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7.17 Come faceva il fragile LM a reggere così bene gli sbalzi termici?

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IN BREVE: Sulla Luna il modulo lunare stava con un lato esposto al sole e l’altro in ombra, eppure non si surriscaldava e non gelava, perché era rivestito da un’efficiente coperta termica, che gli conferiva il caratteristico aspetto da carta stagnola, facendolo sembrare fragile quando in realtà era protetto dagli sbalzi di temperatura meglio di quanto lo fosse il resto del veicolo.


IN DETTAGLIO: Durante il viaggio lunare, la grandissima differenza di temperatura fra il lato del veicolo spaziale Apollo esposto al sole e quello in ombra costringeva gli astronauti a far ruotare il proprio veicolo continuamente intorno al suo asse longitudinale, per evitare surriscaldamenti da una parte e congelamenti dall’altra.

Nel modulo di servizio, infatti, i serbatoi del propellente dei suoi sedici motori di manovra erano adiacenti alla superficie esterna e dovevano restare entro limiti ben precisi di temperatura e pressione. Inoltre il modulo di comando aveva uno scudo termico che, se lasciato a raffreddarsi in ombra nello spazio per più di tredici ore, si sarebbe incrinato e sfaldato, diventando inutilizzabile e condannando l’equipaggio. Fu così escogitata la soluzione del lento rollio per uniformare le temperature di questi componenti del veicolo. Questa lenta rotazione era chiamata tecnicamente Passive Thermal Control e informalmente barbecue mode (letteralmente, “modalità barbecue”).

Il veicolo era insomma molto delicato. Ma allora come mai il fragile modulo lunare, quando era sulla Luna, restava a lungo (da uno a tre giorni) con lo stesso lato esposto al sole e l’altro in ombra senza avere problemi?

Quest’apparente contraddizione tecnica ha in realtà una spiegazione molto sensata: il modulo lunare, a differenza degli altri moduli, non aveva bisogno di sopportare le sollecitazioni aerodinamiche del decollo dalla Terra (durante il quale era racchiuso in una carenatura), non aveva uno scudo termico delicato da proteggere e non aveva serbatoi di propellente direttamente a ridosso della superficie esterna.

Fu pertanto possibile dotarlo di un sistema di controllo termico più efficace, che includeva una vera e propria coperta termica esterna di strati multipli di Mylar o Kapton, tenuta separata dalla cabina pressurizzata tramite dei distanziali che creavano un’intercapedine isolante, e un sublimatore simile a quello usato per le tute spaziali.

L’aspetto apparentemente fragile, da carta stagnola, del modulo lunare è dovuto proprio a questa coperta termica, che nascondeva la normale struttura metallica sottostante, visibile invece nella figura qui sotto.

Un prototipo del modulo lunare, custodito presso lo Smithsonian National Air and Space Museum, rivela la struttura metallica al di sotto del rivestimento termico. Credit: NASM, www.nasm.si.edu.


La coperta termica, fra l’altro non è un’esclusiva del modulo lunare Apollo: è stata usata per decenni sia dagli Shuttle statunitensi per proteggere il carico nella stiva ed è tuttora utilizzata come rivestimento esterno dai veicoli spaziali russi Soyuz.