La conquista dello spazio
Il contributo è tratto da Storia della civiltà europea a cura di Umberto Eco, edizione in 75 ebook
Il Novecento è stato caratterizzato dalle aspettative applicative e poi dall’impatto di un sistema tecnico-scientifico, fortemente alimentato da specifiche politiche, dedicato all’esplorazione dello spazio al di fuori della Terra e dei corpi celesti. Nella prima metà del secolo si sviluppa la tecnologia dei razzi a propulsione, che raggiungono con successo il traguardo dei voli suborbitali ottenuti grazie soprattutto dall’ingegneria tedesca; dopo la seconda guerra mondiale, e in particolare dopo il 1961 – anno in cui l’Unione Sovietica manda in orbita il primo uomo, Yuri Gagarin – si scatena una competizione accesissima tra URSS e Stati Uniti per la conquista della Luna, raggiunta poi nel 1969 dagli americani e in particolare da Neil Amstrong. Negli ultimi decenni Stati Uniti e Unione Sovietica (l’odierna Russia) sono passati progressivamente a collaborare per lo sviluppo di mezzi in grado di compiere non uno o più voli in orbita, per realizzare stazioni orbitali e per costruire piattaforme di lancio extraterrestri.
Una fantasia che diventa realtà
Nella seconda metà dell’Ottocento e agli inizi del Novecento i viaggi nello spazio sono progressivamente diventati soggetto della letteratura e della futurologia. Dalla Terra alla Luna di Jules Verne è pubblicato nel 1865, e a partire dal 1883 il russo Konstantin Tsiolkovsky (1857-1935) inizia, con pubblicazione della monografia intitolata Spazio libero, la prima di altre 500, a diffondere le idee pionieristiche sui viaggi dell’uomo nello spazio e sulla propulsione a razzo che, con decenni di anticipo, prefigurano i futuri successi nell’esplorazione dello spazio. Dagli inizi del Novecento fino alla fine della seconda guerra mondiale lo sviluppo delle tecnologie esplorative dello spazio scaturisce da una prolifica competizione tra Stati Uniti, Unione Sovietica e Germania.
Prima di affrontare la storia della conquista dello spazio è giusto chiarire alcuni concetti chiave. Prima di tutto, lo spazio, dal punto di vista astronomico, si identifica con quella porzione di universo che inizia a circa 100 km dalla superficie terreste. Inoltre va specificato che i viaggi spaziali (con o senza equipaggio umano) possono compiere o voli orbitali, ossia seguire una traiettoria completa intorno alla Terra in quel tratto di spazio in cui, in genere, è presente il campo gravitazionale da essa generato; o voli interplanetari, ossia prevedere un’ascesa diretta, senza orbitare, come nel caso della maggior parte delle sonde spaziali dirette verso altri pianeti. Dai voli orbitali si distinguono i voli suborbitali: la differenza consiste nel fatto che, nel primo caso, la velocità del veicolo consente di effettuare una traiettoria completa intorno alla Terra; nel secondo la traiettoria percorsa, invece, interseca la Terra prima di completare l’orbita. Proprio dai primi tentativi di volo suborbitale è cominciata la storia della conquista dello spazio
Negli Stati Uniti, è Robert Goddard (1882-1945) il visionario che crede, nonostante lo scetticismo e il sarcasmo che accolgono i suoi primi lavori, nella possibilità di costruire razzi in grado di raggiungere lo spazio. Egli, dopo aver letto La guerra dei mondi pubblicato da Herbert George Wells nel 1901, scrive nel 1909 uno studio sui combustibili in cui dimostra che l’idrogeno e l’ossigeno allo stato liquido possono essere utilizzati, attraverso un opportuno sistema di combustione, come efficace fonte di propulsione. Cinque anni più tardi Goddard ottiene i primi due brevetti statunitensi per la progettazione di razzi a combustibile solido, liquido e cariche di propellenti multipli, e a multistadio. Nel novembre 1918, in un campo di prova ad Abardeen nel South Dakota, Goddard accende a scopo dimostrativo una serie di dispositivi a razzo davanti a un gruppo di parlamentari, militari e altre autorità degli Stati Uniti. L’anno successivo invia alla Smithsonian Institution il manoscritto di A method of attaining estreme altitudes per la pubblicazione. Il 16 marzo del 1926 Goddard sperimenta con successo ad Auburn (nel Massachusetts) il primo razzo a combustibile liquido, che raggiunge un’altezza di oltre 12 metri in 2,5 secondi e che, grazie alla spinta, percorre 56 metri dalla piattaforma di lancio. Nel 1929 Goddard dimostra anche che è possibile utilizzare i razzi per inviare nello spazio strumenti di osservazione e misura (come una macchina fotografica, un barometro e un termometro) e di recuperarli dopo il volo.
