Nella gara cosmica avanzata clamorosa da occidente (47)
Classica strategia moscovita di silenzio e rinculo

Nel nostro n. 16 del 24 settembre 1965 sotto il titolo Olimpiade cosmica? commentammo lo strepitoso successo americano della coppia Cooper e Conrad che con 120 orbite e circa 180 ore di volo avevano subissato il primato russo (Bikowsky 14 giugno 1963, orbite 81, ore 120).

Nello spettacoloso volo di otto giorni era però mancato il pubblicitario "appuntamento in volo", in quanto il piccolo satellite che i due cosmonauti dovevano incontrare e forse agganciare si era beffato dell'immane razzo Agena, e non era partito, per cui era stato chiamato, con linguaggio cafonesco, rascal, che vuol dire disonesto, meschino, tradotto dai nostri cronisti "mascalzoncello" [che è invece l'accezione scherzosa del termine].

I russi a cui resta la prova degli appuntamenti in volo con breve viaggio di conserva a pochi chilometri (Nicolaiev e Popovic agosto 1962, Bikowsky e Tereshkova giugno 1963), detto con termine militaresco volo "in formazione", oltre che il primato nel peso delle astronavi, pare fino a quasi 10 tonnellate, accusarono il colpo della perdita del record di volo spaziale umano e seguitarono, impassibili, a lanciare Cosmos senza passeggero umano e destinati a segnalazioni strumentali, analoghe a quelle che ancora per anni americani e russi chiederanno alle molte "sonde" indirizzate con scarso successo verso la Luna, Venere e Marte.

Dopo la prova ultima, di cui andiamo a dire, i russi non rispondono alle sparate americane di avere gettato un ponte per la Luna, ove millantano di arrivare primi per il 1969. Incassando la serie di sconfitte sportive senza reagire, noi riteniamo che i servizi sovietici mostrano di aver imparato dalle loro non meno imponenti ricerche scientifiche cose molto importanti che finora è dato solo sospettare o immaginare. Perché il silenzio e il segreto contro il rumoroso battage americano? Diavolo: non da oggi il modo migliore di ingannare il proprio nemico, è di raccontare molto, specie alla curiosità da trivio di madama la pubblica opinione. Il silenzio può avere contenuto più serio. Del resto il chiasso americano non nasconde, come nella dichiarazione di Johnson da noi allora citata, che il lato importante della contesa e dei favolosi stanziamenti è quello militare.[1]

Tuttavia il presidente, ostentando di restare nel campo sportivo, vantò un altro record, ossia quello della massima altezza apogea, che per la Gemini 5 di agosto sarebbe stata di 550 km, contro i 495 toccati dalla Voskod II nel marzo del 1965. Ricordiamo questo dato nel seguire quelli odierni, e torniamo a chiederci se i russi non la sanno più lunga di quanto dicono sui limiti di altezza a cui portare le astronavi.

Seguiamo le recenti vicende della Gemini 7 e della Gemini 6 e delle altezze che hanno raggiunte. Il 4 dicembre alle ore 2,30 pomeridiane locali partono regolarissimi da Capo Kennedy Bormann e Lowell. Il programma è che stiano in orbita 14 giorni. Il 13 dicembre doveva partire la Gemini 6 con Schirra e Stafford.

Fin dal primo momento si è detto che per far riuscire la manovra dell'appuntamento bisogna che le orbite dei due mobili siano il più possibile circolari. Questo postulato tanto semplice è una vecchia nostra richiesta in queste noterelle. Tuttavia dal lancio coi soliti razzi multipli di cui il primo parte da terra con spinta verticale, non si ottengono che orbite nettamente ellittiche se pure la differenza vera tra la distanza massima o apogeo e la minima o perigeo andrebbe riferita al centro terrestre. Come abbiamo tante volte fatto notare i dati sono quasi costanti per i lanci americani e russi. Si veda la tabella che dava l' Unità del 30 agosto ultimo. Su 14 lanci il perigeo sta tra km 60 e 183, l'apogeo tra 214 e 595. Il massimo scarto fu quello della Vostok II con 173 e 595. Ma se a queste due altezze aggiungiamo il raggio medio della Terra che è di 6.371 km, abbiamo 6.544 e 6.966. La differenza tra i due raggi vettori non è che 422 km, ossia il solo 0,65 per cento. Anche questa orbita è quasi circolare.

