Le Missioni

Esplorazione dell'Universo (indice)

L’antico sogno umano di conquista dello spazio si concretizzò il 4 ottobre 1957, con l'emozionante lancio del primo satellite artificiale orbitante, lo Sputnik 1, effettuato dall'Unione Sovietica.

Lo Sputnik 1 era una sfera di alluminio di 58 cm di diametro e di 83 kg di peso. Orbitava attorno alla Terra in 96,2 minuti, compiendo una traiettoria ellittica che portava il satellite a un apogeo di 946 km e a un perigeo di 227 km. La sfera conteneva strumenti che per 21 giorni consecutivi trasmisero dati riguardanti i raggi cosmici e le meteoriti, e fornirono informazioni sulle condizioni di densità e di temperatura dei gas che compongono l'alta atmosfera. Dopo 57 giorni il satellite rientrò nell'atmosfera terrestre e venne distrutto dal calore di attrito.

Il secondo satellite artificiale, lo Sputnik 2, venne lanciato il 3 novembre 1957 recando a bordo una cagnetta di nome Lajka. La missione permise di effettuare i primi studi sugli effetti del volo in orbita su organismi viventi. Lo Sputnik 2 rientrò nell'atmosfera terrestre, distruggendosi, dopo 162 giorni di volo.

Il 31 gennaio 1958, mentre lo Sputnik 2 era ancora in orbita, gli Stati Uniti lanciarono il loro primo satellite, l'Explorer 1. La sonda, un cilindro di 15 cm di diametro, lungo 203 cm e del peso di 14 kg, effettuò per 112 giorni precise misurazioni sui raggi cosmici e i micrometeoroidi; fornì inoltre i primi dati da satellite che condussero alla scoperta delle fasce di radiazione di Van Allen.

Il 17 marzo 1958 gli Stati Uniti collocarono in orbita il Vanguard 2, che per oltre sei anni trasmise segnali utilizzando solo energia solare; lo studio preciso delle variazioni della sua traiettoria fornì preziosi dati sulla forma del nostro pianeta. Il Vanguard 2 fu seguito dall'Explorer 3, lanciato il 26 marzo 1958, e dallo Sputnik 3 sovietico, lanciato il 15 maggio. Quest'ultimo, del peso di 1327 kg, effettuò misurazioni sulla radiazione solare, sui raggi cosmici e sul campo magnetico terrestre, finché la sua orbita decadde nell'aprile del 1960.

La Luna è stata meta di innumerevoli missioni spaziali. Le prime due furono quella della sonda sovietica Lunik 2, lanciata il 12 settembre 1959 e caduta sulla Luna dopo 36 ore e, di pochi mesi dopo, quella della statunitense Pioneer 4. Le prime fotografie della faccia nascosta furono scattate dalla sonda Lunik 3, lanciata il 4 ottobre 1959. Uno dei successi più eclatanti fu ottenuto dalla missione del Ranger 7, lanciato dagli USA il 28 luglio 1964: prima di cadere sulla faccia visibile della Luna, il satellite trasmise 4316 immagini della superficie del nostro satellite, riprese da una quota variabile tra i 300 m e i 1800 km.

Il 31 gennaio 1966 l'URSS lanciò il Lunik 9, che effettuò il primo allunaggio morbido. A questa missione, il 30 maggio fece seguito il lancio del Surveyor 1, che si posò sulla superficie lunare e trasmise alla Terra 11.150 immagini. Oltre alla raccolta di informazioni scientifiche, le missioni lunari nell'ambito del programma statunitense ebbero come obiettivo fondamentale quello di riuscire a portare l'uomo sulla Luna. A questo scopo vennero effettuati moltissimi altri lanci di sonde automatiche, tra le quali Surveyor 3 e 5, del 1967: il Surveyor 3 raccolse campioni del suolo e li esaminò per mezzo di una telecamera; il Surveyor 5 analizzò chimicamente la superficie lunare, compiendo così la prima analisi sul posto di un campione extraterrestre.

