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CODENAME     : SATURNO V

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SATURNO V, L'UNICO VETTORE CHE HA SPINTO EQUIPAGGI FUORI DALL'ORBITA TERRESTRE

1968: la NASA era in forte ritardo a causa dell'incidente di Apollo 1 in cui in un test di pressurizzazione a terra, un incendio aveva tolto la vita a Grissom (il secondo americano a volare nello spazio pur se con volo suborbitale), White e Chaffee. Per mantenere fede alle promesse fatte da Kennedy secondo cui si sarebbe mandato un uomo sulla Luna entro la fine del decennio, si dovette rivere il programma Apollo, imponendo una accelerazione.

Si sarebbero dunque eseguite due missioni in una: testare il vettore Saturno V con equipaggio e allo stesso tempo volare fuori orbita terrestre laddove nessuno era mai stato prima, ovvero in orbita lunare. Questo fu per me il vero grande passo per l'umanità, molto più che il piede di Armstrong sulla Luna 7 mesi dopo.

Un passo si misura rispetto al passo precedente: se Apollo 10 era arrivata a 6-8 km dal suolo lunare, permettendo ad Apollo 11 di allunare, Apollo 8 andava a fare un passo ben maggiore poichè mai nessuno era stato a 280.000 km dalla Terra. Mai nessuno aveva visto la Terra così piccola come la si vede dalla Luna. Questo passo verso "l'ignoto" (che poi tale non era poichè il viaggio era tutto noto) è stato davvero qualcosa di grandioso che però la gente comune non apprezza.

Si inaugurava così la storia del mezzo di trasporto umano più potente mai costruito dall'uomo. Dopo Apollo 8, il Saturno V avrebbe mandato in orbita lunare altre 8 misssioni: da Apollo 10 ad Apollo 17 permettendo a 12 uomini di camminare sulla Luna. Oltre ad Apollo 8 non allunarono Apollo 10 (come da programma) e Apollo 13 a causa del famoso incidente.

LE CARATTERISTICHE PRINCIPALI E ALCUNE CURIOSITÀ

Mai nulla come lui! E non mi riferisco alle dimensioni, poichè la sua lunghezza di 110 metri (e 10 di diametro massimo) è "poco conto" rispetto ai 340 m. della portaerei Enterprise o i 360 della Harmony of the Sea. Anche il dislocamento (la massa) a pieno carico di queste navi da oltre 100.000 ton supera enormemente le 3.000 ton del Saturno V. Ma nulla ha mai avuto la potenza di questo razzo, poichè non deve navigare ma abbandonare la gravità terrestre. Egli aveva una spinta di 34 MN che per i 65 km percorsi col primo stadio (S-IC) corrispondeva ad una spesa energetica di 1,9 TJ pari al 60% del consumo energetico nazionale italiano medio di un solo giorno o se vi piace di più 1/33 dell'energia liberata  dalla bomba nucleare su Hiroshima. Ma se pensiamo che tale produzione/spesa energetica avveniva in circa 2 minuti e mezzo avremo una potenza media di 285 TW che sarebbe 80.000 volte la potenza della più grande centrale elettrica italiana. Se vi piace di più 3.600 volte maggiore del più potente motore navale del mondo.

Quando il Saturno V si staccava dal suolo, produceva un evento sismico di MG 3,5 registrabile dai sismografi di tutta l'America e nel raggio di 6 km vi erano solo 3 persone: gli astronauti. Al suo primo lancio con equipaggio, ad una postazione radiotelevisiva che riprendeva l'evento, cadde il tetto antisole a causa delle vibrazioni: era a oltre 6 km dal vettore. Una volta lanciato, la sua fiamma, molto più lunga del razzo stesso, era visibile sino al distacco del primo stadio S-IC, a circa 65 km di quota.

La massa a vuoto del vettore era di sole 130 ton cioè rappresentava solo il 4,3% dell'intera massa a pieno carico. Come dire: il 95,7% della massa era... propellente e comburente. In realtà vi erano anche l'ossigeno/azoto per il sistema di mantenimento, l'ossigeno per la produzione di energia elettrica e l'elio per il mantenimento dei serbatoi in pressione, anche se ovviamente rappresentavano una piccola percentuale della massa stivata nei serbatoi.

Si può ben immaginare come fosse impossibile nascondere a tutti il lancio di un simile "mostro", in barba ai tanti complottisti che sostengono astrusi e stupidi complotti segreti quali il fantomatico lancio di Apollo 20, ovviamente mai avvenuto. Il Saturno V ha volato dal 1968 al 1972: da allora mai più nessun vettore di tali caratteristiche e con equipaggio è mai stato lanciato.

LA STORIA

I vettori della famiglia Saturno erano una evoluzione dei Juno e Jupiter della fine anni 50. Fu Werner Von Braun e la sua squadra a riprogettare

 tali vettori inaugurando nel 1959 la famiglia dei lanciatori Saturno. Dapprima il progetto Saturno C1 poi il C2 e infine il C3. Con 4 o 5 lanci del C£ si sarebbe potuta fare una missione lunare con rendez-vous in orbita terrestre. Ma la squadra dell'ingegnere tedesco progetto il C4, un vettore a 3 stadi dove il primo stadio disponeva di 4 motori F1, il secondo stadio era simile al C3 e il terzo stadio disponeva di un motore J2: con due lanci si sarebbe potuto portare in orbita terrestre tutto l'occorrente per la Luna.

