di studio, dal momento che ancora oggi il Giappone non dispone di un vettore abbastanza potente. Una navetta automatica che si stà rivelando efficace é l'X-37B delle forze armate americane. Decolla in cima ad un missile ed atterra come un aereo sfruttando una protezione termica identica a quella della navetta spaziale NASA. Si tratta però di un veicolo molto più piccolo e può portare nello spazio carichi molto contenuti. Altre nazioni hanno ventilato la possibilità di dotarsi di navette spaziali proponendo dei dimostratori tecnologici, ma al momento tutto é solo intenti e progetti su carta.

La navetta spaziale Sovietica Buran sulla rampa di lancio prima della sua unica missione spaziale (Credit: http://www.buran-energia.com)

La navetta spaziale Hermes studiata dall'ESA negli anni '80 (Credit: ESA)

La piccola navetta spaziale automatica riutilizzabile dell'USAF, l'X-37B (Credit: USAF)

La navetta spaziale Sovietica Buran sulla rampa di lancio prima della sua unica missione spaziale il 15 novembre 1988 (Credit: http://www.buran-energia.com)

La navetta spaziale Hermes studiata dall'ESA negli anni '80 (Credit: ESA)

La piccola navetta spaziale automatica riutilizzabile dell'USAF, l'X-37B (Credit: USAF)

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Ultimo aggiornamento 23/03/2017

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