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Tuesday, July 20, 2010

L'uomo sulla Luna - (Italiano)

La partecipazione al progetto MoonZoo e la recente intervista al Dr William Keel hanno risvegliato il mio interesse per le missioni Apollo e la voglia di ripercorrere quegli emozionati momenti. Il post non è certo completo, non vuole e non può esserlo, considerando la complessità e vastità dell'argomento. In particolare sarà incentrato sulla descrizione dello svolgimento della missione dell'Apollo 11 che ha portato l'uomo sulla Luna. Maggiori informazioni richiederebbero un sito web dedicato e non un semplice post. (Cliccando sulle foto è possibile vederle nelle dimensioni originali). English version here.

Il distintivo della Missione Apollo 11 (Credit: NASA)


Dal 17 dicembre 1903 al 20 luglio 1969 sono passati meno di 66 anni.
Questo il tempo intercorso dal primo uomo che si alza in volo con un velivolo più pesante dell'aria, dalla spiaggia di Kitty Hawk, al primo uomo che mette piede sulla Luna nel Mare della Tranquillità.
Meno di 12 anni dal lancio del primo satellite artificiale, il sovietico Sputnik I, e meno di 10 anni dal primo uomo nello spazio, Yuri Gagarin.

L'impresa è preceduta da una serie di missioni preparatorie che, dall'Apollo 7 in poi, portano l'uomo sempre più vicino all'obiettivo fino quasi a toccare il nostro satellite naturale.

L'obiettivo che si prefigge la missione è di eseguire un atterraggio sulla Luna con equipaggio e ritornare sulla Terra.

Vehicle Assembly Building (VAB) (Credit: NASA)
Il viaggio che porta l'uomo sulla Luna ha inizio  da molto lontano con i test ed i controlli delle varie componenti e con l'assemblaggio del razzo nel Vehicle Assembly Building (VAB), l'edificio per l'assemblaggio veicoli appositamente costruito che racchiude uno spazio di circa tre milioni e 600 mila metri cubi con un'altezza di oltre 160 mt. Nel VAB viene montato il razzo Saturno V, il veicolo spaziale Apollo e la torre ombelicale.



Il Saturno V è costituito da 3 stadi.

Saturn V - S-IC  (Credit: NASA)
Il primo stadio (S-IC) è alto circa 42 mt (138 piedi) ed ha un diametro di circa 10 mt (33 piedi), contiene circa 1 milione e 500 mila chilogrammi (3,307,855 libbre) di ossigeno liquido e circa 640 mila chilogrammi (1,426,069 libbre) di cherosene (RP-1). E' equipaggiato con 5 motori F-1, dei quali 4 montati ad anello, su giunti cardanici per consentire di manovrare il vettore, ed 1 in posizione centrale fisso, che consumano complessivamente circa 13 tonnellate (29,364 libbre) al secondo di propellente. Il peso a vuoto è di circa 130 mila chilogrammi (288,750 libbre), a pieno carico circa 2 milioni e 260 mila chilogrammi (5,022.674 libbre).







Saturn V - S-IVB (Credit: NASA)
Il secondo stadio (S-II) è alto circa 25 mt (81.5 piedi) ed ha un diametro di circa 10 mt (33 piedi), contiene circa 370 mila chilogrammi (821.,22 libbre) di ossigeno liquido e circa 70 mila chillogrammi (158,221 libbre) di idrogeno liquido. E' equipaggiato con 5 motori J-2, dei quali 4 montati ad anello, su giunti cardanici per consentire di manovrare il vettore, ed 1 centrale fisso. Il peso a vuoto è di circa 36 mila chilogrammi (79,918 libbre),  a pieno carico circa 477 mila chilogrammi (1,059,171 libbre).

Il terzo stadio (S-IVB) è alto circa 18 mt (58.3 piedi) ed ha un diametro di meno di 7 mt (21.7 piedi) contiene circa 86 mila chilogrammi (192,023 libbre) di ossigeno liquido e circa 20 mila chilogrammi (43,500 libbre) di idrogeno liquido. E' equipaggiato con un motore J-2 montato in posizione centrale. Il peso a vuoto è di circa 11 mila chilogrammi (25,000 libbre), a pieno carico circa 117 mila chilogrammi (260,523 libbre).

