LA SONDA TSV3 E LA TURIN SPACE ACTIVITY
20 Luglio 1969, una data importante, un evento storico… L’uomo mette per la prima volta il piede sulla Luna. A distanza di cinquant’anni, il ricordo di quel momento è ancora vivo, anche se sembra avvenuto nella preistoria.
Quest’anno, i festeggiamenti per la suddetta ricorrenza saranno molti e in tutto il mondo, a partire dalla NASA e dalle più importanti Agenzie Spaziali del pianeta fino alle associazioni di appassionati del volo che, con dovizia e dedizione, daranno vita a ricordi di vario genere.
Proprio una di queste associazioni, la P.V.I. (Piloti Virtuali Italiani), con la sezione T.S.A. (Turin Space Activity), darà vita a un’importante manifestazione a ridosso della suddetta data, il 13 Luglio, presso l’Aviosuperficie Astigiana di Castello di Annone (Asti).
L’associazione nasce nel 1995 ed è a carattere nazionale; si occupa di volo aeronautico, eseguito però con l’aiuto di simulatori di ogni genere, dagli aerei di linea a quelli militari, con lo scopo di diffondere la cultura del volo attraverso l’acquisizione di specifiche competenze. L’attività svolta nei cieli virtuali dell’associazione consiste in voli individuali e/o di gruppo, lezioni di volo, rilascio brevetti di volo virtuale, riedizione di voli storici, contest online di abilità o a tema. Per gli appassionati del volo militare sono previsti corsi e missioni a tema con l’utilizzo di simulatori dedicati che prevedono la partecipazione ad azioni militari individuali e di gruppo.
In quest’ambito, che raccoglie molti appassionati, la sezione di Torino ha creato un Team per proporre progetti di carattere non virtuale ma bensì reale, di missioni cosiddette Near Space grazie all’ausilio di palloni stratosferici che riescono a portare ad altezze variabili tra i 30 e i 40 Km esperimenti e sonde con un peso fino a 4 Kg.
Il gruppo è composto da:
- Renato Galter: on board computer SW and HW study & design and Flight Controller
- Roberto Aliberti e Paolo Navone: experimental scientific study & design.
- Riccardo Borelli: press and public relations officer.
- Luca Molinari: payload structural study & design.
- Andrea Buoso: R/F communication and Telemetry data analyzing
- Giuliano Valieri: photographer and imagery officer
La loro esperienza è ormai triennale e per la ricorrenza dello sbarco sulla Luna stanno preparando una sonda speciale: la TSV3.
Il sistema di volo è composto da 4 parti fondamentali:
- un pallone stratosferico;
- un paracadute;
- un esperimento scientifico;
- un payload.
Il Pallone Stratosferico.
Di tipo standard T-1600, usato per il lancio di sonde meteorologiche o piccoli esperimenti, è in caucciù e gonfiato con Elio. Con un diametro di circa 2 mt al lancio, durante la salita si espande fino ad arrivare a una dimensione dieci volte maggiore per poi esplodere permettendo così il rientro della sonda.
Il Paracadute.
Una volta esploso il pallone, la sonda e l’esperimento scendono in caduta libera per un’altezza variabile tra i 15 – 20 Km.
In questo frangente il paracadute, del diametro di 1500 mm, non è ancora aperto poiché la densità dell’aria è bassa, ma è molto importante anche in questa prima parte della discesa, perché tende a stabilizzare la parabola di caduta evitando alla sonda e all’esperimento di arrotolarsi attorno ai cavi dei tiranti di collegamento.
A poco a poco, durante la discesa, il paracadute comincia a far sentire il suo effetto diminuendo la velocità del sistema fino a raggiungere circa 5 m/sec, velocità che poi manterrà fino all’atterraggio.
L’esperimento.
Come in tutti i voli stratosferici organizzati dal T.S.A., anche TSV3 porta con sé un esperimento studiato per raccogliere dati a un’altezza che possiamo identificare con il termine Near Space. Si tratta di altitudini che non iniziano da una posizione definita, ma che hanno una grossa valenza sperimentale poiché l’effetto protettivo della nostra atmosfera tende a diminuire sensibilmente e ci si avvicina a condizioni simili a quelle riscontrabili nello spazio, in orbita bassa oltre i 100 Km (limite di Kàrmàn).
