Curiosità dallo spazio – Storie di esplorazione e propellenti

Nel 1928 il noto regista cinematografico Fritz Lang assume Oberth come consulente del film “La ragazza sulla Luna”. Nel film si utilizza un modello in scala 1:1 di un’astronave spinta da razzi e, per la prima volta, si usa il sistema di “countdown”. Nel film muto lo scandire dei secondi segnato da dei “flash” successivi che illuminano i numeri decrescenti. Nel 1930, in Germania, si fanno i primi test statici di razzi a combustibile liquido. Come propellenti si usa una miscela d’ossigeno liquido e benzina. Gli sperimentatori sono l’ing. Klaus Riedel ed il suo giovane assistente, uno studente di 18 anni, Werhner von Braun.

I test di volo seguirono poco dopo con l’uso di vari propellenti: alcool al posto di benzina perché richiede meno ossigeno liquido per la combustione, alcool con aggiunta d’acqua per diminuire il peso molecolare medio della miscela. In quegli anni, gli americani, che non riuscivano ad avere informazioni da Goddard, si rivolsero ai tedeschi per definire i principi operativi dei loro razzi a combustibile liquido e realizzarono alcuni esperimenti. I russi a loro volta realizzarono vari lanci con razzi disegnati da Tsander. In Germania, dal 1933-34, i militari presero il completo controllo della ricerca sui razzi e fondarono il centro di Peenemunde dove in seguito realizzarono i famosi V-2 (V sta per Verteltung, vendetta). Il V-2 era un razzo sofisticato. La sua massa era di circa 14000 kg ed era alto 14.3 m. Il propellente era ossigeno liquido (5500 kg) mescolato con 4225 kg d’alcool (75%) ed acqua (25%). Poteva trasportare un carico di 1100 kg con altezza di picco di circa 100 km e gittata di circa 350 km. Il propellente era spinto nella camera di combustione da pompe centrifughe alimentate da una turbina a vapore; il vapore era prodotto da reazioni chimiche fra perossido d’idrogeno ed una soluzione acquosa di permanganato di potassio.

Il primo test soddisfacente venne fatto nell’ottobre 1942 e nel settembre 1944 iniziò l’uso operativo dei V-2 che, con il loro carico di bombe, vennero lanciati contro l’Inghilterra. Fra il settembre 1944 e il marzo 1945 ne vennero lanciati più di 1000 e di questi circa l’8% fallirono alla partenza; dei restanti il 50% colpì il bersaglio.

La risposta USA al controllo da parte dell’esercito tedesco degli esperimenti nei razzi fu la creazione nel 1936 di un laboratorio di ricerca presso il California Institute of Technology (Caltec). Il laboratorio, che nel 1943 acquisirà il prestigioso nome di Jet Propulsion Laboratory (JPL), fu inizialmente guidato da Theodore van Karman, un eminente aerodinamico, che chiamò attorno a sé ingegneri e ricercatori di grande prestigio. Il laboratorio si dedicò inizialmente allo studio di propellenti solidi, molto più facili da usare che quelli liquidi e perciò più adatti a scopi militari. I più importanti tipi di razzi militari ancora ora in produzione negli Stati Uniti usano combustibili solidi sviluppati presso il JPL. Dopo la capitolazione della Germania, nel maggio 1945, molti scienziati tedeschi che avevano lavorato sulle V-2 furono trasferiti in Russia e negli Stati Uniti. Assieme agli scienziati vennero portati anche molti V-2 che furono studiati ed usati per stabilire la base delle potenzialità balistico-militari delle due potenze vincitrici.

In Russia, i discendenti diretti dei V-2 furono i Pobeda, più potenti e stabili; negli Stati Uniti, i Redstone. Fu il gruppo guidato da von Braun che nel 1950 a Huntsville in Alabama (in un laboratorio militare ora sede del Marshall Space Center della NASA) realizzò i Redstones; questi erano delle V-2 di massa e dimensioni circa 4 volte maggiori e con gittata circa 5 volte più grande. Il primo Redstone fu lanciato nel 1953. Tuttavia già da alcuni anni l’U.S. Naval Research Laboratory aveva realizzato indipendentemente e sperimentato il Viking, un razzo di prestazioni simili ai Redstones; anche il Viking usava combustibile liquido. Dagli anni 50 in poi lo sviluppo dei razzi procede parallelamente allo sviluppo dei satelliti orbitanti, delle sonde spaziali e del volo umano.