      Instrument Unit (IU) (Credit: NASA)
      Alla sommità del terzo stadio è collocata la Instrument Unit (IU) con un diametro di meno di 7 mt (21.7 piedi) ed un'altezza di  circa 1 mt (3 piedi) che contiene i sistemi di guida, navigazione, controllo equipaggiamenti, telemetria, comunicazioni, tracciamento, sicurezza equipaggio, controllo ambientale e la centrale di supporto elettrico. La IU ha un peso di circa 2 mila chilogrammi (4,306 libbre).

      In totale il razzo Saturno V e la Instrument Unit  (IU) raggiungono circa 86 metri (281 piedi) di altezza con un peso complessivo a vuoto di circa 180 mila chilogrammi (397,974 libbre) e 2 milioni e 856 mila chilogrammi (6,346,674 libbre) con il pieno di carburante.

      Lunar Modul (LM) (Credit: NASA)
      Al di sopra del Saturno V è collocato il carico pagante della missione: il veicolo spaziale Apollo. In sequenza sopra la Instrument Unit sono collocati il Modulo Lunare (Lunar Module - LM) e il Modulo di Servizio (Service Mosule - SM), il Modulo di Comando (Command Module - CM) e la Torre di Salvataggio (Launch Escape System - LES).

      Il Modulo Lunare (LM-5) è composto da due stadi: lo Stadio di Ascenzione (Ascending Stage) e lo Stadio di Discesa (Descending Stage). E' alto complessivamente circa 7 mt e largo circa 10 mt da piede a piede. Il sistema a pieno carico, escluso l'equipaggio, pesa circa 14 mila  chilogrammi. Per il lancio il Modulo Lunare è inserito con le zampe ripiegate all'interno di un cono protettivo essendo progettato per il solo utilizzo nel vuoto.

      Il Modulo di Servizio (SM-107) contiene quanto necessario al viaggio attraverso lo spazio: ossigeno, produzione energia, acqua, sistema di propulsione e materiali di consumo. E' alto poco più di 8 mt con un diametro di circa 4,5 mt. Il peso a pieno carico è di circa 23 mila chilogrammi.

      Command and Service Module (CSM) (Credit: NASA)
      Il Modulo di Comando  (CM-107) è la struttura di base del sistema dove trovano posto i componenti dell'equipaggio . E' una struttura pressurizzata a forma di cono alta meno di 4 mt e con un diametro maggiore di poco più di 4 mt. Ha un peso al decollo di circa 5 mila e 500 chilogrammi. La base è composta da uno scudo termico necessario per il rientro in atmosfera.

      La Torre di Salvataggio è posta alla sommità di tutto il sistema ed è composta da tre motori a propellente solido. La torre è alta più di 11 mt con un diametro alla base di circa 4 mt. Pesa a pieno carico circa 4 mila chilogrammi.


      Il sistema complessivamente è alto circa 124 mt e pesa poco meno di 3 milioni di chilogrammi.

      Apollo 11 esce dal VAB diretto alla rampa di lancio 39A (Credit: NASA)
      Come accennato nel VAB viene assemblata anche la Torre Ombelicale, alta 130 mt (380 piedi),  e tutto il complesso, privo dei propellenti, deve essere trasportato alla rampa di lancio 39A distante
      5 chilometri e 600 metri (3,5 miglia).

      Il Crawler (Credit: NASA)
      Per realizzare questo non facile trasporto viene realizzato un apposito veicolo (crawler) largo 46 mt (135 piedi), lungo 54mt (160 piedi) e alto 8,5 mt (25 piedi) in grado di movimentare 2 milioni e 500 mila chilogrammi di peso (6 milioni di libbre) su una piattaforma autolivellante. Il veicolo è montato su 4 carrelli cingolati ognuno alto circa 3,5 mt (10 piedi) e lungo 13,5 mt (40 piedi) dotati di 16 motori alimentati da 4 generatori da 1.000 Kw generati da 2 motori diesel da 2.750 cavalli di potenza. La velocià massima e di circa 1,6 Km/h (1 miglio orario) ed occorrono circa 6 ore per compiere il percorso.

