Scritto: Domenica, 11 Aprile 2021 17:25 Ultima modifica: Domenica, 11 Aprile 2021 18:09

STS-1, la prima navetta, quaranta anni fa


Nello stesso giorno del primo volo spaziale umano si celebra anche il debutto del veicolo più rivoluzionario della NASA, lo Space Shuttle. STS-1, con a bordo due astronauti, decollò il 12 aprile 1981, venti anni dopo la Vostok-1.

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Nella foto il momento del decollo del primo Space Shuttle, STS-1 Columbia, 12 aprile 1981, e lo stemma della missione. Nella foto il momento del decollo del primo Space Shuttle, STS-1 Columbia, 12 aprile 1981, e lo stemma della missione. Credit: NASA

Era l'ottobre 1968, ed i primi esseri umani a camminare sulla Luna non erano ancora stati lanciati nello spazio, che la NASA iniziò lo studio di un veicolo, per quei tempi, rivoluzionario. Si trattava di una navetta spaziale riutilizzabile capace di portare in orbita grandi carichi e un numero di astronauti doppio di quanto possibile con le capsule Apollo. Il 5 gennaio 1972, il presidente Nixon annunciò ufficialmente che la NASA avrebbe sviluppato il sistema STS (Space Transportation System), promuovendone l'affidabilità, la riutilizzabilità e il basso costo. Nixon disse: "Ho deciso oggi che gli Stati Uniti dovranno procedere immediatamente con lo sviluppo di un tipo completamente nuovo di sistema di trasporto spaziale, progettato per aiutare a trasformare la frontiera spaziale degli anni '70 in un territorio familiare, facilmente accessibile per gli sforzi umani negli anni '80 e '90. Questo sistema sarà incentrato su un veicolo spaziale in grado di effettuare ripetuti voli dalla Terra all'orbita e ritorno". Circa tre mesi dopo, il 20 aprile 1972, il Congresso USA approvò il finanziamento che consentiva alla navetta di diventare realtà. Quando gli astronauti dell'Apollo 16, John Young e Charles Duke, stavano camminando sulla superficie della Luna il Controllo Missione li informò della notizia.

Mission Control: "Questo sembra un buon momento per alcune buone notizie. La Camera ha approvato ieri il bilancio spaziale 277-60, che include il voto per la navetta".

John Young: “Meraviglioso. Sono orgoglioso di essere americano."

Mission Control: "Abbiamo bisogno di quella potente navetta."

Avvenne quindi che, quasi nove anni dopo, Young sarebbe stato uno dei due astronauti dello shuttle inaugurale, insieme al pilota, al suo primo volo, Robert Crippen.

Sts 1 crew

Nella foto l'equipaggio di STS-1 Columbia, da sinistra, il Comandante John Young ed il Pilota Robert Crippen. Credit: NASA

Young era un membro del Gruppo 2 di astronauti statunitensi, scelti nel 1962. Egli ha volato in tre diversi programmi: Gemini (3 e 10), Apollo (10 e 16) e Shuttle (STS-1 e 9). Durante la sua missione sulla Luna, Young e Duke trascorsero 71 ore sulla superficie lunare, guidando il rover lunare per quasi 27 chilometri. Crippen era invece un novellino nello spazio, ma non era un novellino della NASA. Venne scelto per il Gruppo 7 nel 1969 ed aveva lavorato come supporto per Apollo e Skylab, nonostante non fosse mai andato nello spazio. Era un pilota della Marina decorato e sarebbe stato il pilota di STS-1. Entrambi furono scelti, nel 1978, per essere il primo equipaggio.

La costruzione dell'orbiter Columbia iniziò nel 1975, presso la principale struttura di assemblaggio della Rockwell International (precedentemente North American Aviation / North American Rockwell) a Palmdale, in California. Il Columbia prese il nome dalla nave americana Columbia Rediviva che, dal 1787 al 1793, esplorò il nord-ovest del Pacifico degli Stati Uniti e divenne la prima nave americana a circumnavigare il globo. Inoltre prende anche il nome dal modulo di comando dell'Apollo 11, la prima missione umana ad atterrare sulla Luna. Il Columbia arrivò al Kennedy Space Center il 25 marzo 1979, per prepararsi al suo primo lancio. Il decollo del Columbia era originariamente previsto per la fine del 1979, tuttavia la data di lancio fu ritardata con diversi problemi. Se STS-1 fosse stato lanciato nel marzo 1979, come originariamente programmato, "saremmo stati lanciati circa a metà addestramento," disse Young. Young e Crippen contribuirono a progettare i comandi del velivolo, inclusi i 2.214 interruttori e display nella cabina di pilotaggio e molte procedure di emergenza. STS-1 trasportava 22 manuali, ciascuno spesso quasi 8cm, del peso complessivo di 28 kg; ad esempio, la procedura per un guasto dell'elettronica a causa di un malfunzionamento del sistema di raffreddamento, prevedeva ben 255 passaggi.

sts 1 srb released

Nell'immagine Columbia STS-1 verso l'orbita, al momento del rilascio dei booster a propellente solido. Credit: NASA

STS-1 avrebbe dovuto essere lanciato il 10 aprile, ma venne rinviato a causa di un problema di temporizzazione in uno dei computer IBM System/4 Pi di uso generale del Columbia e venne installata una patch software per correggerla.