Nel 1966 e nel 1967 le sonde trasportate dalla navicella statunitense Lunar Orbiter orbitarono attorno alla Luna, inviando a Terra migliaia di fotografie, in seguito utilizzate per la scelta dei siti di allunaggio delle missioni Apollo.

Pochi anni più tardi, dopo i primi sbarchi di astronauti americani sul nostro satellite (di cui si parlerà oltre), l’Unione Sovietica portò a termine con successo altre due missioni di notevole rilievo. La sonda Lunik 16, lanciata il 12 settembre 1970, si posò sulla Luna e stivò circa 113 g di suolo lunare, in seguito analizzati nei laboratori terrestri. La Lunik 17, lanciata il 10 novembre 1970, depositò sulla superficie del satellite un veicolo automatico a ruote denominato Lunokhod 1, dotato di una telecamera e alimentato a batterie solari. Nel corso di dieci giorni lunari il veicolo, controllato da Terra, percorse 10,5 km, effettuando riprese televisive e misure scientifiche. Nel 1973 il Lunik 21, con il Lunokhod 2, ripeté la stessa esperienza.

Da quando sono stati messi a punto vettori di lancio più affidabili, sono stati messi in orbita innumerevoli satelliti artificiali, destinati ai fini più diversi. Quelli scientifici hanno consentito di effettuare studi accurati del Sole, delle altre stelle, della Terra e degli altri corpi celesti e di raccogliere dati astronomici impossibili da ottenere direttamente dalla superficie terrestre a causa dell’effetto schermante dell'atmosfera.

Alcuni di questi satelliti scientifici sono gli osservatori solari orbitanti (OSO), che dal 1962 effettuano ricerche sulle radiazioni ultraviolette, X e gamma, emesse dal Sole. Alcuni satelliti pionieristici hanno studiato la radiazione cosmica di fondo, il vento solare e i campi elettromagnetici associati. Gli osservatori astronomici orbitanti (OAO) hanno analizzato più in particolare le emissioni elettromagnetiche delle stelle, mentre gli osservatori geofisici orbitanti (OGO) hanno compiuto rilevamenti sulla forma della Terra e sul campo geomagnetico. Il satellite IRAS (Infrared Astronomy Satellite, satellite per astronomia infrarossa), lanciato nel 1983 su progetto anglo-statunitense, ha osservato la nostra galassia alle lunghezze d'onda dell'infrarosso.

Uno dei più noti ed efficienti strumenti scientifici attualmente in orbita intorno alla Terra è il telescopio spaziale Hubble, installato nel 1990 dallo space shuttle Discovery. Il telescopio ha fornito e continua a fornire immagini ottiche qualitativamente senza precedenti di tutto il cosmo visibile. Lo strumento, che inizialmente aveva rivelato un difetto di messa a fuoco, è stato riparato in orbita dagli astronauti dell'Endeavour nel dicembre del 1993.

I satelliti applicativi si dividono in quattro grandi classi: satelliti per telecomunicazioni, meteorologici, per lo studio delle risorse terrestri e per la navigazione.

I satelliti meteorologici permettono di raccogliere dati precisi sulle condizioni atmosferiche di tutto il pianeta. In particolare, quelli in orbita geostazionaria inviano immagini di grandi aree della superficie terrestre a intervalli di circa 30 minuti, rendendo possibile una costante verifica dei modelli di previsione. Due satelliti geostazionari sono sufficienti a coprire un intero continente e le aree oceaniche adiacenti.

I Landsat statunitensi e il satellite europeo SPOT (Système Probatoire pour l'Observation de la Terre) osservano la Terra con sofisticati scanner ottici multispettrali e trasmettono i dati alle stazioni terrestri. Una volta ricostruiti in immagini a colori, questi dati forniscono informazioni sulle caratteristiche del suolo, sulle quantità di acqua e ghiaccio, sul vapore acqueo in prossimità delle coste, sulla salinità, sugli incendi. Le osservazioni delle faglie e delle fratture della crosta terrestre sono invece di aiuto per la localizzazione di giacimenti petroliferi e minerari.