La questione è che per rendere circolare un'orbita inizialmente ellittica, che ripeterebbe se stessa in eterno giusta le leggi della meccanica celeste, occorre poter dare al veicolo una spinta supplementare, e questo si può fare solo con dispositivi azionabili dall'interno, ossia attuando il risultato sensazionale di pilotarlo. Ma si pilota una macchina terrestre grazie all'attrito tra ruota e strada, una nave grazie alla resistenza dell'acqua, un aeroplano a quella dell'aria. Per un mobile nel vuoto cosmico manca ognuno di questi espedienti, perciò non resta che quello del moto a reazione. Lanciando fuori un gas sotto pressione si ha una spinta uguale e contraria sul veicolo, generata dalle particelle lanciate fuori. Può essere un effetto molto difficile da regolare, anche se basta una causa fisica minima per "spostare" il corpo in moto newtoniano, che non incontra nessuna resistenza se non l'inerzia della sua massa. Con una forza anche di bassa intensità si otterrà una certa deviazione sia pure minima dalla rotta primitiva; mai la indifferenza nello stato di moto, che un antico principio della fisica tratta come la ipotetica quiete. Il difficile è calcolare e prevedere l'effetto del peculiare motore a reazione, che si potrebbe ridurre persino allatrombetta dantesca del demonio Barbariccia.[2] Non solo non si può pensare ad una guida ad occhio, sia pure con patenti di ennesimo grado, ma nemmeno (lo provano gli insuccessi sulle varie sonde) ad una pratica guida da terra.

Ecco il comodo della traiettoria circolare. Hanno pensato a mettere nella capsula un calcolatore, necessariamente piccolo, ed un matematico come pare sia Stafford. Ora nella realtà materiale non esiste il cerchio, e del resto non esiste neanche l'ellisse, o tutte le curve di grado superiore. Ciò non toglie che il cerchio, magicamente puro, che l'uomo inventò con l'utensile primo del rudimentale "asse nella ruota" - l'altissima tra le sue scoperte anche future - è praticamente il più comodo a fare i calcoli e rende meno probabile prender cantonate ossia rompersi l'osso del collo. Per i grandiosi computers di Houston è indifferente trattare ellissi o cerchi e ci si mette lo stesso tempo, anche se lavorano a maneggiarli tecnici ad alto stipendio. Time is money!

Trovata la risorsa per andare su orbite circolari, ossia per ridurre a cerchio ogni orbita ellittica (nel che forse giovano i calcoli da terra con segnalazione dei risultati al pilota) scommettiamo che il valente Stafford nel dettare a Schirra le manovre non ha toccato il piccolo computer di bordo, ma si è servito di carta e matita, per l'elementarità delle formule da svolgere.[3]

Per riguardo alla pazienza del lettore lasciamo la teoria per trarre quello che si può dalla eloquente movimentata cronaca della prova. Diciamo solo che ogni moto kepleriano si svolge in un piano, ed è certamente più difficile far uscire il satellite dal piano della sua orbita: in natura lo fanno solo eventi catastrofici. Se il cosiddetto pilota, di cui non è in potere adottare qualunque velocità e qualunque direzione, "sa" di essere nello stesso piano orbitale dell'altra capsula e su di un cerchio concentrico al suo, egli agisce su "due sole variabili" ossia la velocità e la distanza dal centro. La prima varia inversamente alla radice quadrata della seconda. Se deve pensarsi su una delle infinite ellissi possibili l'affare si imbroglia molto.

