Centrifughe, torri di caduta, voli parabolici: e ancora non siamo alla fine. Per completare la panoramica delle condizioni sperimentali a “gravità ridotta” senza andare in orbita, occorre aggiungere un ulteriore metodo.
Non si tratta di un’idea rivoluzionaria, come l’invenzione dell’antigravità di Archimede Pitagorico o di qualche altra meravigliosa idea fantascientifica. Occorre invece estremizzare un po’ un’idea che abbiamo già incontrato nei post precedenti.
Come abbiamo visto, se vogliamo realizzare un esperimento in condizioni di gravità ridotta, occorre che l’esperimento stesso cada da qualche altezza. Non pensate a lanci improvvisati dal finestrino di un dirigibile o da una mongolfiera: voliamo un po’ più in alto. Utilizziamo i cosiddetti sounding rocket, spesso tradotti in italiano come “razzi sonda.”
I sounding rocket sono parenti dei missili balistici. Furono inizialmente progettati per superare la velocità del suono in atmosfera e studiarne le caratteristiche fisiche.
Riadattati e utilizzati dall’ESA fin dal 1982 per esperimenti a gravità ridotta, i razzi sonda europei oggi raggiungono quote dai 250 km (configurazione MASER o TEXUS) ai 750 km (configurazione MAXUS) e sono in grado di trasportare esperimenti per una massa totale di diverse centinaia di kg. Come vedete, si tratta di un salto di ordini di grandezza rispetto alle Drop tower: il tempo di caduta passa da pochi secondi a una decina di minuti e si arriva a ridurre il peso a circa un decimillesimo di quello terrestre.
La caduta, come immaginate, è libera ma non sconsiderata: al termine della discesa, si aprono i paracadute che permettono l’atterraggio della capsula che contiene il carico scientifico a circa 30 km/h.
Vediamo da vicino la capsula che contiene gli esperimenti: la struttura esterna è un cilindro che misura complessivamente circa 3,3 – 3,5 metri di lunghezza, per un diametro di 43 cm (MASER o TEXUS) o 63 cm (MAXUS).
Al suo interno, vengono sistemati i singoli moduli sperimentali. Ciascun esperimento è montato su piattaforme di diametro di 40 cm (MASER o TEXUS) o 60 cm (MAXUS). Le piattaforme sono poi chiuse in contenitori cilindrici e fissati alla struttura della capsula con degli ammortizzatori elastici, per ridurre le vibrazioni in fase di lancio. Infine si aggiungono le batterie, l’elettronica necessaria e così via. E il “pacco sperimentale” è pronto. In questo modo gli esperimenti sono del tutto indipendenti, tanto che possono essere tranquillamente impilati uno sull’altro.
Una curiosità: durante la fase di lancio, a causa di vibrazioni interne e della spinta dei motori, gli esperimenti vengono esposti a condizioni di gravità aumentata. Di quanto? La spinta dei motori raggiunge e mantiene per circa 45 secondi un’accelerazione di 12 g. Dodici volte il peso. Inutile dire che non sono voli che prevedono la partecipazione di scienziati o tecnici a bordo….
Stefano Sandrelli
Per saperne di più sui sounding rockets:
https://www.esa.int/Our_Activities/Human_Spaceflight/Human_Spaceflight_Research/Sounding_rockets
19/11/2014