STORIA DELL ASTRONAUTICA

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1 STORIA DELL ASTRONAUTICA

2 La preistoria La propulsione a reazione è un idea già rudimentalmente applicata da Erone che ad Alessandria attorno al II secolo a.c. realizzò l' eliopila, una sfera riempita di vapore con due tubi che lasciavano uscire il vapore in direzioni opposte mettendo in rotazione la sfera. Furono i cinesi ad usare i primi imprecisi quanto instabili razzi soprattutto per fuochi artificiali. Il primo a descrivere in modo realmente scientifico la possibilità per l uomo di spedire veicoli nello spazio fu il russo Konstantin E. Tsiolkovski. Scrisse sulla propulsione a reazione ed esaminò con grande rigore scientifico molti aspetti tecnici del volo spaziale. Per primo propose l uso dei razzi a più stadi per raggiungere la velocità di fuga dal campo gravitazionale terrestre. Morì però nel 1935, senza poter veder realizzate le sue visioni scientifiche.

3 Le premesse alla corsa allo spazio Tra la Prima e la Seconda Guerra Mondiale furono progettati i primi razzi sperimentali, principalmente a propellente liquido. La culla della tecnologia dei razzi fu la Germania. Nel 1932 volavano razzi con motori da 600 newton. L A2, che volò nel 1934, sviluppava una spinta di newton. Durante la 2^ Guerra Mondiale venne sviluppato l'a4, progettato e collaudato sotto la supervisione di Von Braun, con una gittata di 300 km. Fu ribattezzato V-2 ("vendetta 2") dalle forze armate tedesche, centinaia di razzi di questo tipo furono lanciati verso la fine del 1944 su Londra.

4 Inizia la corsa allo spazio Dopo la guerra, nel 1947, gli Stati Uniti costruirono e fecero volare un aereo a razzo, l'x-1, che divenne il primo aereoplano a superare la velocità del suono in volo orizzontale, il 14 ottobre L X-15, sviluppato nella prima metà degli anni 50, è stato il primo velivolo alato ad operare al di fuori dell atmosfera terrestre (per convenzione alla quota di 80 km). Il 4 ottobre 1957 venne lanciato lo Sputnik (compagno di viaggio) e il 3 novembre lo Sputnik 2 con a bordo la cagnetta Laika (che morì in orbita). L URSS si dedicò al progetto di un satellite abitato con la serie Vostok (oriente) e nel più grande segreto il 12 aprile 1961 nella Vostok 1, Yuri Alexievic Gagarin, fu il primo uomo a volare in orbita attorno alla Terra.

5 Il Programma Mercury La risposta americana alle imprese spaziali sovietiche si chiamò Programma Mercury. L'obiettivo era di lanciare un astronauta in orbita terrestre. La prima capsula Mercury con un astronauta a bordo venne lanciata nel maggio Ma si trattava di un volo suborbitale. Alan Shepard, sulla Freedom 7, raggiunse i 187 chilometri di quota e poi ricadde verso Terra. Era il 20 febbraio 1962, quasi un anno dopo l'impresa di Gagarin, quando John Glenn, a bordo della capsula Friendship 7, partì a bordo di un potente razzo Atlas. Dopo poco era in orbita, dove rimase per 4 ore e 55 minuti, prima di accendere i retro-razzi per la frenata che lo avrebbe riportato a Terra.

6 Le Missioni Soyuz e Gemini Le navicelle Soyuz vennero progettate per trasportare i cosmonauti sovietici sulla Luna. Ma numerosi avvenimenti impedirono ai russi la realizzazione dell'ambizioso piano. Le Soyuz rimasero dunque il cavallo da fatica dell'astronautica russa e, modificate, sono ancora oggi impiegate per trasportare i cosmonauti sulla stazione orbitante. Gli Americani, che dal 1 ottobre 1958 avevano creato la National Aeronautic and Space Administration (NASA), dopo le capsule Mercury progettarono le missioni Gemini, in cui nuove capsule per due astronauti, con lanciatore Titan 2, erano destinate a provare le tecniche di rendez-vous, ed attività extraveicolare, in vista del progetto di allunaggio.

7 Il progetto Apollo La terza fase del programma spaziale USA fu quella dell Apollo, destinato a sbarcare degli uomini sulla Luna. Le nuove capsule Apollo erano più grandi delle Mercury e delle Gemini e potevano ospitare comodamente 3 astronauti. Parallelamente alle missioni Apollo, i Lunar Orbiter e Surveyor, servivano per la ricognizione fotografica e la scelta del sito e per provare l allunaggio programmato e l esplorazione automatica. L 11 ottobre 1968, l Apollo 7 venne lanciato in orbita terrestre per provare tutte le manovre previste dal modulo durante la missione lunare. L Apollo 8 entrò in orbita lunare ed osservò la faccia nascosta della Luna. La missione Apollo 9, partita il 3 marzo 1969, rimase in orbita terrestre ma servì a provare per la prima volta il modulo di allunaggio LEM (Lunar Excursion Module).