Sulla stessa ellisse la velocità cambia di continuo tra un massimo al perigeo e un minimo all'apogeo, con legge diversa, inversamentecirca alla distanza dal centro. Sull'orbita della Vostok II la velocità, di circa 8.000 metri al secondo ossia 28.000 km all'ora, varia dunque dello 0,65 per cento, ossia circa 50 metri al secondo. Ma se invece si avessero due capsule alle due altezze estreme lo scarto delle velocità sarebbe minore, ossia circa lo 0,3 per cento, 25 metri al secondo. Di più, in ogni punto del cerchio la velocità è la stessa; volare vicinissimi quando si viaggia a 8 km al secondo è un frase sonora ma non è un miracolo. Prima della partenza parlarono di pochi centimetri di distanza, e dissero che il contatto a zero sollevava un solo problema tecnico: una possibile scarica elettrostatica tra le due capsule, che per un noto effetto non avrebbe conseguenze all'interno degli involucri metallici. Se si va alla stessa altezza la velocità relativa deve essere zero, e l'urto eventuale innocuo (dissero prima di partire che non era più grave che urtare la macchina al parcheggio, e che era molto più difficile pilotare una coppia di jets "in formazione").

Io e la mia macchina da scrivere viaggiamo nello spazio del sistema solare a 30 km al secondo e posso toccare con la punta del naso il tasto della effe senza volervi offendere. La legge della scienza borghese è la stessa del successo: bugiardo assoluto, non vince la Verità, ma quello che si riesce a far credere a tutti. La fisica del 1965 non è ancora uscita dalla stregoneria feticistica di tutte le forme storiche di classe. Non si può mai capire che differenza vi sia tra le notizie diffuse dopo il successo e lo schema preparato prima nel progetto di programma. Programmazione: ricetta ideale per fregare il prossimo, nella testa e nella borsa.

Veniamo alla cronaca. La Gemini 7 viaggia otto giorni sola e adempie la missione di rendere circolare la sua orbita. Comincia col perigeo a 221 km da terra e l'apogeo a 326. Dopo sei giorni è ottenuto il perigeo di 234 e l'apogeo di 314. Siccome si anticipa la partenza della Gemini 6 di un giorno per la velocità nel porre alla rampa 19 il razzo Titan, già il 12 si è raggiunto l'obiettivo del pareggio tra perigeo e apogeo su 297 km. L'ufficio propaganda della Casa Bianca, tirato dagli esperti per la giacca, rinunzia a battere il suo record di 550 km. Altro che passo verso i 384.000 km della Luna. A verbale!

Ma la Gemini 6 non parte. Il razzo si accende e poi si spegne non perché agisca il macchinoso dispositivo automatico di sicurezza (il razzo è ancorato a terra con quattro tiranti di acciaio che devono essere liberati dallo scoppio dei quattro bulloni di base per cariche accese dopo che il calcolatore elettronico, rifatto in frazioni di secondo tutte le verifiche e i controlli, avrà trovato tutto bene), ma a causa indicata molto dopo e sfuggita al cervello elettrico, che ha sempre la risposta del furbo; perché non me lo avete domandato? Si trattò di un tappino salva-polvere che non era stato tolto da un tubo adduttore dell'ossigeno comburente. Colpa della burocrazia? No, di una ditta speciale, fornitrice del motore a razzo e del collaudatore che avrebbe mal verbalizzata la consegna allo Stato; soluzione: una multa alla ditta che non intacca certo i suoi profitti giganti. Se il "capitano" Schirra alla vista dell'uragano di fumo e di fiamme che avvolgeva il Titano [il vettore Titan, ndr.] immobile, avesse per salvare sé ed il compagno tirato la maniglia del dispositivo che avrebbe proiettata fuori la capsula affidandola a un paracadute, tutto l'impianto sarebbe andato distrutto e il lancio rinviato forse per sempre. Due vite umane salve, ma circa 100 milioni di dollari in fumo, è la filosofia che ne trae la pubblicistica americana; tuttavia hanno rilevato che il cervello di Schirra ebbe circa un secondo e due decimi per attenersi alla decisione giusta. Il direttore Kraft ha detto che quei fattori (dollari inclusi) era molto difficile metterli nel programma di un calcolatore, e ha concluso che fuori di ogni dubbio "il migliore dei computers è il cervello umano".

