Cerca nel blog

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

IN BREVE: Perché i calcoli del russo Stanislav Pokrovsky contengono un errore fondamentale: stimano la potenza del primo stadio, ma in realtà il viaggio verso la Luna dipende dalla potenza del terzo.


IN DETTAGLIO: Una complicata analisi* del russo Stanislav Pokrovsky 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.

* УТОЧНЕННАЯ ОЦЕНКА СКОРОСТИ САТУРНА-5, Supernovum.ru, 2014; disponibile in inglese con il titolo Investigation into the Saturn V velocity and its ability to place the stated payload into lunar orbit presso Aulis.com. Nella versione inglese, Pokrovsky è descritto come “Ph.D” (dottore di ricerca), “Candidate of Technical Sciences” (candidato di Scienze Tecniche) e “General Director of scientific-manufacturing enterprise Project-D-MSK” (Direttore Generale dell’impresa scientifico-manifatturiera Progetto D-MSK).


Questo, a suo dire, 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, ma il Modulo Lunare ne pesava circa 15 e i Moduli di Comando e Servizio ne pesavano in tutto oltre 30. Quindi, secondo Pokrovsky, la NASA avrebbe potuto portare fino alla Luna uno o l’altro dei veicoli Apollo, ma non tutti e due. Avrebbe potuto al massimo effettuare una circumnavigazione della Luna, rinunciando al Modulo Lunare e usando soltanto il Modulo di Comando e quello di Servizio, senza allunare.

Ma nonostante il dispiego di formule e grafici, nell’analisi di Pokrovsky c’è un errore di fondo. I suoi calcoli e le sue stime riguardano soltanto il primo stadio del Saturn V. Ma questo primo stadio, insieme al secondo, aveva il solo scopo di collocare in orbita intorno alla Terra il terzo stadio e i veicoli Apollo (con un leggero aiuto da parte del terzo stadio). I primi due stadi non contribuivano al viaggio dall’orbita terrestre verso la Luna: a questo provvedeva esclusivamente la spinta del terzo stadio.

E Pokrovsky stesso ammette che l’orbita terrestre fu comunque raggiunta dal Saturn V con il carico completo di 46 tonnellate (altrimenti il primo stadio non si sarebbe arrampicato così lentamente come lui stesso sostiene). Quindi tutte le sue considerazioni sulla vera o presunta velocità del primo stadio sono semplicemente irrilevanti ai fini del viaggio lunare.

Nella fisica dei lanci spaziali, infatti, conta la velocità finale raggiunta, che dev’essere quella necessaria per restare in orbita senza ricadere sulla Terra: la velocità durante la 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 causati dall’accelerazione (fino a circa 4,7 g poco prima della separazione del primo stadio; i vettori Titan delle missioni Gemini, per esempio, raggiungevano i 7 g). In teoria, un’arrampicata lenta fino alla quota orbitale, seguita da un’accelerazione fino alla velocità orbitale, consentirebbe comunque di entrare in orbita. Quindi la questione della velocità del primo stadio, proposta da Pokrovsky, è irrilevante.

C’è anche un altro problema nell’articolo di Pokrovsky: il dato della velocità è calcolato partendo da una stima della distanza apparente progressiva fra il Saturn V e le fiammate prodotte dai retrorazzi del primo stadio. Questa stima, oltretutto, viene effettuata osservando i fotogrammi sgranati di un filmato proveniente da una delle cineprese tecniche della NASA (Figura 7.10-1). È estremamente difficile determinare il punto esatto in cui termina una scia di un razzo.


Figura 7.10-1. I fotogrammi poco nitidi del filmato del decollo analizzato da Pokrovsky.


Pokrovsky, infine, dà per scontato che le fiammate generate dai retrorazzi si fermarono istantaneamente in aria, perdendo di colpo la grandissima velocità impartita loro dal vettore, e quindi siano usabili come punto fermo di riferimento per calcolare la velocità del missile. Ma dato che la separazione del primo stadio (Figura 7.10-2) avveniva a circa 61 chilometri d’altezza, dove l’atmosfera è circa 10.000 volte più tenue che a livello del mare, le fiammate non incontrarono una resistenza dell’aria significativa, per cui è presumibile che abbiano continuato almeno in parte la propria ascesa per inerzia, “inseguendo” il missile e falsando così questo genere di stima di distanze e velocità.

Figura 7.10-2. Separazione del primo stadio del Saturn V di Apollo 11. Dettaglio della foto S69-39958.