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

IN BREVE: Questi calcoli stimano la potenza del primo stadio, ma in realtà il viaggio verso la Luna dipende dalla potenza del terzo.


IN DETTAGLIO: Un’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.


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.

Ma 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. Non contribuiva al viaggio 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 (per esempio 28.000 km/h a 400 km di quota): 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. 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.

Ci sono anche altri errori di metodo nell’articolo di Pokrovsky: 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, oltretutto, viene effettuata osservando i fotogrammi sgranati di un filmato (Figura 7.10a).


Figura 7.10a. I fotogrammi del filmato del decollo analizzati da Pokrovsky.


Non è una base molto solida o precisa: misurare il punto esatto in cui finisce una fiammata, che non ha un bordo definito, e farlo per di più su un filmato sgranato tende a generare margini d’errore piuttosto ampi.

Pokrovsky, infine, 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 non incontrarono una resistenza dell’aria significativa, per cui è presumibile che abbiano “inseguito” il missile, falsando così questo genere di stima di distanze e velocità.


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