Tutti hanno letto che il lancio è riuscito alle 8,37 del 15 dicembre in una delle già calcolate finestre, o intervalli di tempo utili per il congiungimento in alto dei due veicoli. La prima orbita della Gemini 6 era assai allungata: ellisse con perigeo di km 161 e apogeo di 261. La seconda, ancora ellittica, conservava l'apogeo e alzava il perigeo a 216, col tempo di rivoluzione di 88' un poco minore di quello della Gemini 7. Alla terza orbita si era già su di un cerchio di 270 km di raggio. Dato che la Gemini 7 era su un cerchio di 300 km di raggio, restato quasi pari nei giorni di attesa, restava da "salire" di 30 km. La seconda capsula era partita a 1.935 km dalla prima e dopo la terza orbita era a soli 241 km da essa. Va considerato che il corpo che corre sul cerchio interno, ha maggiore velocità e molto maggiore velocità angolare. Quando sarà alla pari avrà rallentato. Tuttavia, paradosso apparente, avrà dovuto accelerare per inseguire. Ciò sarebbe stato ottenuto (e il calcolo che lo conferma di massima non può qui essere riportato) con una serie di tre moderate spinte in avanti, di 44 secondi, e di intensità tale da dare un incremento di velocità di 18,5 metri al secondo. Dalla terza all'ultima orbita la Gemini 6 sotto l'effetto di una tale spinta ha percorso una curva intermedia tangente ai due cerchi e che vale una specie di salita nello spazio, senza strada né pista.[4]

L'equazione di una tale curva è un problema diabolico anche per le IBM di Houston, se tra tante altre questioni si pensa alla dubbia costanza della spinta dei razzi accessori alimentati da una piccola scorta di carburante, sia pure più abbondante per la Gemini 6 destinata a sole 16 orbite (un giorno).

Grossolanamente diremo, per usare concetti elementari: nel percorso kepleriano il calcolo dell'energia totale si suddivide in due termini: l'energia di posizione che dipende dall'altezza e quella del movimento data dal quadrato della velocità sull'orbita. Ma grazie al cerchio, regalato dalla genialità analfabeta della specie ai poltroni in analisi matematica, le due parti dell'energia sono costanti ed eguali tra loro. Dal cerchio piccolo al cerchio massimo dobbiamo fornire un'energia potenziale pari a 30 km (per la massa della capsula) erogando un'energia cinetica equivalente. Questa è data da una differenza in più di velocità lungo l'orbita; che si assorbe diventando energia di posizione col ridiscendere della velocità come le cronache hanno detto e infine, dopo cinque ore di viaggio insieme, applicando una controspinta per preparare il rientro della Gemini 6, sempre come dalle cronache.

Nessuno è salito nella fascia di spazio che forse per i russi è ormai ritenuta zona proibita. Un passo verso la Luna sarà il volare anche per pochi giri a migliaia di chilometri da terra. Lo aspettiamo, increduli. La Gemini 7 ha "volato" in tutto per i previsti 14 giorni (331 ore e 220 orbite). Record americano indiscusso, nel volare terra terra. A voi, russi.

Prevedendo che Bormann e Lowell sarebbero scesi barcollanti; dopo il fiasco del secondo lancio hanno pubblicato che gravi disturbi ebbero gli scienziati russi Jeogorov e Feotkistov, rimasti per 90 ore a 490 km di massimo. Forse è questo che hanno detto in America: andiamoci piano... verso la Luna! I russi hanno risposto che, con quelli, Komarov, più sportivo ed allenato, scese coi vestiboli auricolari in ordine. Scienza meno seria dello sport!