I satelliti per l'osservazione della superficie terrestre vengono utilizzati da alcuni paesi per raccogliere informazioni di importanza militare, come la presenza di rampe di lancio di missili balistici in una determinata zona, l’effettuazione di esperimenti nucleari, i movimenti di navi e di truppe. I satelliti per la navigazione forniscono un punto di osservazione fisso sull'orbita terrestre, che viene utilizzato da navi e sottomarini per determinare la propria posizione con una precisione di pochi metri. Un complesso sistema satellitare per la navigazione, detto Navstar, viene impiegato per uso militare e commerciale.

Appena un anno dopo il successo dei primi satelliti artificiali, sia gli Stati Uniti sia l'Unione Sovietica svilupparono programmi mirati a portare l'uomo nello spazio. Le missioni con equipaggio umano furono precedute da esperimenti su animali per studiare l'effetto dell'assenza di peso sugli esseri viventi.

Il 12 aprile 1961 l'Unione Sovietica raggiunse l'obiettivo del volo orbitale umano con la missione della navicella Vostok 1, che trasportava il cosmonauta Jurij A. Gagarin. Durante il volo, durato 1 ora e 48 minuti, egli raggiunse un apogeo di 327 km e un perigeo di 180 km, atterrando con successo in Siberia. Nei due anni seguenti vennero lanciate altre cinque Vostok, l'ultima delle quali, pilotata dalla cosmonauta Valentina Tereškova, compì 48 orbite attorno alla Terra.

Contemporaneamente, gli Stati Uniti svilupparono il programma statunitense Mercury per sperimentare le condizioni di volo in orbita. Il 5 maggio 1961 Alan B. Shepard Jr. effettuò una traiettoria balistica a bordo della navicella Freedom 7, compiendo un volo suborbitale di 15 minuti. Una missione simile venne ripetuta il 21 luglio da Virgil I. Grissom. Il 20 febbraio 1962 John Glenn compì tre orbite attorno alla Terra. Nel medesimo periodo si svolsero altri tre voli Mercury, pilotati da M. Scott Carpenter, Walter M. Schirra e Leroy Gordon Cooper.

La navicella Voskhod, un'evoluzione della Vostok, fu progettata per ospitare due o tre cosmonauti. Il 12 ottobre 1964 Vladimir M. Komarov, Boris B. Egorov e Konstantin P. Feoktistov effettuarono un volo di 15 orbite a bordo della Voskhod 1. La Voskhod 2 venne lanciata il 18 marzo dell'anno successivo con un equipaggio formato dagli astronauti Pavel I. Beljaev e Aleksej A. Leonov; durante la missione Leonov effettuò la prima "passeggiata" nello spazio, cioè la prima attività extraveicolare (EVA), uscendo dalla navicella e rimanendovi ancorato mediante un cavo.

La navicella statunitense Gemini venne progettata per sperimentare la tecnologia richiesta per raggiungere la Luna e per verificare le possibilità di manovra nello spazio di veicoli in grado di ospitare un equipaggio composto da più di un astronauta. Nel maggio del 1961 venne istituito il programma Apollo, con l'obiettivo di portare un uomo sul suolo lunare e farlo ritornare sulla Terra "prima della fine del decennio". Questo ambizioso proposito produsse una fitta serie di voli pilotati e, nel corso degli anni successivi, vennero effettuate circa dieci missioni nell'ambito del progetto Gemini.

Durante il volo della Gemini 4, Edward H. White effettuò un'attività extraveicolare durata 21 minuti, utilizzando un propulsore personale a getti di gas. Nel dicembre 1965 le Gemini 6 e 7 si avvicinarono l'una all'altra fino a una distanza inferiore al metro. La prima di esse atterrò dopo un volo di circa 20 ore, con i cosmonauti Schirra e Thomas P. Stafford. La Gemini 7, il cui equipaggio era formato da Frank Borman e James A. Lovell Jr., rimase invece in orbita per 334 ore, fornendo importanti dati medici sulla permanenza dell'uomo nello spazio e verificando l'affidabilità del sistema di propulsione a idrogeno e ossigeno. Nel corso dei voli delle Gemini 10, 11 e 12 vennero effettuati avvicinamenti e agganci ripetuti a un veicolo bersaglio messo preventivamente in orbita.