Nell’aprile del 1930 viene fondata a New York la American Interplanetary Society per promuovere i viaggi spaziali, in seguito rinominata American Rocket Society, che lancerà i suoi primi razzi nel 1933. Sempre nel 1930, il 30 dicembre, nei pressi di Roswell, nel New Mexico, Robert Goddard lancia un razzo a combustibile liquido fino a un’altezza di 600 metri a una velocità di oltre 800 chilometri all’ora. Il primo razzo con ali giroscopicamente controllate che ne stabilizzano il volo veniva lanciato da Goddard nell’aprile del 1932, mentre il razzo lanciato nel marzo del 1935 superava la velocità del suono. L’anno successivo nasce presso il California Institute of Technology il Jet Propulsion Laboratory della Nasa e nel 1941 gli Stati Uniti lanciano il primo razzo da un aereo; ancora un anno dopo vedono la luce i primi razzi aria-aria e aria-terra. Il Caltech inizia a sviluppare i primi razzi a lungo raggio, sebbene nel frattempo i tedeschi abbiano già sviluppato tecnologie superiori.
Nel frattempo anche l’Unione Sovietica lancia un programma spaziale. La comparsa nel 1924 della monografia di Tsiolkovsky dedicata a I treni di razzi cosmici, in cui è presentata l’idea dei razzi a multistadio, sollecita l’Unione Sovietica a creare nell’aprile di quell’anno un Comitato Centrale per lo Studio della Propulsione a Razzo. Nel 1933 i sovietici lanciano così un nuovo razzo a combustibile solido e liquido che raggiunge i 400 metri dal suolo, e nel 1935 un razzo a propellente liquido che arriva a un’altezza di oltre 10 chilometri.
Anche in Germania il dibattito sull’esplorazione spaziale si accende nel 1923 con la pubblicazione de Il razzo nello spazio interplanetario di Herman Oberth, un fisico teorico tedesco che si dedica intensamente a promuovere la nascita della scienza dell’astronautica, collaborando come consulente anche con Fritz Lang per la realizzazione del primo film ambientato nello spazio, La donna sulla luna (1928). Nel 1927 un gruppo di entusiasti fondava, insieme a Oberth, in Germania la Società di Viaggi Spaziali, che inizia a pubblicare il periodico “Die Rakete” (“il missile”).
Nel 1932 Wernher von Braun, che diventerà rapidamente la personalità più importante nello sviluppo della missilistica, prima e durante la seconda guerra mondiale, in Germania e quindi negli Stati Uniti, dà dimostrazione ai capi dell’esercito tedesco del funzionamento di un razzo a combustibile liquido. Nonostante il fallimento della dimostrazione, von Braun è assunto per sviluppare la progettazione di razzi a propellente liquido e da quel momento, insieme ai suoi collaboratori, mette a punto la tecnologia che il 3 ottobre 1942 gli consentirà di effettuare il primo volo suborbitale, lanciando per la prima volta nello spazio (cioè oltre il limite dei 100 chilometri) un razzo A-4 (V2), che viaggia per circa 180 chilometri dalla piattaforma di lancio. Nel settembre del 1944 il primo razzo V-2 perfettamente funzionante è lanciato dalla Germania contro la città di Londra; al primo lancio ne seguono oltre un migliaio tanto da determinare in tutta la Gran Bretagna ben 2.500 morti e circa 6 mila feriti. Per questo von Braun è considerato dagli inglesi come criminale di guerra. La stessa sorte tocca anche alla città di Anversa, in Belgio, che subisce pesanti attacchi e paga un pesante tributo in vite umane.
Il 24 gennaio 1945 la Germania testa il lancio dell’A-9, il primo missile balistico intercontinentale, destinato a colpire il Nord America ma che è realizzato solo allo stadio di prototipo alla fine della guerra. Infatti di lì a qualche mese Sovietici e Americani invadono la Germania nazista e mettono fine alla sperimentazione e alla progettazione di nuove armi: gli ingegneri tedeschi vengono catturati dall’esercito statunitense. Il 20 giugno 1945, su approvazione del Segretario di Stato americano Cordell Hull, prende avvio l’operazione denominata Operazione fermacarte: gli specialisti tedeschi facenti capo a von Braun sono trasferiti a Fort Bliss, nel Texas, in una grande installazione militare a nord di El Paso, dove vivono come “prigionieri di pace” costantemente sotto scorta militare. Qui il gruppo di studiosi tedeschi si dedica all’addestramento del personale militare, universitario e industriale finchè, nell’agosto del 1945, i componenti di un centinaio di razzi V-2 raggiungono a loro volta i White Sands Testing Ground (un sito militare del New Messico creato nel 1945) per il loro collaudo.