      La piattaforma di lancio 39A è costituita da un blocco di calcestruzzo a forma di tronco di piramide ottagonale che copre una superficie di circa 1 chilometro quadrato e che si innalza fino a 30 mt sulla zona circostante. Al suo interno è presente un canale ampio 30 mt in grado di garantire al momento del lancio un flusso di circa 190.000 litri al minuto (50.000 galloni al minuto) di acqua necessaria a raffreddare la struttura ed evitare il pericolo di incendio derivato dall'utilizzo del primo stadio.

      Una volta raggiunta la piattaforma di lancio, nove ore prima della partenza, iniziano le procedure di carico dei propellenti che richiedono circa 4 ore e mezza.

      Prima di passare alla descrizione del lancio e della missione è doveroso introdurre il suo  equipaggio.

      L'equipaggio è composto da tre elementi, due dei quali scenderanno fisicamente sulla Luna mentre il terzo rimarrà in orbita intorno al nostro satellite naturale.

      From Left - Neil A. Armstrong, Michael Collins, Edwin E. Aldrin Jr (Credit: NASA)

      Neil A. Armstrong - Astronauta NASA - Comandante Apollo 11 - Nato il 5 agosto 1930 a Wapakoneta, Ohio (USA). 4.000 ore di volo all'attivo al momento del lancio ed una missione spaziale come comandante a bordo del Gemini 8.

      Michael Collins - Astronauta NASA - Pilota del Modulo di Comando Apollo 11 - Nato il 31 ottobre 1930 a Roma (ITA). 4.000 ore di volo all'attivo al momento del lancio ed una missione spaziale come pilota a bordo del Gemini 10.

      Edwin E. Aldrin Jr - Astronauta NASA - Pilota del Modulo Lunare Apollo 11 - Nato il 20 gennaio 1930 a Montclair, New Jersey (USA). 3.500 ore di volo all'attivo al momento del lancio ed una missione spaziale come pilota a bordo del Gemini 12.

      Il decollo del Saturno V (Credit: NASA)
      L'equipaggio sale a bordo dell'ascensore che li porterà in cima al saturno V, a oltre 100mt di altezza in  25 secondi, 2 ore e 40 minuti  e 40 secondi prima del lancio. In sequenza entrano nell'Apollo 11: Neil Armstrong (-2h 34m 44s) nel sedile di sinistra, Michael Collins (-2h 39m 55s) nel sedile di destra e Edwin Aldrin (-2h 23m 46s) nel sedile centrale. A due ore dal lancio viene chiuso il portello della navicella spaziale.
      A 50 secondi dal lancio l'alimentazione viene trasferita al Saturno V che diventa autonomo.
      A 15 secondi il controllo di guida viene trasferito a bordo.
      Inizia il conto alla rovescia finale "12, 11, 10, 9, inizio sequenza di accensione, 6, 5, 4, 3, 2, 1, 0, tutti il motore sta' funzionando (Preso dall'emozione Jack King "La Voce dell'Apollo" sbagliò dicendo "All engine running"), DECOLLO".

      Alle 9:32:00 ora della costa Est (13:32:00 UTC) avviene il decollo della missione che porterà l'uomo sulla Luna.

      Il piano di volo della Missione Apollo 11 (Credit: NASA)
      Dopo 2m 41.63s viene spento il primo stadio, avviene il distacco e viene acceso il secondo stadio (+2m 43.04s).
      Dopo 3m 17.9s viene espulsa la Torre di Salvataggio.
      Dopo 7m 40.62s viene spento il motore centrale del secondo stadio, dopo 9m 8.22s vengono spenti anche i motori esterni del secondo stadio, avviene il distacco e viene acceso il terzo stadio (+9m 12.2s).
      Dopo 11m 39.33s viene spento il terzo stadio e dopo 11m 49.33s avviene l'inserzione in orbita terrestre.
      Dopo 2h 44m 16.2s viene riacceso il terzo stadio e spento dopo 2h 50m 3.03s.
      Dopo 2h 50m 23.9s inizia la navigazione orbitale translunare che porterà la missione a raggiungere la Luna. Il resto del viaggio non trascorre in semplice attesa. Durante l'avvicinamento avviene la separazione del Modulo di Comando e Servizio (CSM) dal terzo stadio, la rotazione di 180°, l'aggancio del LM, una ulteriore rotazione di 180°e la successiva prosecuzione dell'orbita, dopo 4h 17m 3s dal momento del lancio. Avviene poi una accensione per correggere la rotta dopo 25h 44m 58.64s della durata di circa 3s.