8 Il progetto Apollo «Questo è un piccolo passo per un uomo, ma un grande passo per l'umanità» Con queste parole l astronauta americano Neil Armstrong suggellò il suo primo passo sulla superficie lunare, il primo di un uomo al di fuori della Terra su un altro corpo celeste. Era il 21 luglio 1969; dopo un viaggio di 3 giorni la missione Apollo 11 allunò dolcemente sul Mare della Tranquillità con il modulo Eagle. A bordo c erano Armstrong e Aldrin. Seguirono altre 6 missioni Apollo rivolte a portare l uomo sulla Luna. Una di queste, l Apollo 13, sfiorò la tragedia, ma riuscì dopo varie peripezie ad ammarare nel Pacifico portando in salvo il suo equipaggio. L ultima missione Apollo fu la numero 17, partì verso la Luna il 7 dicembre 1972; fu l ultima volta che una sonda con uomini a bordo si diresse verso la Luna.

9 Le stazioni spaziali Negli anni 70 l URSS iniziò il programma Salyut (saluto) per una stazione spaziale con quattro moduli cilindrici, depressurizzabili per uscire all esterno. Il primo lancio avvenne nel 1971 e l impiego continuò fino al Anche gli Americani nel 1973 iniziarono il programma Skylab. Utilizzarono il terzo stadio del Saturno 5 come laboratorio spaziale per ospitare tre uomini per alcune settimane. Lo Skylab si disintegrò nel 1979 rientrando in atmosfera. Negli anni 80, finita la Salyut, l URSS realizzò la nuova stazione spaziale Mir (pace). La Mir doveva durare 5 anni, rimase in funzione invece 15 anni fino al 2001 quando si decise, per problemi finanziari, di farla tornare nell atmosfera per disintegrarsi.

10 Lo Space Shuttle Lo Space Shuttle era stato progettato per essere riutilizzato più volte, cercando quindi di risparmiare sui voli orbitali. La tecnologia coinvolta era rivoluzionaria: lo Shuttle partiva come un razzo, orbitava come un astronave e atterrava come un aereo. Il primo lancio fu quello del Columbia il 12 aprile 1981, a 20 anni esatti dall impresa di Yuri Gagarin. Nei suoi 30 anni di attività, lo Space Shuttle ha compiuto 135 missioni, due delle quali, purtroppo, concluse tragicamente: il 28 gennaio 1986 lo Shuttle Challenger esplose in volo poco dopo il lancio. Il 1 febbraio 2003 lo Shuttle Columbia si disintegrò mentre stava rientrando a terra. In totale furono lanciate 5 navette spaziali: Columbia, Challenger, Discovery, Atlantis e Endeavur, che portarono in orbita 811 persone. Il programma Shuttle termina ufficialmente il 21 Luglio 2011, con l'atterraggio al Kennedy Space Center dell' STS-135 Atlantis.

11 Lo Space Shuttle Lo Space Shuttle, nelle sue 135 missioni, è servito come base di lancio di 66 satelliti, tra cui il Telescopio Spaziale, la Sonda Galileo verso Giove e la Sonda Magellano verso Venere. Lo Space Shuttle è servito inoltre come base per la riparazione di satelliti in avaria e la costruzione in orbita della Stazione Spaziale Internazionale (ISS), per il suo rifornimento e trasporto di materiali e uomini. Dal punto di vista economico, lo Space Shuttle è stato però un fallimento. Concepiuto per risparmiare sui costi di lancio e di messa in orbita, in quanto navicella riutilizzabile, a causa della spropositata manutenzione necessaria per la sicurezza, soprattutto dopo i due incidenti occorsi nel 1986 e 2003, i costi di ogni missione si aggiravano attorno ai 500 milioni di dollari, contro i preventivati al momento del progetto.

12 La Stazione Spaziale ISS Il programma USA di una stazione spaziale internazionale iniziò nel 1984 con il nome di Freedom e dopo ripensamenti vari e con la partecipazione russa ed europea, oltre che di altri paesi, si passò all International Space Station (ISS) attuale, frutto della collaborazione di cinque agenzie spaziali (NASA, CSA canadese, ESA, JAXA giapponese, RSA russa. La costruzione della stazione ebbe inizio nel 1998 ed è previsto il completamento entro la metà del La stazione dovrebbe restare in funzione almeno fino al 2015 ma più probabilmente la sua vita sarà estesa al La ISS serve come laboratorio di ricerca in ambiente di microgravità, in cui gli equipaggi conducono esperimenti di biologia, chimica, medicina, fisiologia e fisica, così come osservazioni astronomiche e meteorologiche. La ISS è abitata continuativamente dal 2 novembre 2000 da almeno 2 astronauti. L'equipaggio, da allora, è stato sostituito più volte, variando da 2 a 6 astronauti o cosmonauti. La stazione viene mantenuta ad un'orbita compresa tra i 278 km e i 460 km di altitudine e viaggia a una velocità media di ,8 km/h, completando 15,7 orbite al giorno.