Suonateci gli inni nazionali.

Da "Il programma comunista" n. 1 del 1966

Noticina cosmica intercalare

Occorre un breve chiarimento all'articolo sulla quistione spaziale [su P.c. n. 1 del 1966] il quale fu redatto con una certa fretta a commento immediato delle notizie giunte sull'andamento quasi drammatico dell'avventura americana e, nel sovrapporsi delle notizie da commentare e delle considerazioni teoriche che si offrivano, mancò il tempo di un coordinamento che destineremo ad un articolo successivo che illustrerà più a fondo la risorsa delle orbite ad andamento circolare anziché ellittico, risorsa che sola ha permesso di avvicinarsi alla possibilità di guidare la direzione del moto.

Nei confronti fatti, anche per l'incorrere in qualche errore aritmetico, può essere sorta una certa confusione. Il confronto riguarda dapprima una unica orbita ellittica e precisamente la più eccentrica quale fu quella della russa Vostok II. Aggiunto alle distanze estreme dalla superficie il raggio terrestre, la differenza tra gli estremi di 422 km corrisponde circa al 6,5%. L'orbita dunque non è enormemente diversa da un cerchio. Lungo questa orbita le velocità variano raggiungendo il massimo quando la Terra è più vicina ed il minimo quando è più lontana. Lo scarto tra queste velocità rispetto alla media di circa 8.000 metri al secondo è dunque di circa 500 metri al secondo. Si può con un calcolo un poco più complesso indicare il valore minimo e massimo della velocità lineare sull'orbita.

Il secondo confronto riguarda due orbite circolari come quelle raggiunte prima della manovra di appuntamento dalla Gemini 7 e dalla Gemini 6, le quali differivano di soli 30 km di distanza dalla Terra. In questo caso per ciascuna capsula la velocità è uniforme e costante, ma lo scarto tra le distanze dal centro risulta dello 0,53% soltanto. In questo secondo confronto, però, la variazione della velocità è maggiore, in quanto risulta inversa non al raggio, ma al cubo della radice quadrata di esso. La più veloce è la più vicina alla Terra delle due capsule che corrono su certi paralleli. Lo scarto delle velocità risulta dello 0,8% circa e quindi la capsula più lontana (Gemini 7) correva ad una velocità inferiore a quella della più vicina ( Gemini 6) per circa 64 km al secondo. Andrà meglio esposto quanto dicemmo a proposito della velocità sulla traiettoria di raccordo tra le due orbite, ottenuta, per quanto sembri strano, accelerando con spinte secondarie la Gemini 6, e spiegheremo meglio l'enorme vantaggio di regolarità e agibilità che rappresenta il cerchio rispetto all'ellisse, cosa già da noi vagamente accennata anni addietro in queste note.

Da "Il programma comunista" n. 2 del 1966

Note

[1] L'apparato militare spingeva con la sua lobby ad una intensificazione dei programmi spaziali, non tanto per ragioni "patriottiche", quanto con intenti meno ideali: molti personaggi, anche all'interno della Casa Bianca, pilotavano enormi flussi di denaro verso fabbriche di cui avevano il controllo, quindi verso le proprie tasche. Per far ciò sfruttavano l'intrico delle commesse e degli appalti che, all'epoca del primo lancio verso la Luna, avevano coinvolto più di mezzo milione di persone. In seguito all'inchiesta promossa dopo l'incidente del 27 gennaio 1967, quando morirono bruciati in una simulazione di partenza Grissom, White e Chaffe, vennero alla luce giganteschi traffici illeciti in cui erano coinvolti i più alti vertici militari. Si dovettero revisionare gli organigrammi e i progetti in modo talmente radicale che l'impresa ebbe un ritardo di un anno e mezzo.

