La Luna: perché andarci è difficile.

Gianrocco Guerriero

Il primo ad abbozzare un progetto verosimile non fu uno scienziato, bensì uno scrittore: Giulio Verne, il quale nel suo romanzo “Dalla Terra alla Luna”, pubblicato nel 1865, immaginò e descrisse nei minimi dettagli il ‘viaggio’ intorno al quale la mente umana fantasticava da sempre.

Non è affatto facile, andare sulla Luna. Non è facile neanche tornare indietro. Difatti, Kennedy, nel suo discorso-miccia del 12 settembre 1962, precisò che l’impegno era quello di far arrivare un uomo sulla Luna e riportarlo indietro sulla Terra sano e salvo.

Le difficoltà sono tante. Troppe. È per tale ragione che l’impresa dell’Apollo 11 deve essere considerata come uno dei più grandi traguardi dell’umanità.

Provo a elencarli in maniera semplice e sintetica (e, spero, anche non banale), i problemi che bisogna risolvere per poter effettuare con successo il viaggio di andata e ritorno Terra-Luna.

Innanzitutto occorre superare la trappola gravitazionale. Si chiama, non a caso, ‘velocità di fuga’ (o ‘seconda velocità cosmica’), la velocità minima con la quale è necessario partire da un pianeta per riuscire ad allontanarvisi a piacimento, rimanendo comunque nel ‘recinto’ del sistema solare. Per la Terra, tale velocità corrisponde a 11,2 Km/s (poco più di 40mila Km/h), nel caso ideale in cui si trascuri l’attrito con l’atmosfera. Ma, purtroppo, quando la fisica si particolarizza nell’ingegneria non è possibile trascurare niente.

Non so se chi legge abbia mai immaginato di andare sulla Luna. La prima considerazione importante da fare è che tutto, ma proprio tutto, nell’Universo, si muove. Al punto che lo stesso concetto di ‘quiete’ arriva a perdere significato. Detto ciò, la maniera più elementare per raggiungere la Luna, sarebbe quella di partire con un razzo potentissimo e puntare in continuazione verso di essa, navigando a vista. Impresa ancora oggi impossibile. Per due ragioni. Innanzitutto perché la dose di ‘carburante’ necessario supererebbe ogni limite concepibile. Poi perché se un razzo partisse da terra direttamente con la velocità di fuga necessaria a svincolarsi dal giogo gravitazionale, a causa dell’attrito con i primi strati dell’atmosfera, finirebbe col trasformarsi in un qualcosa di molto simile al ‘Torcia’ dei Fantastici 4. Questo secondo limite rende impraticabile l’idea di Giulio Verne: che è quella di calcolare la posizione della Luna tenendo conto del tempo necessario per il viaggio, quindi ‘sparare’ il missile nella giusta direzione, con l’energia sufficiente al raggiungimento del punto di Lagrange L1 , prossimo ad essa (nel sistema a tre corpi Sole-Terra-Luna ci sono 5 punti, scoperti da Lagrange, in cui la somma vettoriale delle forze gravitazionali si annulla); dopodiché la gravità lunare farebbe il resto. L’idea non è male, di primo acchito. Soprattutto per il fatto che il problema della velocità iniziale sarebbe superabile (come in effetti è stato fatto) con l’utilizzo di un razzo multistadio. Ma su tale opportunità grava una appuntita spada di Damocle: l’uscita da un ‘punto di Lagrange’ è soggetta a una grande sensibilità alle condizioni iniziali: ovvero, può bastare poco per finire irreversibilmente dispersi nel Sistema Solare, senza possibilità di ritorno.

Nonostante tale dettaglio di ordine pratico, un grande plauso va fatto a Verne, scrittore colto e per niente sprovveduto in quanto a conoscenza della fisica.

Quale, dunque, la soluzione adottata da von Braun, Rocco Petrone (su quest’ultimo, consiglio il recente libro pubblicato recentemente da Renato Cantore, omonimo di quello di Verne) e dagli esperti di Meccanica Celeste della NASA per staccarsi dalla Terra e procedere in direzione della Luna, in sicurezza e col minimo dispendio possibile di carburante, quel 16 luglio del 1969?