L'anno 1967 fu segnato da tragici incidenti per entrambe le nazioni che si proponevano il traguardo dell'esplorazione della superficie lunare. Il 27 gennaio, durante un test della navicella Apollo a Cape Kennedy, si sviluppò un incendio nel modulo di comando; a causa dell'atmosfera di ossigeno puro in pressione, le fiamme divamparono in un istante, e i tre astronauti Grissom, White e Roger B. Chaffee finirono arsi vivi. Il programma Apollo fu ritardato di oltre un anno a causa del terribile incidente. Il 23 aprile dello stesso anno venne lanciato nello spazio il cosmonauta Komarov a bordo della Soyuz, una nuova navicella sovietica che poteva ospitare tre astronauti ed era dotata di un modulo di lavoro separato. Durante il rientro nell'atmosfera terrestre, si verificò un incidente banale e terribile: l’attorcigliamento delle funi dei paracadute della capsula. Per l’occupante non vi fu scampo.

Nell'ottobre del 1968 venne lanciato il primo Apollo con equipaggio. Gli astronauti Schirra, R. Walter Cunningham e Donn F. Eisele effettuarono 163 orbite, durante le quali controllarono le prestazioni della navicella, scattarono numerose fotografie della Terra e trasmisero immagini televisive. Nel dicembre del 1968 l'Apollo 8, che portava a bordo gli astronauti Borman, Lovell e William A. Anders, compì dieci orbite intorno alla Luna, quindi atterrò regolarmente. Lo sgancio, l'avvicinamento e il riagganciamento del modulo lunare (LEM) vennero provati nel corso delle 151 orbite terrestri dell'Apollo 9, con gli astronauti James A. McDivitt, David R. Scott e Russell L. Schweickart. L'Apollo 10 effettuò una prova generale di allunaggio, durante la quale gli astronauti Stafford e Cernan si trasferirono dal modulo di comando al LEM e scesero fino a circa 16 km dalla superficie lunare. Durante l'operazione essi provarono l'avvicinamento e il riagganciamento del LEM, quindi si trasferirono di nuovo nel modulo di comando, nel frattempo affidato all'astronauta Young. Con questa missione il progetto Apollo era ormai pronto per portare l'uomo sulla Luna.

Nello stesso periodo, l'Unione Sovietica lanciò la Zond, una navicella senza equipaggio che effettuò numerose riprese e alcuni importanti esperimenti biologici. Nell'ottobre del 1968 l'astronauta Georgj T. Beregovoj effettuò una missione di 60 orbite con la Soyuz 3, e nel gennaio dell'anno successivo le Soyuz 4 e 5 si incontrarono in orbita; mentre le due navicelle erano attaccate, i cosmonauti Aleksej S. Eliseev ed Evgenij V. Khrunov, utilizzando tute spaziali, si trasferirono dalla Soyuz 5 alla Soyuz 4, che era pilotata da Vladimir A. Šatalov. Nell'ottobre del 1969, le Soyuz 6, 7 e 8, lanciate a un giorno di distanza l'una dall'altra, si incontrarono in orbita senza però agganciarsi. Nel giugno del 1970 la Soyuz 9, con un equipaggio di due cosmonauti, effettuò un volo record di quasi 18 giorni.

La Saljut e lo Skylab furono i primi veicoli progettati come stazioni spaziali, basi orbitanti abitate destinate a sperimentazioni scientifiche avanzate.