      Trascorse 75h 49m 50.37s avviene la riaccensione dei motori per l'inserzione in orbita lunare e la successiva inserzione in orbita circolare a 80h 11m 36.75s da lancio.

      Iniziano le procedure per l'atterraggio lunare. Il Comandante Armstrong ed il pilota Aldrin si trasferiscono nel Modulo Lunare che prende il nome di "Aquila", simbolo degli Stati Uniti e simbolo della missione, e la Capsula Apollo prende il nome di "Columbia", in ricordo dell'astronave "Columbiad" di Jules Verne nel suo romanzo "Dalla Terra alla Luna".
      Dopo 100h 12m avviene la separazione del CSM dal LM che inizia la sua discesa verso la superficie mentre il CSM rimane in orbita con a bordo il solo Collins.

      La discesa avviene senza difficoltà. Ma al momento dell'atterraggio la zona scelta dal computer di bordo si rivela inadatta a causa della presenza di un cratere e così l'atterraggio avviene in manuale.

      Vista della Luna dal LM subito dopo l'atterraggio (Credit: NASA)
      Alle 20:17:39 UTC del 20 luglio 1969 l'uomo atterra su un altro corpo celeste dopo 102h 45m 39.9s dal decollo. Luna - Mare della Tranquillità. Armstrong comunica: "Houston, qui Base Tranquillità. L'Aquila è atterrata" ("Houston, Tranquillity Base here. The Eagle has landed").

      Iniziano immediatamente dopo le operazioni per permettere al primo uomo di mettere piede sul suolo lunare.
      Alle 2:56:48 UTC del 21 luglio 1969 il Comandante Neil Armstrong mette piede sulla Luna e pronuncia la storica frase: "That's one small step for man ... one giant leap for mankind". (Questo è un piccolo passo per l'uomo ... un grande balzo per l'umanità).
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      Video dello sbarco ripreso dal LM (Credit: NASA)

      Viene raggiunto 12 minuti dopo anche da Edwin Aldrin.

      La placca installata sulla gamba del LM (Credit: NASA)
      Durante le 2 ore e mezza di attività extraveicolare (EVA - Extra Vehicular Activity) i due astronauti compiono numerose operazioni, piantano la bandiera americana, installano un riflettore laser ed una stazione sismica. Raccolgono inoltre numerosi campioni di roccia per un totale di circa 22 chilogrammi (47 libbre). Fra le varie cose abbandonate sulla superficie lunare va segnalata la placca installata su una delle gambe del LM a ricordo dell'impresa.
      Rientrano nel LM alle 5:11:13 UTC del 21 luglio 1969.

      Durante tutto il periodo di permanenza sulla Luna Michael Collins è in orbita, solo, soprattutto, nei 48 minuti in cui perde il contatto radio con la Terra, nell'orbitare dietro al nostro satellite naturale.


      Alle 17:54:00 UTC  lo Stadio di Ascenzione del LM si stacca dallo Stadio di Discesa per raggiungere in orbita il Columbia. L'aggancio avviene perfettamente alle 21:35:00 UTC. L'equipaggio del LM si trasferisce nel CMS ed il LM viene espulso.

      Alle 4:55:52 UTC del 22 luglio 1969 a 135h 23m 42.28s dal lancio viene riacceso il motore del CMS per  effettuare l'orbita di rientro. Alle 16:21:12 UTC del 24 luglio 1969 in prossimità del rientro il Modulo di Comando si separa dal Modulo di Servizo ed alle 16:35:05 UTC, a 195h 3m 5.7s dal lancio, avviene il rientro in atmosfera.

      Il Modulo di Comando è ammarato (Credit: NASA)

      Alle 16:50:35 il Modulo di Comando ammara nell'Oceano Pacifico.

      L'impresa è compiuta.

      Half65.

      In chiusura voglio segnalare alcuni link utilizzati per scivere questo post e dove è possibile approfondire l'argomento:
      NASA - Libreria di Immagini dell'Apollo 11
      NASA - Informazioni sulla Missione Apollo
      NASA - Apollo 11 - Informazioni per i Giornalisti (Press Kit)
      NASA - Apollo 11 Timeline

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