Quella notte seicento milioni di persone poterono verificare l'esattezza delle osservazioni di Galileo del 1609: “La superficie della Luna non è levigata, uniforme ed esattamente sferica, come gran numero di filosofi credette di essa e degli altri corpi celesti, ma ineguale, scabra e con molte cavità e sporgenze”. Il 20 luglio 1969, alle 22 e 56 di Washington (le 4 e 56 del 21 luglio in Italia) non si avverava solo un sogno millenario: si realizzava una straordinaria occasione di condivisione di un evento su scala planetaria. Una condivisione, resa possibile della diretta tv, che riavvicinava il grande pubblico alla scienza, macchiata pochi anni prima dal peccato originale di Hiroshima e Nagasaki. Ma nei giorni in cui si celebra la fantastica avventura di Armstrong, Aldrin e Collins proviamo a fare un passo indietro e cerchiamo di capire se l'allunaggio rappresentò davvero “un salto gigante per l'umanità”.
Raggiungere il nostro satellite con un equipaggio umano ha comportato il coinvolgimento di 400 mila persone e una spesa di 3 miliardi di dollari di allora per la sola missione Apollo 11 (25,4 miliardi per l'intero progetto). L'elenco delle attività svolte dalla Nasa nei dieci anni di durata del programma Apollo è sterminato: si va dall'addestramento degli astronauti alla costruzione dei razzi vettori, dalla definizione delle procedure di comunicazione al calcolo delle traiettorie di allontanamento dalla Terra, avvicinamento alla Luna e ritorno.
Soluzioni tecnologiche ispirate ai sistemi usati nei viaggi spaziali sono entrate nell'uso quotidiano: sono stati contati oltre 20 mila oggetti derivati del progetto Apollo e per ogni dollaro speso dalla NASA sembra che ne siano stati ricavati tre. La necessità di miniaturizzare i computer di bordo ha stimolato le ricerche sui circuiti integrati. L'Apollo Guidance Computer, il sistema per la guida costruito al Mit di Boston, utilizzava una sintassi di comandi semplificata mai utilizzata prima: gli astronauti digitavano tre cifre sulla tastiera per scegliere il comando da eseguire e poi una seconda terna per indicare la modalità con la quale il comando doveva essere eseguito. Nella costruzione del modulo Lem, dedicato all'allunaggio e alla risalita, fu ideato un motore a spinta variabile che viene considerato la maggiore innovazione tecnica di tutto il programma Apollo nel campo dei motori. Anche il gigantesco razzo vettore, partito il 16 luglio da Cape Canaveral alle 9 e 32 (15 e 32 italiane) era frutto della ricerca iniziata da Werner Von Braun con le V2 tedesche. E al progetto Apollo saremo per sempre riconoscenti per gli airbag, i sistemi portatili per la purificazione dell'acqua, le barriere fonoassorbenti in alluminio imbottito.
Tuttavia dietro la gigantesca macchina che fu messa in moto dalla Nasa non vi era quella che Albert Einstein chiamava intuizione creatrice. Vi era invece una grande capacità di organizzare il lavoro e di controllare i rischi, sfruttando la conoscenza disponibile e le migliori tecnologie di quel tempo. La storia della conquista dello spazio è strettamente legata alla conoscenza del moto dei corpi: partendo dalle osservazioni di Galileo sul moto di un proiettile, al quale è impressa una spinta iniziale, si prosegue con il lancio dei missili semplici, soggetti a continue accelerazioni e sui quali possono influire le condizioni atmosferiche, le variazioni nella combustione e cambiamenti nel funzionamento meccanico dei componenti.
Il passaggio decisivo arriva con il missile che corregge la rotta, il quale, per ironia della sorte, è il sovietico Lunik 2, primo oggetto terrestre a raggiungere la superficie lunare (il 12 settembre 1959) grazie alla capacità di modulare la traiettoria mediante un calcolo continuo. Ecco la vera essenza della conquista dello spazio: non un salto scientifico ma una capacità di seguire le leggi della natura con uno sforzo continuo di correzione e adattamento. Però, un conto è scaraventare sul nostro satellite una sfera di metallo di 390 kg, come quella sovietica, altro è arrivarci con un equipaggio da rispedire a Terra. Un progetto di tale complessità poteva essere affrontato in un solo modo: gestendo enormi flussi d'informazioni: la Nasa organizzò il personale coinvolto allo scopo di minimizzare gli errori e di accompagnare la missione con il supporto costante di una grande intelligenza distribuita.