Nessuno di questi vettori andò oltre il progetto, semplicemente perchè erano progettati per un programma lunare con rendes-vous terrestre: si portavano in orbita (terrestre) i vari moduli lunari, e una volta assemblati si procedeva per la Luna. Naturalmente il progetto con rendez-vous terrestre fu sostituito dal progetto definitivo con rendez-vous lunare.

SATURNO I

Il 27 ottobre 1961 è la data che sancì di fatto la prima missione Apollo con il primo lancio di un vettore della famiglia Saturno, espressamente un Saturno I nella missione denominata SA-1. Il test fu di collaudare l'aerodinamica e la resistenza strutturale del primo stadio S-I con un volo suborbitale. Il secondo e il terzo stadio erano fittizi e pieni di acqua per simulare la massa dei futuri moduli impiegati. L'S-I era spinto da 8 motori H-1 funzionanti a RP-1 e LOX come gli F-1 del suo successore Saturno V. La potenza di un singolo H-1 era attorno ai 900 KN dando una spinta globale al vettore di circa 6,7 MN.

Con i suoi 55 m di altezza era di gran lunga il più grande razzo mai lanciato dalla Nasa, circa il triplo del Jupiter C che nel 1958 aveva mandato in orbita l'Explorer, il primo satellite americano. Solo pochi mesi prima cioè il 5 maggio 1961, Alan Shepard, il primo cosmonauta americano, aveva volato nello spazio lanciato da un Atlas Readstone alto "solo" 25 m, la metà del Saturno I.

Gli 8 motori H-1 del Saturno I e le misure

Il 25 aprile 1962 si lanciò la missione SA-2: anche in questo caso il secondo stadio S-I e il terzo stadio S-IV erano pieni di acqua. Ma a 161 km di quota, il centro controllo fece saltare le cariche di dinamite poste a bordo dell'S-I per espellere l'acqua nello spazio al fine di studiarne le conseguenze sulle trasmissioni radio. Tale esperiemnto fu chiamato "Project Highwater". I 44 mc di acqua dell'S-I squarciato fuoriuscirono istantaneamente, mentre i piccoli fori del'S-IV fecero uscire i 42 mc d'acqua più lentamente. La nuvola di ghiaccio creò dei fulmini che da Von Braun furono scherzosamente commentati come "Il primo temporale sintetico creato dall'uomo nello spazio". La missione fu ovviamente un successo.

Frattanto la NASA aveva approvato il progetto Apollo di Von Braun con rendez-vous lunare, scartando quello di un lancio unico direttamente sulla Luna tramite i potentissimi razzi Nova (mai costruiti). Si approvò anche l'ultima evoluzione della famiglia Saturno, il C5 a 3 stadi: 5 motori F1 per il primo stadio chiamato S-IC, 5 motori J2 per il secondo stadio chiamato S-II e 1 motore J2 per il terzo stadio chiamato S-IVB. La Boeing prese l'appalto del'S-IC e la Rocketdyne costruì i motori F-1 già da anni in progetto: ognuno di questi motori aveva la stessa spinta degli 8 H-1 del Saturno I: 6,7 MN ed il solo S-IC era alto quasi quanto lo stesso Saturno I: 42 m.

In poche parole si stava costruendo qualcosa di veramente grandioso, mai costruito prima dall'uomo. E visti i buoni risultati dei test sul Saturno I si decise che i tre stadi del futuro Saturno C5 sarebbero stati provati in un unico lancio. Un anno più tardi la NASA cambierà il nome del vettore in da Saturno C5 a Saturno V.

I lanci del Saturno I proseguivano: il 16 novembre 1962 si lanciò la missione SA-3 con scopi simili al precedente: test sui motori, sull'ingegneria e le attrezzature a terra, test sul veicolo in volo e infine lo studio del progetto Highwater.

Un passo importante lo si fece con la missione SA-4, l'ultima dei test sull'S-I. Il lancio avvenne il 28 marzo 1963 e si sarebbe simulato lo spegnimento di uno dei motori del primo stadio dopo 100 secondi di funzionamento per vedere se, come da progetto, il propellente per tale motore fosse stato destinato agli altri per compensare la perdita di potenza. Il test riuscì perfettamente ed anticipò quello che, involontariamente, accadde due missioni dopo (SA 101), ad Apollo 6 e ad Apollo 13. Va peraltro precisato che questo problema non fu per nulla correlato al ben più grosso, per il quale Apollo 13 passò alla storia.

Il 29 gennaio 1964 viene lanciato SA-5 il primo lancio con il secondo stadio S-IV funzionante, costruito dalla Douglas Aircraft Company, spinto da 6 motori RL-10 funzionanti a idrogeno liquido (LHY) e ossigeno liquido (LOX). Fu l'ultimo lancio con una testata di derivazione Jupiter. Dalla seguente si sarebbe montato una capsula Apollo (CSM) fittizia.