13 I satelliti in orbita I satelliti in orbita terrestre si distinguono in: 1) satelliti scientifici, destinati alla ricerca pura nel campo dell'astronomia o della geofisica, es. Telescopio Spaziale Hubble o Lageos; 2) satelliti applicativi, destinati a scopi militari o ad usi commerciali civili. I satelliti applicativi si possono ulteriormente suddividere in: a) satelliti per telecomunicazioni, apparecchiature costruite dall'uomo per le telecomunicazioni, es. i Satelliti COSPAS/SARSAT;spesso sono posizionati in un'orbita geostazionaria intorno alla Terra e in numero tale da formare una rete satellitare; b) satelliti meteorologici, posizionati sia in orbita geostazionaria (es. METEOSAT) sia in orbita polare (es. satelliti NOAA); c) satelliti per telerilevamento, costruiti per il telerilevamento, la cartografia e l'osservazione sistematica della superficie terrestre (es. satelliti Landsat); d) satelliti per la navigazione, come quelli della rete GPS; e) satelliti militari sia a scopo offensivo che difensivo, es. la rete di satelliti di monitoraggio nucleare Vela o Geosat; f) stazioni orbitanti, es. Stazione Spaziale Internazionale, Skylab, Mir.

14 I satelliti in orbita Quanti satelliti ci sono in orbita? nel 2004 c'erano circa 3000 satelliti in orbita, contando lanci e rientri. Di questi meno di 1000 erano ancora attivi, e oltre a questi c'erano circa 6500 "frammenti" (parti di razzi, satelliti esplosi...) maggiori di 10 cm catalogati, di cui si tiene traccia per evitare collisioni. Inoltre si stimava che i frammenti in orbita tra 10cm e 1cm fossero Ora le stime sono cresciute, e si parla di oggetti più grandi di 10cm e tra 1 e 10cm. SITI CHE AVVISANO SUI PASSAGGI DEI PRINCIPALI SATELLITI

15 I satelliti in orbita

18 VIDEO DEL PASSAGGIO DELLA ISS

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21 Sonde verso altri pianeti Quante sonde sono state inviate verso altri pianeti del Sistema Solare? In totale circa un centinaio, tra passate, presenti e future già finanziate, così distribuite: Mercurio futura (1974) Messenger Bepi Colombo Venere future (1961) Venus Express Bepi Colombo Marte future (1960) MER Opportunity Mars Science Lab. Giove future (1972) Galileo - Juno Saturno 4 (1979) Cassini Urano 1 (1986) Voyager II Nettuno 1 (1989) Voyager II Plutone futura (2015) New Horizon

22 Il futuro dello spazio: basi sulla Luna Per via della sua vicinanza alla Terra e della sua geografia ben studiata, la Luna sembra essere il candidato ideale per una colonia umana nello spazio. La probabile presenza di ghiaccio ai poli lunari ha ridato impulso ai programmi lunari, soprattutto cinesi. Gli Stati Uniti, dapprima interessati a tornare con un equipaggio sulla Luna entro il 2020 e di realizzare sul lungo termine una base stanziale che faccia da trampolino per raggiungere Marte, hanno momentaneamente accantonato l idea per mancanza di risorse economiche. Numerosi sono stati i progetti per una base lunare: serbatoi di propellente vuoti, moduli gonfiabili di varie forme, strutture prefabbricate. Vi sono però molti pericoli dell'ambiente lunare da tener conto: la brusca escursione termica, la mancanza di atmosfera e campo magnetico (e quindi l'esposizione a radiazioni e micrometeoriti) e le lunghe notti. Alcuni hanno suggerito la costruzione di colonie sotterranee, che sarebbero protette sia da radiazioni che da micrometeoriti. Possibilità di realizzazione: non prima del 2030!

23 Il futuro dello spazio: Missione su Marte A causa della distanza tra Terra e Marte, la missione sarà più rischiosa e più costosa di quelle che portarono l'uomo sulla Luna. Dovranno essere preparate scorte e carburante per un viaggio di 2-3 anni e il veicolo spaziale dovrà possedere degli scudi per proteggere dalla radiazione solare. L orbita di Marte è molto ellittica e per risparmiare tempo e carburante bisognerebbe sfruttare le più favorevoli opposizioni, quando cioè Marte è più vicino alla Terra; la prossima opposizione favorevole sarà nel 2018, quella successiva nel La proposta della Mars Society, chiamata Mars Direct, resta la più plausibile e consiste in un trasferimento diretto, dalla durata di sei mesi, degli astronauti dalla Terra a Marte, senza lo scalo sulla Luna previsto in altri progetti. Una volta giunti su Marte, gli astronauti dovrebbero rimanervi per circa diciotto mesi, in attesa dell'apertura di una nuova finestra di lancio verso la Terra. Il costo della missione, che richiederebbe lo sforzo congiunto delle maggiori agenzie spaziali del mondo, è stato stimato dalla Mars Society in circa 50 miliardi di dollari!!!

24 E poi? chissà! Ma questa è tutta un altra storia