Oltre alle placche ricordo, le macchine fotografiche e le bandiere a stelle e strisce, sul nostro satellite è rimasto anche qualcosa di utile alla scienza: sono gli speciali specchi lasciati dagli astronauti delle missioni Apollo 11, 14 e 15. Tuttora gli specchi eseguono impeccabilmente il compito che era stato loro assegnato: la misura della distanza Terra-Luna. Moltiplicando la velocità della luce per il tempo impiegato da un raggio laser a ritornare al punto da cui era partito sulla Terra si ottiene un valore (384.400 km) che varia. Di poco ma varia: la distanza tra a Terra e la Luna cresce ogni anno di 3,8 centimetri. Con l'impiego di telescopi più accurati il margine di errore nella misura effettuata con i laser, inizialmente di alcuni centimetri, sta scendendo a pochi millimetri. In particolare i laser puntati verso la Luna dal telescopio Apache Point, nel deserto del New Mexico, consentiranno di conoscere meglio l'orbita del nostro satellite e di studiare le variazioni cui è soggetta la rotazione della Luna causate dalla distribuzione di masse al suo interno: si stima che il nucleo di rocce fuse possa occupare il 20% del raggio lunare. Altri obiettivi di queste ricerche sono la verifica sperimentale della relatività generale e del principio di equivalenza. In altre parole si cercano violazioni del cosiddetto effetto Nordtvedt: i corpi accelerano allo stesso modo spinti dalla gravità, e quindi si vuole scoprire se vi sono differenze nel modo in cui la Terra e la Luna vengono attratte dal Sole. Ma forse quel che resta di più prezioso di questa spettacolare avventura è racchiuso in quelle foto della Terra vista dallo spazio: un'arancia blu sospesa nel vuoto, un pianeta delicato e degno di rispetto.
ANDREA MAMELI
Quella notte seicento milioni di persone poterono verificare l'esattezza delle osservazioni di Galileo del 1609: “La superficie della Luna non è levigata, uniforme ed esattamente sferica, come gran numero di filosofi credette di essa e degli altri corpi celesti, ma ineguale, scabra e con molte cavità e sporgenze”. Il 20 luglio 1969, alle 22 e 56 di Washington (le 4 e 56 del 21 luglio in Italia) non si avverava solo un sogno millenario: si realizzava una straordinaria occasione di condivisione di un evento su scala planetaria. Una condivisione, resa possibile della diretta tv, che riavvicinava il grande pubblico alla scienza, macchiata pochi anni prima dal peccato originale di Hiroshima e Nagasaki. Ma nei giorni in cui si celebra la fantastica avventura di Armstrong, Aldrin e Collins proviamo a fare un passo indietro e cerchiamo di capire se l'allunaggio rappresentò davvero “un salto gigante per l'umanità”.
Raggiungere il nostro satellite con un equipaggio umano ha comportato il coinvolgimento di 400 mila persone e una spesa di 3 miliardi di dollari di allora per la sola missione Apollo 11 (25,4 miliardi per l'intero progetto). L'elenco delle attività svolte dalla Nasa nei dieci anni di durata del programma Apollo è sterminato: si va dall'addestramento degli astronauti alla costruzione dei razzi vettori, dalla definizione delle procedure di comunicazione al calcolo delle traiettorie di allontanamento dalla Terra, avvicinamento alla Luna e ritorno.
Soluzioni tecnologiche ispirate ai sistemi usati nei viaggi spaziali sono entrate nell'uso quotidiano: sono stati contati oltre 20 mila oggetti derivati del progetto Apollo e per ogni dollaro speso dalla NASA sembra che ne siano stati ricavati tre. La necessità di miniaturizzare i computer di bordo ha stimolato le ricerche sui circuiti integrati. L'Apollo Guidance Computer, il sistema per la guida costruito al Mit di Boston, utilizzava una sintassi di comandi semplificata mai utilizzata prima: gli astronauti digitavano tre cifre sulla tastiera per scegliere il comando da eseguire e poi una seconda terna per indicare la modalità con la quale il comando doveva essere eseguito. Nella costruzione del modulo Lem, dedicato all'allunaggio e alla risalita, fu ideato un motore a spinta variabile che viene considerato la maggiore innovazione tecnica di tutto il programma Apollo nel campo dei motori. Anche il gigantesco razzo vettore, partito il 16 luglio da Cape Canaveral alle 9 e 32 (15 e 32 italiane) era frutto della ricerca iniziata da Werner Von Braun con le V2 tedesche. E al progetto Apollo saremo per sempre riconoscenti per gli airbag, i sistemi portatili per la purificazione dell'acqua, le barriere fonoassorbenti in alluminio imbottito.