Stati Uniti e Unione Sovietica alla ricerca del primato
Dopo la seconda guerra mondiale la corsa allo spazio diventa una competizione tra Stati Uniti e Unione Sovietica, giocata in un contesto politico internazionale caratterizzato della corsa agli armamenti e della guerra fredda. Il programma di esplorazione spaziale statunitense riparte quindi nel gennaio del 1946 con i razzi V-2 sottratti ai tedeschi. Nel luglio dello stesso anno, gli Stati Uniti lanciano un razzo V-2 con a bordo semi di granturco e moscerini della frutta.
Anche l’Unione Sovietica rifonda, sotto la guida di Sergei Korolev (1906-1966), la propria tecnologia missilistica utilizzando ingegneri tedeschi e i missili V-2. Korolev, imprigionato negli anni 1938 e 1939 da Stalin nel periodo delle purghe e poi integrato quando il dittatore sovietico si renderà conto dell’importanza militare dell’ingegneria aerospaziale, concepisce il primo missile balistico intercontinentale che nel 1957 porterà in orbita lo Sputnik. Egli svolge il suo compito in segreto fino alla morte, al punto che neppure la madre saprà mai del suo ruolo di responsabile del programma spaziale. Korolev pianifica un programma che dovrebbe consentire all’Unione Sovietica di vincere la corsa all’allunaggio; tuttavia morirà nel corso di una operazione chirurgica. Insieme a lui lavora come capo progettista Vasily Mishin, su cui, dopo la morte di Korolev, ricade la responsabilità del mancato successo della missione finalizzata a mandare un uomo sulla Luna.
Nel 1947 è utilizzata per la prima volta la telemetria, ossia l’insieme di quelle tecnologie finalizzate ad ottenere ed elaborare dati di misurazione a distanza. L’anno successivo parte il primo razzo con a bordo animali vivi; lanciato dalla base di White Sands l’11 giugno, il missile prenderà il nome di Albert, come la scimmia che morirà soffocata a bordo.
Nel 1955 il presidente degli Stati Uniti, Eisenhower, approva i piani per lanciare dei satelliti in orbita intorno alla Terra, seguito dopo pochi mesi da un analoga decisione da parte dei Russi. Nel 1958 una legge del Congresso istituiva la NASA (National Aeronautical Space Agency).
Negli anni successivi una delle figure chiave della politica di esplorazione spaziale degli Stati Uniti sarà Bob Gilruth, capo della Space Task Force della NSA (National Security Agency), sotto la cui direzione partono ben 25 voli spaziali con equipaggio umano; sarà lui a convincere John F. Kennedy ad intraprendere la corsa all’allunaggio con l’obiettivo di raggiungere questo primato prima dei Sovietici. Tuttavia la competizione per il raggiungimento di un’orbita spaziale è vinta da questi ultimi, che il 4 ottobre 1957 riescono a mandare in orbita, all’altezza da 370 miglia, lo Sputnik 1, il primo satellite artificiale. Il lancio diventa cosa fattibile quando si intuisce la possibilità di modificare i missili militari tedeschi V-2 in vettori per il lancio dei satelliti. Mentre negli Stati Uniti si cerca di elaborare lo scacco (gli Americani saranno in grado di mandare in orbita il loro primo satellite: l’Explorer 1 solo un anno dopo), un mese più tardi lo Sputnik 2 porta in orbita il primo animale, il cane Laika. La capsula è attrezzata cibo e acqua per la sopravvivenza della cagnetta, ma non prevede rientro: infatti dopo un viaggio di 162 giorni, il satellite venendo a contatto con i densi strati dell’atmosfera brucia completamente.
La Russia consegue, dunque, un primato dopo l’altro: nel corso del 1958 lancia ben tre sonde verso la Luna (Luna 1, 2, 3); manda in orbita lo Sputnik 5, la prima missione che riesce a riportare a terra animali in vita dopo essere stati in orbita per un giorno intero; il 12 aprile 1961 è ancora un sovietico, Jurij Gagarin (1934-1968), il primo uomo ad effettuare un volo orbitale a bordo della capsula Vostok 1. Anche gli Stati Uniti, tuttavia, riescono nell’impresa e rincorrono i successi sovietici: sarà Alan Shepard (1923-1998), il primo astronauta americano che il 5 maggio 1961, a bordo della navicella Freedom 7, raggiunge una traiettoria di volo suborbitale che lo porta a 116 miglia dalla Terra. Sempre nel 1961 i Russi lanciano anche la prima sonda diretta verso Venere, Venera 1, che va perduta. L’anno dopo l’americano John Glenn, sul Mercury 6, compie un volo orbitale.
