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7.10 Come mai i calcoli dicono che il Saturn V non era abbastanza potente?

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IN BREVE: Un’analisi matematica delle riprese del decollo sembra dimostrare che il primo stadio del missile Saturn V non aveva la velocità dichiarata ufficialmente dalla NASA e che quindi poteva portare fino alla Luna molto meno carico di quanto dichiarato. Ma l’analisi si rivela un colabrodo di errori commessi da una persona senza esperienza in missilistica o traiettorie spaziali: non considera che il vero lavoro di portare i veicoli Apollo verso la Luna lo faceva il terzo stadio, non il primo (che insieme al secondo aveva solo il compito di portare i veicoli in orbita intorno alla Terra), e ammette che l’orbita terrestre fu raggiunta correttamente dai veicoli Apollo: ma a quel punto la velocità del primo stadio era irrilevante ai fini del carico trasportabile verso la Luna.


IN DETTAGLIO: Un’analisi del russo Stanislav Pokrovsky1 sostiene che l’effettiva velocità del missile lunare Saturn V al momento dell’esaurimento del propellente del primo stadio e della sua separazione dal resto del vettore era solo la metà di quella dichiarata ufficialmente.

Questo rivelerebbe che i motori F-1 del primo stadio non erano abbastanza potenti da trasportare verso la Luna le 46 tonnellate del modulo di comando e servizio e del modulo lunare. Secondo i calcoli di Pokrovsky, la conseguenza della velocità ridotta fu che il carico massimo trasportabile sulla Luna dal Saturn V era circa 28 tonnellate. Il modulo lunare ne pesava circa 15; i moduli di comando e servizio ne pesavano in tutto oltre 30.

In altre parole, secondo Pokrovsky la NASA poteva portare fino alla Luna uno o l’altro dei veicoli Apollo, ma non tutti e due, e quindi poteva al massimo effettuare una circumnavigazione della Luna, rinunciando al modulo lunare e usando soltanto il modulo di comando e quello di servizio.

Ma il dato della velocità è calcolato (con dovizia di formule e grafici spettacolari e apparentemente autorevoli) partendo da una stima della distanza apparente progressiva fra il missile e le fiammate prodotte dai retrorazzi del primo stadio. Questa stima viene effettuata osservando i fotogrammi sgranati di un filmato (Figura 7-10).

Non è una base molto solida o precisa: misurare il punto esatto in cui finisce una fiammata è piuttosto difficile.

Pokrovsky, inoltre, dà per scontato che le fiammate generate dai retrorazzi si fermarono istantaneamente in aria e quindi siano usabili come punto fermo di riferimento per calcolare la velocità del missile.Ma dato che la separazione del primo stadio avveniva a circa 70 chilometri d’altezza, dove l’atmosfera è circa 10.000 volte più tenue che a livello del mare, le fiammate mantennero invece per inerzia buona parte della velocità verticale supersonica acquisita durante il decollo, “inseguendo” il missile e quindi falsando questo genere di stima di distanze e velocità.

A parte queste imprecisioni, nell’analisi di Pokrovsky c’è un errore di fondo che la invalida completamente. Infatti il primo stadio del Saturn V, insieme al secondo, aveva il solo scopo di collocare in orbita intorno alla Terra il terzo stadio e i veicoli Apollo. Non contribuiva al viaggio verso la Luna: a questo provvedeva esclusivamente la spinta del terzo stadio.

Siccome Pokrovsky ammette che l’orbita terrestre fu comunque raggiunta, e dato che questo risultato fu conseguito dal terzo stadio e dal veicolo Apollo completo da 46 tonnellate (altrimenti il primo stadio non si sarebbe arrampicato così lentamente come lui sostiene), risulta che tutte le sue considerazioni sulla vera o presunta velocità del primo stadio sono semplicemente irrilevanti ai fini di quante tonnellate si potessero portare sulla Luna.

Va notato, inoltre, che nella fisica dei lanci spaziali conta la velocità finale raggiunta, che dev’essere quella necessaria per restare in orbita senza ricadere sulla Terra: la velocità di salita è significativa esclusivamente in termini di consumo di propellente e di disagio per gli astronauti dovuto all’accelerazione. Semplificando, più è lenta la salita, più propellente si consuma, riducendo però gli effetti fisici sugli astronauti.

Il Saturn V era considerato un vettore “dolce”, dato che la sua massima accelerazione era circa 4,7 g poco prima della separazione del primo stadio; i vettori Titan delle missioni Gemini, per esempio, raggiungevano i 7 g.