La storia dell’esplorazione spaziale è spesso definita dai veicoli che hanno spinto l’umanità nel vuoto e la serie Saturn è considerata una delle conquiste tecnologiche più significative del 20° secolo. Gli Stati Uniti svilupparono questi grandi razzi a due e tre stadi a partire dal 1958, e costituirono la spina dorsale del programma Apollo, l’ambizioso sforzo di far sbarcare gli uomini sulla Luna. Senza di loro, il salto dall’orbita terrestre alla superficie della Luna sarebbe rimasto fantascienza.
La storia inizia con il Saturn I, il primo razzo statunitense costruito appositamente per i viaggi spaziali e non solo per testare missili balistici. Era un veicolo a due stadi che funzionava con carburante liquido. All’inizio degli anni ’60, ha svolto un ruolo cruciale, anche se meno affascinante: lanciare versioni di prova senza pilota della navicella spaziale Apollo e di vari satelliti nell’orbita terrestre. Questo lavoro è stato fondamentale per dimostrare che la navicella spaziale poteva sopravvivere nell’ambiente prima di mettere in pericolo vite umane.
Il programma iniziò il 27 ottobre 1961. La prima ripresa fu solo l’inizio. Seguirono altri nove lanci di successo, ciascuno dei quali raffinava la tecnologia e aumentava la fiducia nel sistema. Questi test hanno consentito agli ingegneri di ottimizzare i sistemi di controllo e l’integrità strutturale in modi che i modelli teorici non potevano prevedere.
Man mano che l’obiettivo si è spostato verso le missioni con equipaggio, la tecnologia si è evoluta. Il Saturn IB è stato creato come versione migliorata del modello originale. Tra il 1966 e il 1968, divenne il cavallo di battaglia delle missioni Apollo in orbita terrestre sia con che con equipaggio. Questi voli non riguardavano solo lo spazio; stavano per viverci. Saturn IB ha permesso agli astronauti di testare i sistemi di supporto vitale e le manovre orbitali in preparazione per futuri viaggi nello spazio.
Una volta confermato lo sbarco sulla Luna, il Saturn IB non si ritirò silenziosamente. Ha svolto un ruolo cruciale nella fase successiva dei viaggi spaziali statunitensi. Fu utilizzato per trasportare l’equipaggio allo Skylab, la prima stazione spaziale statunitense, lanciata nel 1973. Inoltre, lo storico progetto di test Apollo-Soyuz fu completato nel 1975, segnando il primo volo spaziale congiunto USA-Unione Sovietica. Questa cooperazione ha segnato una transizione dalla competizione alla cooperazione nell’orbita terrestre bassa.
Questi razzi facevano molto di più che lanciare semplicemente lattine di metallo nel cielo. Hanno dimostrato che gli Stati Uniti potrebbero eseguire con precisione lanci complessi e in più fasi. I dati raccolti da dieci lanci di Saturno I gettarono le basi per il più potente Saturno V, che alla fine avrebbe portato gli esseri umani sulla Luna. Ma l’eredità dei precedenti modelli di Saturno viene spesso trascurata. Erano le ruote di addestramento del razzo più famoso della storia.
Il passaggio dai test senza equipaggio alle missioni con equipaggio non è stato istantaneo. Richiedeva una serie di successi graduali. Ogni lancio aumentava l’affidabilità. Il Saturn IB in particolare ha mostrato quanto potesse essere adattabile il design originale. Ha ricoperto diversi ruoli per oltre un decennio. Dal test delle capsule Apollo al supporto della stazione Skylab, è rimasta una presenza costante nelle operazioni spaziali americane.
Perché è importante adesso? Comprendere il programma Saturno fornisce il contesto per i moderni viaggi spaziali. Ci ricorda che raggiungere la luna non è stato un miracolo isolato, ma una serie di rischi calcolati. Le sfide tecniche risolte dai team Saturn – propulsione, guida, carichi strutturali – sono ancora rilevanti. Come nuovi razzi, come lo Space Launch System
Il Saturn V non era solo un razzo. Era una bestia a tre stadi costruita con un unico scopo: portare gli uomini sulla luna durante il programma Apollo. Il primo lancio avvenne il 9 novembre 1967. Questa singola macchina effettuò dieci missioni con equipaggio tra il 1968 e il 1972. L’Apollo 8 e l’Apollo 17 viaggiarono tutti sul suo dorso. Nel 1973 ebbe luogo l’ultimo volo senza pilota, mettendo in orbita la stazione spaziale Skylab.
Fase uno: La rottura del cielo
Vediamo come è effettivamente decollato. La prima fase era un mostro. Con il serbatoio pieno pesava più di 2.000.000 di kg. Sono circa 4.400.000 sterline. Aveva cinque enormi motori che bruciavano cherosene e ossigeno liquido.
Questi motori sollevarono l’intera pila: il primo stadio, il secondo stadio, il terzo stadio e la navicella Apollo. Hanno accelerato il veicolo fino a 8700 km/h. Sono circa 5.400 miglia orarie. Raggiunsero un’altitudine di circa 60 chilometri o 40 miglia. A questa altezza il primo stadio si separò. È stato lasciato cadere. Peso morto gettato in mare.
La seconda fase: spingere in orbita
Poi è subentrata la seconda fase. Era più leggero ma comunque pesante, pesava oltre 450.000 kg con il serbatoio pieno. Al posto del cherosene, in questa fase venivano utilizzati idrogeno liquido e ossigeno liquido. Cinque motori più piccoli accelerarono la salita.
Aumentarono la velocità a oltre 22.000 km/h. Quasi 14.000 miglia orarie. La navicella spaziale ha raggiunto un’altitudine di circa 190 km (120 mi). A questo punto si è staccato anche il secondo stadio.
Ora è arrivata la terza fase. Aveva un motore a combustibile liquido. Ha bruciato per circa 2,5 minuti. Questa combustione ha accelerato la navicella spaziale fino a 27.400 chilometri all’ora, o 17.000 miglia all’ora. Abbastanza per entrare in un’orbita di parcheggio temporanea attorno alla Terra.
La transizione dall’orbita di parcheggio all’iniezione translunare richiedeva una tempistica precisa e una seconda accensione del motore.
Iniezione translunare
Gli astronauti non si sono fermati qui. Hanno riacceso il motore del terzo stadio. Ha bruciato per altri 5,5 minuti. L’altezza limite era di circa 300 km. La velocità era di circa 40.000 km/h. Sono 25.000 miglia orarie.
Quella velocità era la chiave. È stato abbastanza veloce da spezzare completamente la presa gravitazionale della Terra. Ore dopo, con la navicella spaziale al sicuro, il terzo stadio fu lanciato in mare. La navicella Apollo proseguì per conto proprio e costeggiò verso la Luna.
È pazzesco pensare ai calcoli implicati in queste ustioni. Due minuti e mezzo. Poi cinque minuti e mezzo. Questo è tutto. La differenza tra orbita e viaggio interplanetario si misura in frazioni di minuto e migliaia di chilometri all’ora.
Il Saturn V semplicemente non ha volato. Ha orchestrato una partenza complessa e in più fasi verso l’unica casa che abbiamo mai conosciuto. E in modo affidabile.