L’esperimento servirà a valutare l’utilizzo di alcuni biomateriali per poter creare una protezione contro l’irraggiamento ionizzante generato dal Sole e portato dal Vento Solare e dai Raggi Cosmici.
Lo studio consiste nel riempire una intercapedine, presente in un contenitore dedicato, con una miscela dei suddetti materiali. Al suo interno verrà disposto un rilevatore che misurerà l’efficacia del sistema. Un secondo rilevatore sarà posto nel “payload” senza lo strato protettivo ed entrambi verranno attivati poco prima del lancio.
Una volta recuperata la sonda, i dati di entrambi verranno scaricati e comparati per vedere se i biomateriali, combinati insieme, avranno dato il risultato sperato. Il goal richiesto dall’esperimento sarebbe la totale schermatura del rilevatore protetto, ma questo sarà molto difficile da raggiungere. Ci si aspetta, comunque, una diminuzione del quantitativo di radiazione attraverso la protezione creata. Se così accadrà, poiché la densità dei materiali impiegati è inferiore a quella dell’acqua (sistema attualmente identificato per poter fornire un’adeguata protezione alle radiazioni ionizzanti), si potrà aprire una strada per creare protezioni che potranno essere spedite in orbita con un costo inferiore del previsto.
Il Payload
In ultimo, la catena di volo si compone di un payload (ovvero la sua parte principale), che in questo caso sarà una riproduzione in scala 1:6 della capsula Columbia della missione Apollo 11, la quale conterrà la parte attiva e intelligente del sistema di rilevamento.
Al suo interno, oltre al secondo rilevatore di radiazioni, prenderanno posto il sistema di trasmissione dei dati di volo, l’elettronica di bordo, un GPS per il tracciamento della sonda e favorirne il recupero una volta atterrata.
Sarà questa il cuore del sistema che permetterà, grazie alle tecnologie Arduino, di fornire tutta la telemetria alla stazione di controllo a terra, organizzata come un vero Centro di Controllo Missione.
Infine, una serie di tre telecamere, di cui due poste verso l’esterno, per osservare lo spazio esterno e il pallone, completano la configurazione.
Il lancio della sonda avverrà anche per ricordare l’avventura che il 20 Luglio del 1969 portò Neil Armstrong, Buzz Aldrin e Michael Collins verso la Luna. Per questo motivo, la terza telecamera sarà posta all’interno del modello della capsula dove prenderanno posto per l’occasione tre modelli in scala dei tre eroi della NASA, preparati da due artisti del CMT (Centro Modellistico Torinese), Marco Ambrosio e Gianluca Gianfaldoni.
Potrebbe essere tutto, ma invece non è così… Il sistema e l’elettronica di bordo comunicheranno in tempo reale con la stazione di controllo organizzata a terra. Essa sarà in grado di ricevere i dati telemetrici della sensoristica principale di bordo, predire il tracciato di volo e verificarlo in tempo reale. Questa sarà un’attività molto importante per le squadre di ricerca che dovranno recuperare la sonda una volta atterrata.
SPAZIO… ULTIMA FRONTIERA…
Così iniziava la sigla di testa di una famosa serie televisiva degli anni ‘60.
Oggi, dopo 50 anni in cui l’uomo non ha ancora abbandonato la nostra Pallina Blu in prima persona per viaggiare negli spazi siderali come nella suddetta saga, lo spazio è comunque diventato terra di confine.
Non l’ultima frontiera ma, sicuramente, in questi ultimi anni nuovamente un campo di battaglia come durante gli anni della Guerra Fredda e della corsa allo spazio. Una battaglia che non si volge a colpi di armi da fuoco, ma di tecnologie, ricerche e innovazioni che dovranno aiutare le generazioni future nella nuova colonizzazione del nostro sistema solare. La sfida vede in campo industrie pubbliche e private, con nuovi mezzi di trasporto e avvincenti idee, forse a volte fantascientifiche, ma che porteranno l’esplorazione planetaria a raggiungere per gradi le prime mete importanti.
Il programma è arduo, ma ormai definito; in primo luogo si dovrà rafforzare la presenza umana in orbita bassa (oltre i 100 Km di altezza), poi uno sviluppo di nuove strutture in orbita lunare permetterà la discesa per la seconda volta sul nostro satellite naturale, ma questa volta per restarci. Infine, le ricerche e le realizzazioni impiegate per raggiungere questi obiettivi saranno propedeutici per il balzo di circa 150 milioni di chilometri verso il quarto pianeta del nostro sistema solare: Marte.