[2] La stabilizzazione dell'assetto, la variazione del moto e la certezza della posizione sono stati gli ostacoli più difficili da sormontare nella ricerca spaziale. Durante la manovra di avvicinamento dell'Apollo 11 all'orbita lunare, l'espulsione troppo rapida dell'urina degli astronauti dal modulo comando provocò, per l'effetto di azione e reazione, una variazione dell'assetto del mezzo e la perdita dell'orientamento per le trasmissioni radio, che infatti cessarono. Il liquido si trasformò in cristalli di ghiaccio che, illuminati dal Sole e senza attenuazioni dovute all'atmosfera, non si distinguevano dalle stelle, per cui fu persino momentaneamente disturbata la mappa del cielo che serviva per il puntamento ottico! Per questo banale motivo il riorientamento del modulo comando richiese un consumo supplementare di propellente, facendo scattare uno dei livelli di allarme. Durante il disastro dell'Apollo 13 le perdite di gas dai serbatoi esplosi provocarono un effetto di spinta in grado di sconvolgere l'assetto del veicolo che fu ripristinato con molta difficoltà. Al ritorno, gli astronauti rischiarono di sbagliare la rotta di rientro nell'atmosfera a causa di un'altra insignificante perdita di gas, irrilevabile dagli strumenti ma che, per diverse ore, agì come un piccolo motore di spinta laterale. Per quanto riguarda il posizionamento, non fu possibile utilizzare le stelle come riferimento fisso perché dopo l'esplosione, una nuvola di gas e di detriti illuminati dal Sole si posizionò attorno alla massa rappresentata dai moduli della missione.

[3] Stafford non era un matematico ma un programmatore: non c'era bisogno di calcolare orbite teoriche, compito semplice, ma di mettere in pratica procedure prestabilite, sia per gli scostamenti dovuti ad errore, sia per il controllo delle traiettorie ottenute dopo le correzioni. A causa del limitato carico utile di allora, il computer di bordo memorizzava soltanto i dati; questi venivano inviati a terra via radio, dove venivano elaborati da computer molto più potenti e reinviati alla navicella. Durante il programma Gemini occorse provare sette volte il rendez-vous senza giungere all'agganciamento e nove volte il docking (attracco) per affinare le complesse tecniche di assemblaggio di due capsule nello spazio.

[4] Questa parte è tecnicamente mirabile. Il problema del docking è più complesso di quanto immaginasse Bordiga, ma fu effettivamente risolto secondo le sue previsioni: orbite più circolari e computer più potenti, non tanto per calcolare orbite volute, ma per correggere quelle, tra le milioni possibili, che per errore si imbroccavano. Sia i Russi che gli Americani dovettero superare grandissime difficoltà per effettuare i primi rendez-vous nello spazio. La questione posta nell'articolo è di importanza fondamentale, perché il comportamento degli oggetti nelle condizioni descritte è anti-intuitivo. Infatti per passare da un'orbita bassa ad una alta o viceversa con lo stesso mezzo occorre guadagnare o perdere energia, e questo si può fare soltanto accelerando o frenando. Il fatto è che paradossalmente per passare da un'orbita bassa, cioè percorsa a velocità alta, ad una superiore, cioè percorsa a velocità più bassa, occorre guadagnare energia, quindi accelerare per andare più lentamente. L'intervento dei "piloti" era limitato all'avvicinamento e all'attracco tra i mezzi a distanza ravvicinata e, nel vuoto, si dimostrò alquanto problematico. Tanto per fare un esempio, l'esperimento tentato con le Gemini 6 e 7 richiese da parte dell'astronauta, coadiuvato dai computer di bordo e da terra, ben 35.000 accensioni dei motori di spinta e di assetto per avvicinarsi a due metri di distanza senza neppure poter effettuare il collegamento (poi realizzato nel marzo 1966 da Gemini 8).

La cosiddetta conquista dello spazio