Il lancio fu quindi rinviato al 12 aprile, a 20 anni esatti dal giorno in cui il russo Yurij Gagarin era diventato il primo essere umano a volare nello spazio. Anche se questa fu una coincidenza, dato che un tentativo di lancio era stato interrotto due giorni prima, questo fatto fu ancora più significativo. In omaggio al 25esimo anniversario del primo volo dello Space Shuttle, nel 2006, la Firing Room 1 nel Launch Control Center del Kennedy Space Center – da dove venne lanciato l'STS-1 - fu ribattezzata 'Young-Crippen Firing Room'.

In realtà, quella prima missione doveva solo dimostrare come avrebbe funzionato il programma. STS-1 è stato il primo veicolo spaziale con equipaggio statunitense lanciato senza, in precedenza, un volo di prova senza equipaggio. L'orbiter di prova Enterprise non volò mai nello spazio. Esso veniva rilasciato da un aereo per ritornare sulla Terra, come un aliante, con due membri d'equipaggio a bordo. Il suo scopo era solo quello di testare questa particolare fase finale di atterraggio, mai tentata prima per un veicolo spaziale.

STS 1 Columbia Cargo Bay

Nella foto la stiva del Columbia aperta una volta in orbita. Si noti le mattonelle mancanti sui pod degli OMS. Credit: NASA

L'obiettivo principale della missione della NASA, per il volo inaugurale dello Shuttle, era quello di compiere un'ascesa in orbita e tornare sulla Terra per un atterraggio sicuro dell'orbiter e dell'equipaggio.

Il Columbia venne lanciata dalla rampa 39A del Kennedy Space Center, in Florida, alle 7 a.m. EST del mattino ora locale (le 14 italiane) in una mattina limpida ma leggermente nebbiosa. Il veicolo spaziale consisteva in un grande serbatoio esterno alto 47 metri, due razzi a propellente solido e dall'orbiter Columbia. STS-1 è stata una delle due sole missioni, insieme alla successiva STS-2, lanciata con tutti e quattro i componenti principali dipinti di bianco. Il serbatoio esterno stesso non aveva il familiare colore rosso-arancio che ebbe nei lanci successivi, ma, per i primi due voli, il serbatoio era dipinto di bianco. Il peso totale di tutta quella vernice era di 272 kg. Per ridurre il peso complessivo della navetta, tutti i voli, da STS-3 in poi, utilizzarono un serbatoio non verniciato.

Dopo poco più di due minuti e 12 secondi dal lancio i due booster a propellente solido (SRB – Solid Rocket Booster) si spensero e ricaddero verso la Terra. I due booster, assistiti da un paracadute, ammararono e vennero recuperati per essere in seguito riutilizzati in voli successivi. Intano, i tre motori, ad ossigeno e idrogeno liquido RS-25 dell'orbiter, continuarono a funzionare fino a 8 minuti e 34 secondi dal lancio. Dopo lo spegnimento dei tre motori, ad una quota di 118 km, venne rilasciato anche il grande serbatoio esterno (ET – External Tank), destinato a distruggersi nel rientro atmosferico sopra l'Oceano Indiano. In effetti l'ET era l'unica parte del sistema STS ad andare perduta ad ogni lancio. A questo punto entrarono in funzione i due motori a razzo OMS (Orbital Maneuvering System), posti in coda all'orbiter, che inserirono il Columbia su un'orbita di circa 245 km di quota, con inclinazione di 40,3° sull'equatore. Nel complesso Young commentò che c'erano state molte meno vibrazioni e rumore durante il lancio di quanto si aspettassero. Tuttavia, le sensazioni, che accompagnarono l'accensione piccoli motori di assetto Reaction Control System (RCS) sorpresero l'equipaggio. Crippen commentò "è come se un grosso cannone avesse appena sparato... non ti piace la prima volta che lo senti". Young riferì che "l'intera cabina vibrava...". Una volta in orbita, entrambi i membri dell'equipaggio si slacciarono le cinture e poterono galleggiare in ambiente di microgravità. L'evento critico successivo fu l'apertura dei grossi portelli del vano di carico utile. Questa operazione era essenziale per consentire la dissipazione del calore dai sistemi del Columbia tramite i radiatori spaziali fissati all'interno dei portelli. La mancata apertura di questi, entro la fine della seconda orbita, avrebbe comportato un ritorno sulla Terra alla fine della quinta orbita, prima che fosse superata la capacità limitata del sistema di raffreddamento dell'evaporatore. Quando aprirono i portelli, l'equipaggio notò di aver subito danni alle piastrelle del sistema di protezione termica (TPS) sui pod dei motori OMS. Questo venne teletrasmesso a terra, creando sul momento, un poco di preoccupazione fra i responsabili della missione. Fortunatamente le mattonelle mancanti non furono sufficienti a dare problemi nella delicata fase di ritorno. Dopo il rientro venne accertato che il distacco delle mattonelle si era avuto al momento del decollo, quando le onde sonore e le vibrazioni, sottostimate dai tecnici della NASA, avevano creato i danni allo scudo termico. Poco dopo l'arrivo in orbita Young, poi Crippen, si tolsero le tute di lancio di emergenza.

