di  -  lunedì 12 novembre 2012

Sebbene la notizia non sia più recente, l’argomento di oggi tratterà un avvenimento molto particolare che è avvenuto lo scorso 14 Ottobre, ovvero il lancio dalla stratosfera di Felix Baumgartner.

IL LANCIO DALLA STRATOSFERA – PROGETTO REDBULL STRATOS

Alle ore 19:09 UTC del 14 Ottobre 2012, nei pressi della ben nota località dello stato del New Messico, Roswell, il paracadutista e base jumper (sebbene sia difficile definirlo univocamente) austriaco Felix Bumgartner si è lanciato da una quota pari a 39.068m, ovvero dalla stratosfera, atterrando in sicurezza dopo circa 8 minuti dal lancio, dei quali 4:19 minuti trascorsi in caduta libera.

Tale impresa estrema, sponsorizzata dalla RedBull e denominata RedBull Stratos, ha attirato l’attenzione dei media di tutto il mondo, e difficilmente si può dire di non averne sentito parlare.

Il video del lancio, sebbene non mostri interamente la prospettiva di Baumgartner, ne presenta alcune parti, forse le più drammatiche corrispondenti all’avvitamento incontrollato che avrebbe potuto essere fatale all’atleta, fenomeno che poi è stato riportato sotto controllo.

Durante la prima parte della caduta è stato possibile per Baumgartner riuscire a raggiungere la considerevole velocità di 1342.8 Km/h, superando la barriera del suono (che ricordo essere funzione della densità del mezzo attraversato), ed attestandosi a Mach 1.24.

Tale velocità è stata bruscamente ridotta all’attraversamento degli strati più densi (attraversamento della Troposfera), in corrispondenza dei quali le particolari condizioni fluidodinamiche intorno al corpo originano fenomeni dissipativi analoghi a quelli che occorrono al muso dello Shuttle al rientro nell’atmosfera, i cosiddetti Shock Wave (od Onde d’Urto) di cui parleremo nei prossimi post quando affronteremo come argomento il volo ipersonico.

In entrambi i casi la tipologia di shock che si origina è quella più dissipativa, ovvero il Bow Shock (Shock ad Arco), il quale generalmente rimane distaccato dal corpo e che ne consente una fortissima decelerazione in quanto a valle dell’onda d’urto la velocità è sempre inferiore a Mach 1.

(visualizzazione di uno Shock ad Arco su un corpo tozzo – NASA)

Proprio la necessità di decelerare rapidamente al rientro dallo spazio ha influenzato la forma tozza del muso dello Shuttle e di tutte le capsule utilizzate per il rientro degli astronauti dalle missioni spaziali.

Ritornando al lancio di Baumgartner, e sorvolando su tutto l’aspetto mediatico al suo intorno, possiamo chiederci “perché lo ha fatto?“.

JOSEPH KITTINGER – UN CELEBRE PRECEDENTE TARGATO 1960

Era il 16 Agosto 1960 quando il Colonnello dell’aeronautica USA Joseph Kittinger si lanciò in caduta libera dalla ragguardevole quota di 31.333m raggiungendo la velocità massima di 988 Km/h durante una caduta durata 4.36 minuti.

Il Colonnello Kittinger partecipava ad un progetto di ricerca finalizzato a sviluppare soluzioni per il rientro in sicurezza da quote elevate per l’aeronautica e la nascente attività aerospaziale, il cosiddetto Progetto Excelsior, ed il lancio record fu l’ultimo di una serie di tre lanci iniziata nel 1959 da varie quote.

Il 16 Novembre 1959 si ebbe il cosiddetto Excelsior I, ovvero il primo lancio effettuato da una quota pari a 23.300m, lancio nel quale il primo paracadute si aprì precocemente bloccando il Colonnello per il collo e facendogli perdere i sensi.

Fortunatamente il paracadute principale si azionò automaticamente permettendo un rientro sul suolo terrestre privo di conseguenze gravi.

Il secondo lancio (Excelsior II) avvenne in data 11 Dicembre 1959 da una quota lievemente inferiore ad Excelsior I, pari a 22.770m, e si concluse senza inconvenienti,

Il terzo ed ultimo lancio avvenne come già detto il 16 Agosto 1960 da una quota sensibilmente superiore alle precedenti, ovvero 31.300m, e si svolse non senza incidenti, infatti il Colonnello Kittinger si accorse che durante la salita (effettuata sempre con un apposito pallone aerostatico) il guanto destro perse la pressurizzazione, ma non informò lo staff della missione.