Mentre i Russi mandano nello spazio, nel 1963, Valentina Tereskova (1937-), la prima donna astronauta, a metà degli anni Sessanta, i due Paesi realizzano a pochi mesi l’uno dall’altro la prima passeggiata spaziale, effettuata nel 1965 prima dal cosmonauta sovietico Aleksej Leonov (1934-) e quindi dall’astronauta americano Edward White, e il primo atterraggio morbido sulla Luna, dove nel 1966 arrivano prima i sovietici con Luna 9, seguiti poi dagli americani con il Suveyor 1. Nel dicembre del 1965 due navicelle americane, Gemini 6 e Gemini 7 effettuano con successo il primo rendez-vous orbitale. A Cape Kennedy accade nel 1967 il primo disastro che causa la morte di tre astronauti, ma anche i Russi nello stesso anno perdono un astronauta a causa della mancata apertura del paracadute della Soyuz 1. Nello stesso anno i Russi registrano anche il primo atterraggio morbido su Venere.
Il 1968 segna una svolta nel programma spaziale statunitense con l’avvio del Progetto Apollo che utilizza il razzo Saturno V, sviluppato dalla NASA su un progetto di von Brown. Una serie di voli Apollo portano progressivamente gli Americani a rendere sempre più realistico il sogno dell’allunaggio: il 21 luglio del 1969, infatti, Neil Armstrong a bordo dell’Apollo 11 è il primo uomo a mettere piede sulla Luna.
Verso nuovi pianeti
Dopo il successo americano nella conquista della Luna, i viaggi di esplorazione spaziale vengono ripensati con nuovi obiettivi. I sovietici si concentrano su Marte e Venere verso cui avevano già lanciato diverse sonde. Intanto altri Paesi inaugurano i propri programmi spaziali. Il Giappone, la Cina e la Francia lanciano i primi oggetti orbitanti nel 1970. Nel 1971 i Sovietici lanciano in orbita il primo laboratorio spaziale, mentre gli Americani, con l’Apollo 15, portano sulla Luna un veicolo, il Lunar Rover, usato dagli astronauti David Scott (1932-) e James Irwin (1930-1991). L’anno successivo l’Apollo 16 porta sulla Luna il primo telescopio astronomico. I programmi Apollo e Soyuz convergono nel 1975 nella prima missione spaziale congiunta Stati Uniti-Unione Sovietica: il Programma Test Apollo-Soyuz (ASTP): il 17 luglio 1975, una navicella spaziale del programma Apollo e una capsula Soyuz si agganciano nell’orbita intorno alla Terra, consentendo ai due equipaggi di potersi trasferire da una navicella spaziale all’altra.
Dopo le numerose sonde lanciate verso Marte e Venere, nel 1972 la NASA lancia Pioneer 10 per il primo volo verso Giove. Tocca quindi, nel 1982, al Voyager raggiungere il pianeta Saturno, attraversando per ben 126 mila chilometri la spessa coltre di nuvole da cui è circondato: la navicella nel corso della missione invia immagini spettacolari degli anelli e scopre numerose nuove lune del pianeta. Il 13 giugno del 1983 Pioneer 10 diventa quindi la prima sonda a intraprendere un viaggio interstellare attraversando l’orbita di Netturno. Nel 1985 la prima sonda americana raggiunge una cometa, e l’anno successivo sempre una sonda americana raggiunge Urano. Il Voyager 2 arriva nei pressi di Nettuno nel 1989.