La prima stazione spaziale della storia fu la sovietica Saljut 1, lanciata il 19 aprile 1971. Tre giorni dopo fu agganciata dalla Soyuz 10, ma per ragioni ignote i cosmonauti si sganciarono e tornarono sulla Terra senza essere entrati nella stazione. Nel giugno dello stesso anno la Soyuz 11 si agganciò alla Saljut 1, e i tre uomini dell’equipaggio vi rimasero per la durata record di 24 giorni, durante i quali vennero condotti diversi esperimenti scientifici. Durante il viaggio di ritorno si verificò un guasto e i tre cosmonauti Georgij T. Dobrovolskj, Vladislav N. Volkov e Viktor I. Patsaev (che non indossavano tute spaziali) vennero trovati senza vita dopo l'atterraggio, vittime della depressurizzazione. Il programma spaziale sovietico subì un lungo ritardo. La Saljut 2 venne lanciata nell'aprile del 1973, ma andò fuori controllo e perse alcune sezioni in orbita.

Il programma sovietico proseguì con le Saljut 3 (giugno 1974 – gennaio 1975), 4 (dicembre 1974 – febbraio 1977), 5 (giugno 1976 – agosto 1977), 6 (settembre 1977 – luglio 1982) e 7 (aprile 1982). Le ultime due stazioni vennero visitate da numerosi equipaggi internazionali, composti da cosmonauti cubani, francesi e indiani. Una delle missioni più interessanti della serie Saljut/Soyuz fu compiuta nel 1984, quando i cosmonauti Leonid Kizim, Vladimir Solovev e Oleg Atkov rimasero 237 giorni a bordo della Saljut 7 prima di fare ritorno sulla Terra. La Saljut 7 è tuttora in orbita, ma non è più operativa.

La stazione spaziale Mir fu progettata per succedere alla serie Saljut. Lanciata il 19 febbraio 1986, era previsto che rimanesse in orbita per 5 anni, ma rimase operativa per il triplo del tempo e fu smantellata soltanto nel marzo 2001. Aveva sei portelloni di aggancio e poteva ospitare un equipaggio di due cosmonauti per volta. A bordo della Mir furono più volte stabiliti record di permanenza nello spazio: nel 1987 da Jurij Romanenko, che vi si trattenne per 326 giorni, e negli anni 1987-88 da Vladimir Titov e Musa Manarov, che raggiunsero i 366 giorni. La stazione è stata smantellata il 23 marzo 2001: è stata guidata su una traiettoria di rientro e fatta precipitare nell’oceano Pacifico. Ha compiuto in tutto 86.311 orbite intorno alla Terra alla velocità media di 7,69 km/s, a una quota media di 375 km dalla superficie terrestre.

Il programma statunitense ebbe inizio il 25 maggio 1973 con il lancio dello Skylab da un vettore Saturno 5; la stazione, che pesava circa 88.900 kg, servì come laboratorio orbitante e venne utilizzata per studi astronomici sul Sole, per studi medici sull'effetto dell'ambiente spaziale sull’organismo umano, per osservazioni intensive e multispettrali della Terra e per vari esperimenti scientifici e tecnologici, come la crescita di cristalli in assenza di gravità.

Lo Skylab venne danneggiato durante il lancio, ma fu rapidamente riparato dall'equipaggio, composto dagli astronauti Conrad, Joseph P. Kerwin e Paul J. Weitz, i quali complessivamente rimasero nello spazio per circa 28 giorni. Con le due missioni che seguirono, il progetto Skylab ebbe completo successo; vennero impiegate oltre 740 ore in osservazioni solari e vennero raccolte 175.000 immagini del Sole e 64.000 della superficie terrestre. L'11 luglio 1979, durante la sua orbita numero 34.981, lo Skylab precipitò sulla Terra, spargendo frammenti su un'area scarsamente popolata dell'Australia e sull'oceano Indiano.

Gli Stati Uniti, la Russia, il Canada, il Giappone e gli stati europei membri dell'Agenzia spaziale europea sono attualmente impegnati nell’installazione della nuova Stazione Spaziale Internazionale, il cui completamento è previsto per il 2006.