28 maggio 1964: missione SA-101. Si lancia un modello in scala 1:1 del modulo di comando e servizi (CSM). La missione prevede 4 orbite in 6 ore per il vettore e 54 orbite per il modello del CSM ad una quota compresa tra i 182 e il 227 km prima di decadere e bruciarsi in atmosfera 4 giorni dopo. Al distacco del primo stadio vi erano 8 telecamere a filmare la separazione. Unica anomalia della missione: il motore n° 8 si è spento anzitempo ma il sistema ha compensato il carburante ai restanti 7 mantenendo la stabilità del razzo. Indagini seguenti trovarono un piccolo difetto di rottura ad una turbopompa: questo fu l'unico problema mai riscontato tra tutti i motori H-1.

18 settembre 1964: SA-102 ovvero 5 orbite per il vettore e 59 per il modello del CSM. Si è ripetuto il test precedente con maggiori dettagli e si è testata la torretta di salvataggio, separandola non secondo la procedura standard, ma azionando i motori in caso di emergenza: quello di spinta e quello di imbardata per portare obliquo lontano il CSM a fronte di un grave probelma in fase di lancio. Salvo detti test (ripetuti in missioni seguenti), tale torre di salvataggio non è mai intervenuta. Ma la vera novità fu l'inserimento di un computer programmabile in tempo reale che potesse variarsi a seconda degli eventi registrati dai sensori. Prima di tale lancio furono installate solo verosimili scatole nere pre-programmate che non potevano adeguarsi ai dati aggiornati in tempo reale. Unico problema della missione: a causa dell'uragano Gladys non si poterono recuperare gli 8 contenitori con le pellicole, inviati a terra tramite una specie di scatoletta con paracadute e trasmettitore.

16 febbraio 1965: SA-103. La missione comporta il lancio del primo satellite Pegasus per studiare la frequenza degli impatti dei micrometeoriti, che rimase in funzione circa 3 anni, i test dei sistemi di lancio, della torre di salvataggio e del distacco del CSM. Tutti gli obiettivi della missione furono centrati.

25 maggio 1965 - SA-104. Messa in orbita del secondo Pegasus e installato sul modello del CSM il primo motore RCS (Reaction Control System) i piccoli motori che servivano al CSM e al Lem di fare le manovre in volo. Primo lancio notturno di un vettore Saturno.

30 luglio 1965 - SA-104. Ultimo lancio del Saturno I a 2 stadi e messa in orbita del terzo Pegasus. Il modello del CSM dotato di motore RCS resterà in orbita sino al 1975. Si continuano i test della guida interattiva del vettore di lancio valutandone la precisione.

SATURNO IB

Il 26 febbraio 1966 viene lanciata la missione SA-201, la prima del nuovo Saturno IB. Le differenze con il precedente vettore erano un primo stadio S-IB potenziato, evoluzione del precedente S-I, e un secondo stadio S-IVC molto diverso dal vecchio S-IV. L'S-IB aveva sostanzialmente la stessa configurazione dell'S-I: 8 motori H-1 di cui i 4 esterni orientabili, 8 alette aerodinamiche che miglioravano il controllo aerodinamico e una spinta complessiva aumentata da 6,7 a 7,1 MN, la stessa di un solo futuro F-1. Questo stadio era costruito da Chrysler (oggi FCA) in casa NASA al Michoud Assembly Facility a New Orleans. Lo stadio era alto 24 m. largo poco più di 6 e a pieno carico aveva una massa di 448 ton.

L'S-IVC era di fatto il terzo stadio del futuro Saturno V che qua veniva montato come secondo stadio. Era dunque equipaggiato con il nuovo motore J-2 da 1 MN di spinta, 2 volte e mezzo la spinta dei 6 RL-20 del vecchio S-IV. Questa missione dunque sanciva il collaudo di questo innovativo modulo dotato del nuovo motore J-2, in volo mai testato prima.

In questo lancio viene anche inserito il primo vero Modulo Comando e Servizio (CSM-009) quella che in gergo viene chiamata navetta spaziale (termine che aborro con disgusto). Espressamente, il modulo di comando (CM-009) era della "prima serie" (Block I) progettato e costruito quando ancora non si era deciso per il rendez-vous lunare. Dunque tale modulo, oltre ad essere più pesante del Block II, non aveva l'attacco con il passaggio comunicante tra CM e LEM (vedi foto) ma solo l'attacco per la torre di salvataggio. Era anche privo dei sistemi di orientamento e navigazione, posti a sedere per l'equipaggio, e altre attrezzature e dispositivi vari.

Il modulo di servizio (SM-009) fu il primo a volare ed era senza le celle a combustibile necessarie per generare energia elettrica a bordo e i sistemi di trasmissione radio in banda S (Quì la versione italiana pur se in formato ridotto). Un primo modulo di comando (CM-002) aveva già volato il 20 gennaio 1966 per testare il funzionamento della torre di salvataggio. I precedenti erano solo moduli di simulazione.

GLI STADI

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