Il 12 aprile 1981, ventesimo anniversario del volo di Gagarin, viene lanciato negli Stati Uniti il primo veicolo spaziale riutilizzabile destinato al trasporto umano, lo Space Shuttle. In realtà nella sua lunga durata il progetto Shuttle (iniziato negli anni Sessanta e in corso ancora ai nostri giorni) ha previsto la costruzione di ben sei diverse navicelle: Enterprise, Challenger, Columbia, Atlantis Discovery, Endeavour. Il primo modello (Enterprise) è utilizzato soprattutto per i test di volo e atterraggio: il lancio dello Shuttle, infatti, avviene in volo sganciandosi dal retro di un Boeing 747 e l’atterraggio è di solito previsto alla Edwards Air Force Base, nel deserto californiano. Come accennato, tuttavia la navicella che effettua realmente il primo volo nello spazio è il Columbia: parte nel 1981 dal Kennedy Space Center, percorre 36 orbite complete, per una durata di 54 ore, e fa ritorno in California. Il 12 novembre parte la seconda missione Shuttle per 36 voli orbitali, che sperimenta per la prima volta l’ausilio di un braccio robot con un sistema di manipolazione remoto. Altre due missioni partono nel 1982. Sempre a bordo del Columbia, nel volo iniziato il 28 novembre del 1983 viene sperimentato lo Spacelab, un vero e proprio laboratorio attrezzato per condurre oltre 70 esperimenti in 10 giorni, in cui lavora anche il primo scienziato non americano, il tedesco Ulf Merbold, a volare in un programma spaziale USA. Le missioni Shuttle si susseguono con successo negli anni successivi. Tuttavia due tragici incidenti segnano profondamente la storia del progetto: il 28 gennaio 1986 durante la fase di lancio della sua decima missione il Challenger esplode e provoca la morte dei sette astronauti a bordo; più recente il disastro del Columbia, il 1 febbraio 2003, disintegra nell’atmosfera durante il volo di rientro dalla sua ventottesima missione. Anche in questo caso i sette astronauti a bordo perdono la vita.
Anche la Russia cerca di rilanciare il proprio programma spaziale. Nel 1987 costruiscono la prima stazione orbitale permanentemente occupata, la MIR e realizzano anche il primo veicolo automatico riutilizzabile, il Buran, lanciato il 15 novembre del 1988: in realtà che effettua un solo volo. La mancanza di fondi e l’incipiente dissoluzione dell’URSS non consentiranno di proseguire un programma che in principio poteva competere con quello americano dello Space Shuttle, a cui il Buran peraltro somigliava.
Solo Stati Uniti, Unione Sovietica/Russia e Cina hanno sviluppato programmi spaziali che hanno mandato degli uomini in orbita. Altri Paesi perseguono, coordinandosi tra diverse nazioni, programmi spaziali mirati soprattutto a progettare e lanciare satelliti per scopi di ricerca. A livello europeo opera la European Space Agency.
Il primo volo spaziale suborbitale amatoriale è stato realizzato nel maggio del 2004 quando il Civilian Space eXploration Team ha lanciato il GoFast Rocket, mentre un mese dopo, il 21 giugno SpaceShipOne è diventato il primo mezzo spaziale con equipaggio finanziato privatamente.
In base a quanto prevedeva Vision for Space Exploration, il programma politico di esplorazione spaziale presentato dal presidente USA George W. Bush il 14 gennaio 2004 in risposta alle critiche conseguenti la disintegrazione dello Space Shuttle Columbia durante il rientro nell’atmosfera terrestre il 1° febbraio 2003, entro il 2010 doveva essere ritirato lo Space Shuttle e completata la Stazione Spaziale Internazionale. Entro il 2008 avrebbero dovuto mettere a punto il Crew Exploration Vehicle e condurre la prima missione con equipaggio entro il 2012. Entro il 2008 avrebbero effettuato missioni senza equipaggio per l’esplorazione della Luna, e missioni con equipaggio sulla Luna entro il 2020. Nel 2008 la Virgin Galactic prevedeva di disporre di un veicolo riutilizzabile privato che trasportasse passeggeri paganti per voli spaziali, ma a tutt’oggi non è ancora avvenuto.
Tra critiche e prospettive future
I voli spaziali sono stati oggetto di varie critiche innanzitutto per i loro elevati costi, a fronte dei quali – come sosteneva il grande fisico e premio Nobel Richard Feynman – non sarebbe stato realizzato alcun importante avanzamento scientifico. In realtà diverse tecnologie, dai laser ai computer, ne hanno beneficiato indirettamente. Inoltre, i voli spaziali con equipaggio umano, oltre a costare di più di quelli che utilizzano robot, sottopongono gli astronauti a enormi rischi, che taluni considerano ingiustificati considerando la vita umana come valore assoluto. Ulteriori contrapposizioni sulla portata e il significato dei viaggi spaziali chiamano in causa la possibilità o meno che l’uomo riesca o a visitare altri pianeti o a uscire dal sistema solare. Nel senso che vi è chi pensa che non si riuscirà ad andare oltre qualche visita a qualche pianeta molto vicino, mentre altri immaginano la colonizzazione dei pianeti se non addirittura in un prossimo futuro la costruzione di astronavi autosufficienti e abitate da un consistente gruppo di uomini in grado di viaggiare nel cosmo. Di fatto, l’esplorazione dello spazio continua ad affascinare l’uomo e rappresenta ancora una delle sfide tecnologiche che meritano di essere perseguite per la stragrande maggioranza dei cittadini occidentali intervistati.