Scrivere di questo programma così importante sembra facile, gli ingredienti ci sono tutti, basta prendere le tecnologie aerospaziali affinate negli ultimi vent’anni, un pizzico di fantascienza, condire il tutto con i capitali necessari … et voilà!
Purtroppo questo è l’approccio molto easy dell’uomo della strada, abituato sempre di più a non vedere le difficoltà oggettive. Ovviamente non è così, tutto quello che in effetti luccica nel mondo aerospaziale spesso non è oro (e purtroppo neanche kapton alluminizzato). Il mondo spaziale e romantico, al quale ci hanno abituato film quali Gravity o Interstellar, al momento non esiste. Sicuramente un certo tipo di tecnologie si è affinato e oggi vivere in orbita terrestre per l’essere umano è più facile che in passato, ma non dobbiamo dimenticare che quello che avviene a solo 400 chilometri sopra le nostre teste spesso è frutto di vecchie tecniche terrestri, riadattate secondo regole nuove anche se le nuove tecnologie sono, e lo saranno sempre di più in futuro, decisamente di aiuto.
Vivere in un ambiente in cui non ci possiamo versare un bicchiere d’acqua, non possiamo farci una doccia o anche solo non possiamo identificare un sopra e un sotto, potrebbe essere traumatico per la maggior parte della popolazione mondiale. Per fortuna vi sono persone addestrate per portare agevolmente a termine i compiti nel suddetto ambiente di frontiera, oggi sono solo un manipolo, ma presto ne saranno addestrati molti di più per portare avanti la neo-colonizzazione dello Spazio.
Ma il solo addestramento non basta a superare i limiti che la frontiera spaziale impone. La suddetta è ardua da superare poiché è fondamentalmente ostile alla permanenza umana. L’ambiente nel quale gli astronauti lavorano, infatti, mette a dura prova il fisico e la salute anche in virtù di minacce non direttamente tangibili che, se sottovalutate, possono rallentare se non fermare la neo-colonizzazione. Un esempio interessante è dato dall’irraggiamento che il corpo umano subisce nello spazio da parte dei grossi quantitativi di energia che il nostro Sole irradia intorno a sé nella sua incessante attività dovuta a reazioni di fusione nucleare che avvengono all’interno del suo nucleo, dove la densità dei suoi componenti è elevatissima e le pressioni interne tali da trasformare l’Idrogeno in Elio, liberando una grande quantità di energia. Quest’ultima, oltre al calore, irradia enormi livelli di radiazioni elettromagnetiche.
Da un breve calcolo, risulta che l’energia emessa dalla stella ogni secondo corrisponde a un numero che farebbe impallidire qualsiasi fenomeno di generazione energetica conosciuto sulla Terra: 3,827×10²⁶ W, oltre 382 quadrilioni di Joule! Per dare un’idea maggiore dell’unità di grandezza, possiamo dire che equivale alla potenza liberata da una esplosione nucleare di 91 miliardi di Megaton (la bomba di Hiroshima era di soli 15 Kiloton, mentre la più potente sperimentata dall’uomo era di 50 Megaton).
Addirittura più letali sono i Raggi Cosmici, essenzialmente costituiti da nuclei atomici di grande energia (in prevalenza protoni) provenienti da eventi catastrofici come esplosioni stellari, buchi neri o supernove che avvengono anche a molti anni luce da noi. Sono in grado di attraversare facilmente il nostro corpo e possono generare una serie di problemi di salute penetrando in profondità o addirittura attraversando il corpo come se fosse burro. Danneggiano i tessuti e possono arrivare addirittura a rompere la catena di amminoacidi del DNA provocando cancro, cataratta e altre disfunzioni.
PROTEGGERE GLI ASTRONAUTI
Ovviamente, per chi risiede sulla Terra i pericoli suddetti sono mitigati dalla presenza dell’atmosfera e dal campo magnetico terrestre, ma per quanto riguarda chi nello spazio ci lavora?