sts 1 crippen microgravity

Nella foto l'astronauta Crippen all'interno dell'orbiter Columbia, in orbita bassa terrestre, durante STS-1. Credit: NASA

L'equipaggio trascorse circa 53 ore in orbita bassa terrestre, conducendo principalmente prove di sistema, mangiando e dormendo senza particolari problemi. Young e Crippen tornarono sulla Terra, compiendo un atterraggio sicuro sulla pista n.23 presso la base dell'aeronautica militare di Edwards, in California, il 14 aprile intorno alle 13:21 (le 20:21 italiane). Il volo durò esattamente 2 giorni, 6 ore, 20 minuti e 53 secondi, per una distanza di 1.728.000 km durante 36 orbite complete. Fu la prima volta che un veicolo spaziale rientrava su una pista di un aeroporto, come un aereo, e che gli astronauti scendevano da una scaletta, accolti dai tecnici. Tutti i 113 obiettivi del volo di prova erano stati raggiunti e l'idoneità spaziale dell'orbiter erano stata verificata, preparando il terreno per le altre 134 missioni Shuttle successive.

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Nella foto l'orbiter Columbia al termine della missione STS-1, durante l'atterraggio a Edwards. Credit: NASA

Meno di un mese prima del lancio di STS-1, il 19 marzo, tre lavoratori vennero coinvolti in un incidente che portò alla loro morte. Queste sono state le prime vittime della rampa di lancio a Cape Canaveral dall'incendio dell'Apollo 1, nel 1967. Durante un conto alla rovescia simulato per STS-1, un'atmosfera di azoto puro venne introdotta nel vano motore di poppa del Columbia per ridurre il pericolo di un'esplosione. Al termine del test, agli addetti sulla rampa venne dato il permesso di tornare a lavorare sull'orbiter, anche se l'azoto non era ancora stato spurgato a causa di un recente cambiamento procedurale. Tre tecnici - John Bjornstad, Forrest Cole e Nick Mullon - entrarono nello scompartimento senza maschera protettiva, ignari del pericolo poiché l'azoto gassoso è inodore e incolore e persero conoscenza a causa della mancanza di ossigeno. Bjornstad spirò sul posto; Cole morì il 1° aprile 1981, senza mai riprendere conoscenza, e Mullon subì un danno cerebrale permanente soccombendo l'11 aprile 1995, a causa delle complicazioni delle sue ferite. L'incidente tuttavia non ritardò il lancio di STS-1, tenutosi meno di un mese dopo, ma il pilota Robert Crippen rese un tributo in orbita a Bjornstad e Cole, poiché Mullon, all'epoca, non era ancora deceduto.

Purtroppo questi non saranno le uniche vittime del programma Space Shuttle. Prima l'orbiter Challenger, nel gennaio 1986, e poi lo stesso Columbia, nel febbraio 2003, reclamarono 14 vittime, tutti gli astronauti presenti a bordo. Ma, anche con queste pesanti perdite, l'eredita dello Space Shuttle, nei suoi 30 anni di servizio, è senza dubbio positiva. Non solo la navetta NASA ha contribuito in maniera decisiva nella realizzazione della Stazione Spaziale Internazionale (ISS) ma, per la prima volta nella storia dell'astronautica, veniva riutilizzato più volte un veicolo spaziale abitato. E questo ha spalancato la via a quello che possiamo seguire oggi, anche in una sperduta landa del Texas, ai confini con il Messico, dove la SpaceX testa un veicolo seppur diverso ma che, ancora una volta, promette di essere rivoluzionario...

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Massimo Martini

Sono appassionato di astronomia e di astronautica fin da quella notte del luglio 1969 quando, a poco più di sei anni, vidi i primi uomini mettere piede sulla Luna. La passione è cresciuta con gli anni e, sebbene non si sia trasformata in attività lavorativa, sono diventato un grande appassionato. Nel 1992, in pieno viaggio di Nozze, sono riuscito a trascinare persino la mia dolce metà al Kennedy Space Center per vedere il lancio del primo italiano nello spazio. Dal 2000 al 2017 ho realizzato e curato il sito astronautica.us che è stato sempre aggiornato ed il più possibile affidabile nelle informazioni. Purtroppo, per motivi personali sono stato costretto a chiudere il sito nel luglio 2017.
Sono stato, assieme a mia moglie, uno dei responsabili delle prime tre edizioni della convention 'AstronautiCON', che hanno visto anche la presenza di illustri ospiti nel campo astronautico. Al momento collaboro saltuariamente con la rivista del settore 'Spazio Magazine', attivamente con il sito aliveuniverse.today ed ho una rubrica fissa astronomica sul magazine locale 'Quello che c'è'.

www.astronautica.us | Questo indirizzo email è protetto dagli spambots. È necessario abilitare JavaScript per vederlo.

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