Figura 2.1-1. Il Saturn V dell’Apollo 11 sulla piattaforma di lancio. Dettaglio della foto NASA S69-38660.
È composto da tre stadi, sopra i quali c’è il veicolo spaziale Apollo, contenente tre astronauti. In cima a tutto questo complesso c’è poi un razzo d’emergenza, il Launch Escape System, in grado di sollevare la capsula del veicolo Apollo che contiene gli astronauti e allontanarli in poche frazioni di secondo dalla rampa di lancio o dal resto del veicolo in caso d’emergenza al decollo.
Il primo stadio del Saturn V, denominato S-IC e fabbricato dalla Boeing, è alto 42 metri, ha un diametro di dieci metri ed è dotato di cinque enormi motori F-1 della Rocketdyne, che al decollo consumano 13,3 tonnellate di cherosene (RP-1) e ossigeno liquido al secondo per portare l’intero Saturn V a una quota di circa 68 chilometri e a una velocità di circa 9900 km/h. Quest’arrampicata avviene in poco più di due minuti e mezzo, dopo i quali lo stadio viene sganciato e ricade per distruggersi nell’Oceano Atlantico.
Figura 2.1-2. Schema di un Saturn V con veicolo Apollo.
Il secondo stadio, denominato S-II, usa idrogeno e ossigeno liquidi per alimentare i suoi cinque motori J-2 e proseguire la corsa verso lo spazio, raggiungendo una velocità di quasi 25.000 chilometri l’ora e una quota di circa 182 chilometri nove minuti dopo il decollo, per poi essere sganciato e distrutto come lo stadio precedente. Da soli, questi due stadi rappresentano i nove decimi del peso complessivo del Saturn V.
Per raggiungere la velocità di 28.000 km/h necessaria per orbitare intorno alla Terra a 188 km di quota occorre anche la spinta del terzo stadio, l’S-IVB, il cui unico motore J-2, a differenza dei precedenti, è riavviabile a comando.
Poco meno di dodici minuti dopo il lancio, gli astronauti sono in un’orbita di “parcheggio” terrestre, dove effettuano vari controlli dell’efficienza dei sistemi di bordo.
Il veicolo a questo punto ha la configurazione mostrata in Figura 2.1-3.
Figura 2.1-3. Dall’alto: modulo di comando (CM), modulo di servizio (SM), modulo lunare (LM) e terzo stadio (S-IVB).
Dopo un’orbita e mezza intorno alla Terra, a due ore e 44 minuti dalla partenza dalla Florida, viene riavviato per quasi sei minuti il motore del terzo stadio, che accelera il veicolo fino a 39.000 km/h in direzione della Luna, lontana circa 400.000 chilometri (la distanza Terra-Luna non è costante, ma varia ogni 27,3 giorni da 363.100 a 405.700 km da centro a centro). Da quel momento il veicolo spaziale procede per inerzia, a motori spenti, verso la propria destinazione, rallentando progressivamente per via dell’attrazione gravitazionale della Terra per poi riaccelerare quando si avvicina alla Luna.
Durante i tre giorni di viaggio gli astronauti, assistiti dai computer di bordo e dalle osservazioni e misurazioni effettuate da Terra, compiono lievi correzioni di traiettoria e una manovra estremamente delicata di sgancio, rotazione e riaggancio per predisporre il veicolo Apollo alla missione lunare e abbandonare il terzo stadio del Saturn V.