Tuttavia dietro la gigantesca macchina che fu messa in moto dalla Nasa non vi era quella che Albert Einstein chiamava intuizione creatrice. Vi era invece una grande capacità di organizzare il lavoro e di controllare i rischi, sfruttando la conoscenza disponibile e le migliori tecnologie di quel tempo. La storia della conquista dello spazio è strettamente legata alla conoscenza del moto dei corpi: partendo dalle osservazioni di Galileo sul moto di un proiettile, al quale è impressa una spinta iniziale, si prosegue con il lancio dei missili semplici, soggetti a continue accelerazioni e sui quali possono influire le condizioni atmosferiche, le variazioni nella combustione e cambiamenti nel funzionamento meccanico dei componenti.
Il passaggio decisivo arriva con il missile che corregge la rotta, il quale, per ironia della sorte, è il sovietico Lunik 2, primo oggetto terrestre a raggiungere la superficie lunare (il 12 settembre 1959) grazie alla capacità di modulare la traiettoria mediante un calcolo continuo. Ecco la vera essenza della conquista dello spazio: non un salto scientifico ma una capacità di seguire le leggi della natura con uno sforzo continuo di correzione e adattamento. Però, un conto è scaraventare sul nostro satellite una sfera di metallo di 390 kg, come quella sovietica, altro è arrivarci con un equipaggio da rispedire a Terra. Un progetto di tale complessità poteva essere affrontato in un solo modo: gestendo enormi flussi d'informazioni: la Nasa organizzò il personale coinvolto allo scopo di minimizzare gli errori e di accompagnare la missione con il supporto costante di una grande intelligenza distribuita.
Oltre alle placche ricordo, le macchine fotografiche e le bandiere a stelle e strisce, sul nostro satellite è rimasto anche qualcosa di utile alla scienza: sono gli speciali specchi lasciati dagli astronauti delle missioni Apollo 11, 14 e 15. Tuttora gli specchi eseguono impeccabilmente il compito che era stato loro assegnato: la misura della distanza Terra-Luna. Moltiplicando la velocità della luce per il tempo impiegato da un raggio laser a ritornare al punto da cui era partito sulla Terra si ottiene un valore (384.400 km) che varia. Di poco ma varia: la distanza tra a Terra e la Luna cresce ogni anno di 3,8 centimetri. Con l'impiego di telescopi più accurati il margine di errore nella misura effettuata con i laser, inizialmente di alcuni centimetri, sta scendendo a pochi millimetri. In particolare i laser puntati verso la Luna dal telescopio Apache Point, nel deserto del New Mexico, consentiranno di conoscere meglio l'orbita del nostro satellite e di studiare le variazioni cui è soggetta la rotazione della Luna causate dalla distribuzione di masse al suo interno: si stima che il nucleo di rocce fuse possa occupare il 20% del raggio lunare. Altri obiettivi di queste ricerche sono la verifica sperimentale della relatività generale e del principio di equivalenza. In altre parole si cercano violazioni del cosiddetto effetto Nordtvedt: i corpi accelerano allo stesso modo spinti dalla gravità, e quindi si vuole scoprire se vi sono differenze nel modo in cui la Terra e la Luna vengono attratte dal Sole. Ma forse quel che resta di più prezioso di questa spettacolare avventura è racchiuso in quelle foto della Terra vista dallo spazio: un'arancia blu sospesa nel vuoto, un pianeta delicato e degno di rispetto.
ANDREA MAMELI
Commenti
Un articolo molto interessante il tuo, denso di contenuti didattici.
Appena posso me lo porto su Scientificando perchè sarà utile ai miei alunni.
Grazie e a presto.
ps: volevo informarti che Scientifcando è stato selezionato dal progetto STELLA per rappresentare l'Italia in ambito Europeo come esempio di buone pratiche, insieme al sito del CNR di Bologna e ad altri due siti in ambiti diversi. Probablmente in ottobre ci sarà a Bologna un seminario nazionale.