A oggi, i compiti che l’essere umano svolge in quota sono relativi alle attività in orbita bassa (400 Km) a bordo della ISS (International Space Station) e dei mezzi di trasporto da e per la stessa. Questo significa che gli astronauti svolgono il loro compito al di fuori della prima grande barriera che protegge la vita sulla Terra, ovvero l’atmosfera, ma di contro sono ancora ampiamente all’interno della magnetosfera terrestre. Buona parte delle radiazioni portate dal Vento Solare, quindi, sono mitigate da questo campo energetico e perciò la normale copertura metallica dello scafo dei sistemi spaziali standard è in grado di garantire una sufficiente protezione agli equipaggi. Non solo, ma pare che l’interazione tra l’irraggiamento solare e la magnetosfera terrestre sia in grado di mitigare in parte il bombardamento fornito dai Raggi Cosmici, anche se la loro alta energia, a oggi, non è in grado di essere fermata dalle normali schermature.
Il pericolo sarà maggiore nel momento in cui la neo-colonizzazione lascerà questo porto sicuro e quindi le naturali protezioni alle radiazioni ionizzate, per missioni di media e lunga durata nello spazio esterno verso, ad esempio, Marte o la permanenza sulla Luna. La sperimentazione, in questo senso, sta portando avanti diversi progetti che vedono l’utilizzo di materiali che, sulla Terra, garantiscono una buona protezione all’irraggiamento radioattivo, ma sarebbero altamente difficili sia da trasportare che da maneggiare per assemblare le giuste protezioni nello Spazio.
A PASSEGGIO NEL TEMPO
Ancora qualche riga per ricordare, a coloro che interverranno alla manifestazione, che il lancio della sonda sarà solo una delle sorprese che potranno osservare nella giornata del 13 Luglio 2019.
Negli hangar della Aviosuperficie Astigiana, infatti, si potrà passeggiare facendo un salto nel passato agli albori dell’astronautica, attraverso curiosità, memorabilia, video e ricordi collezionati grazie all’attività di diverse associazioni:
IT.AF (Associazione Italiana di Astrofilatelia): che grazie all’impegno di Annibale Renato Rega e Umberto Cavallaro metteranno in mostra memorabilia delle missioni Apollo e Astronautiche più recenti, grazie a modelli in scala, riproducenti i mezzi spaziali famosi, affiancati ai documenti o al materiale volato con essi: buste, oggetti, annulli o cibo. Una passione che i suddetti collezionisti hanno per la piccola storia che ognuno dei pezzi racconta, ma che diventa parte integrante della Storia vera.
CMT (Centro Modellistico Torinese): riporterà l’immaginazione dello spettatore ad alcune scene di Film e Telefilm di Fantascienza che hanno avuto per tema la Luna, oltre all’esposizione di modellini e di figurini riproducenti importanti mezzi ed eroi della corsa allo spazio. Tra i pezzi importanti ci sarà anche il modello in scala 1:48 del vettore Saturno V, il razzo che ha portato i tre astronauti sulla Luna, ad opera di German Impache, modellista e grafico che ha lavorato con produzioni televisive nella creazione di effetti speciali.
CELESTIA TAURINORUM (Astrofili di Torino): che renderanno possibile. con la loro attrezzatura professionale, l’osservazione solare e, se le condizioni lo permetteranno, anche lunare. Grazie alla loro attività di divulgazione in campo astronomico, saranno disponibili a risponderanno alle curiosità di coloro che fossero interessati ai segreti dell’Universo e del Sistema Solare.
I.R.E. (Associazione Italiana Radio d’Epoca): presenteranno i vecchi modelli delle radio con le quali i fratelli Judica Cordiglia, durante la guerra fredda agli albori della astronautica, ascoltavano le trasmissioni degli Astronauti e dei Cosmonauti con i centri di controllo di Houston (USA) e Moscow (Russia).
Vi aspettiamo perciò numerosi ma, soprattutto, curiosi e appassionati per rivivere alcuni dei momenti che hanno fatto diventare grande l’astronautica. Con il nostro impegno e la vostra curiosità vi riporteremo indietro di cinquant’anni alla scoperta della più grande avventura dell’uomo: la conquista delle spazio!
Marco Ambrosio
Appassionato di fantascienza da sempre, ormai con i capelli bianchi, e che segue il mondo del fantastico, nella sua totalità, anzi, ancor prima di nascere. Crescendo trovava per casa gli albi Audacia, i fumetti di Alex Raymond, Urania ed altre testate dell’epoca. Varie collaborazioni con amici di fanzine, tra cui il compianto Riccardo Valla. Due anni fa, un grande incontro: a Volandia con Vanni Mongini, altra figura molto importante.