Ce n’erano diverse, in riffa. Ne fu scelta una, che non era neanche la più scontata.

A dirla pare semplice. A metterla in pratica è tutt’altra cosa, come accade sempre. Il Saturn 5 è dotato di un motore a tre stadi: il primo serve a superare, perpendicolarmente alla superficie terrestre, nel minor tempo possibile e a velocità accettabile, gli strati più densi dell’atmosfera; dopodiché la parte ormai utilizzata (oltre 40 metri dei 110 totali del razzo vettore) viene fatta precipitare nell’Atlantico, mentre il resto si inclina seguendo, per un tratto, un’orbita balistica; al momento giusto subentra il secondo stadio, a sua volta sganciato dopo l’utilizzo, volto a stabilizzare la capsula con i tre astronauti a bordo su un’orbita terrestre a 180 km di quota, con la velocità necessaria di 28mila km/h (detta ‘prima velocità cosmica’, variabile a seconda dell’altezza). Sono trascorsi appena 12 minuti dalla fine del conto alla rovescia. A questo punto, un rischioso ‘rendezvous’ permette alla capsula che sarebbe scesa sulla luna di ruotare di 180 gradi e risistemarsi nella corretta posizione. Quindi il terzo e ultimo stadio accelera la navicella fino ai 39mila km/h necessari a portarla su un orbita di trasferimento: una ellissi fortemente eccentrica con perigeo a 180 km e apogeo dietro la faccia nascosta della Luna. Tutto funziona alla perfezione. Non servono più i motori, adesso. Quella stessa forza di gravità che sembrava essere un limite invalicabile, si trasforma nel migliore alleato: il ‘carburante’ gratuito senza il quale la missione sarebbe stata impossibile. È sempre così: c’è un punto in cui gli opposti si scambiano di significato, e quella è la loro sintesi: il fulcro della sottostante unità di cui fanno parte.

Il cammino sull’orbita di trasferimento lunare (LTO) dura tre giorni. Un tratto in fase di decelerazione, l’altro di accelerazione. Una volta arrivati, è necessaria una vampata frenante dei motori per la stabilizzazione su un’orbita lunare. Lo scambio di informazioni con la Terra non è facile, poiché dietro la luna le comunicazioni si interrompono. Ma si riesce a risolvere anche questo problema. È giunto il momento clou: bisogna allunare. L’Eagle (il modulo lunare) si stacca dal modulo di comando e inizia la discesa che lo porterà, non senza colpi di scena (Armstrong è costretto a prendere il controllo manuale per evitare di finire su delle rocce pericolose), sulla superficie della Luna. Dopo 75 ore trascorse lì, arriva anche il momento della risalita. La velocità necessaria per tornare in orbita è di molto inferiore a quella che sarebbe necessaria se ci si trovasse sulla Terra. Tutto è stato calcolato nei minimi dettagli. Fortunatamente la manovra imprevisto in fase di discesa non si è divorata il ‘carburante’ necessario, come si era temuto in un primo momento, a causa di una spia ingannata dagli sballottamenti della navicella. L’appuntamento con il modulo in orbita viene rispettato alla perfezione. La manovra d’attracco (secondo rendezvous) è impeccabile. Si torna verso la Terra. L’euforia nei cuori dei tre astronauti, se avesse potuto accendersi, avrebbe superato il bagliore delle stelle. Ma le difficoltà non sono finite. Una volta sulla ‘porta di casa’ resta un passaggio cruciale: l’ingresso in atmosfera, dopo il trasferimento in orbita terrestre. L’angolo della ‘finestra d’ingresso’ è estremamente ristretto: un po’ meno del dovuto e si fa la fine di una meteora; un po’ di più e si rimbalza sull’atmosfera (come i sassi che da ragazzi lanciavamo sulla superficie di un lago) e si finisce dispersi nello spazio. Momenti di brivido, insomma. Eppure anche quest’ultimo pericolo resta un ricordo.

L’uomo è andato sulla Luna, ce l’ha fatta. Riuscendo a tornare sulla Terra sano e salvo, come da programma. E, fino al 1972 ciò accadrà per altre cinque volte.

Certe cose apparentemente impossibili possono accadere. E questo è uno dei lati belli dell’esistenza.

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