Le sue motivazioni furono le seguenti (estratto da un ‘intervista pubblicata da www.refr.org):

Nobody had ever gone into space without a pressure suit or full protection. It had never been done before, so I was going into an area, I was going into a part of space, that nobody had ever done an investigation on. I took a chance that I would survive it.

I didn’t tell anybody [about the glove] because I knew that if I would have told anybody the trouble I was having, they would have made me abort the flight, and I didn’t want that to happen. I wanted to do it and get it out of the way because there was always the chance they might not approve me for another attempt. So I didn’t tell anybody. I just went ahead and did the experiment.

Per i poco avvezzi all’Inglese riassumo brevemente: il Colonnello Joseph Kittinger sostiene di avere deciso di andare avanti sostanzialmente per due motivi, il primo era che nessuno era mai stato in quelle condizioni senza pressurizzazione, e pertanto le informazioni sarebbero state utili, ed il secondo era la certezza che l’esperimento sarebbe stato interrotto ed aveva il timore che non ci sarebbero state le possibilità di ripeterlo successivamente.

A causa di questo inconveniente la mano di Kittinger si gonfiò fino a raggiungere due volte le dimensioni normali, ma a parte questo la missione si concluse positivamente.

Le motivazioni del progetto Excelsior si discostavano completamente rispetto a quelle del progetto Stratos, o meglio, nel progetto Stratos si fa riferimento ai dati scientifici raccolti, sicuramente interessanti per i tecnici e gli scienziati aerospaziali, ma il castello mediatico intorno alla sponsorizzazione RedBull è ovviamente qualcosa che per Kittinger non c’è stato, ed è sempre il Colonnello a parlarne a riguardo:

when I did this, first of all, as I said, we didn’t do it to set a record. We did it to gather the information that we needed, so there wasn’t an awful lot of publicity about it. And it was a very exciting period of time. If you remember back in the early ’60s, NASA was starting. Boy, there were just so many exciting things happening all the time that [my jump] really just kind of went by the wayside. But what’s happened now is that all of these years have gone by and all of a sudden people realize that, doggone, somebody made a jump from 20 miles up 48 years ago.

In estrema sintesi, tutto quanto è stata fatto non aveva lo scopo di definire un record.

Ed ancora, quasi in conclusione dell’intervista:

So there’s been more interest in what I did back in those days than when it happened. As I said, we didn’t publicize it an awful lot because we weren’t there to set records. We were there to gather information we needed.

“C’è stato molto più interesse in cosa ho fatto in quei giorni rispetto a quando avvenne. Come ho detto, non pubblicizzammo tanto l’evento perché non eravamo là per definire dei record. Eravamo là per ottenere le informazioni di cui necessitavamo.”

Con queste parole del Colonnello Joseph Kittinger (il quale va sottolineato, è stato un membro del progetto Stratos, in particolare colui che teneva il contatto radio costante con Felix Baumgartner) si chiude anche il post odierno, un po’ off-topic rispetto ai temi che generalmente tratto, ma spero ugualmente gradito.

E con il link al video dello straordinario lancio di Baumgartner è davvero tutto… a lunedì prossimo, sempre su AppuntiDigitali, sempre con la rubrica Energia e Futuro.

9 Commenti »

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  • # 1
    StefanoA
     scrive: 

    Beh, il prossimo passo sarà il rientro diretto dalla stazione spaziale senza bisogno di navicelle ;-)

    Scherzi a parte, da quale altezza/velocità si dovrebbero cominciare ad avere problemi di “caldo” ?

  • # 2
    Jackaos
     scrive: 

    Ecco da dove hanno preso lo spunto nell’ultimo film di Star Trek per l’atterraggio del capitano Kirk su Vulcano, si lanciava direttamente dalla nave in orbita e pensavo “eeh, sai quanto tempo dovrà passare ancora” …

  • # 3
    Simone Serra (Autore del post)
     scrive: 

    @ StefanoA

    Credo che il rientro direttamente dalla stazione orbitante sia abbastanza difficile :-)

    Il problema con il calore lo ha avuto sicuramente per via dell’attrito con gli strati più densi, si potrebbe fare qualche calcolo di massima, ma spero tu voglia evitarmelo…

    PS se ti ci vuoi cimentare ti consiglio l’ottimo libro di gasdinamica “Modern Compressible Flow” del Prof. Anderson… ci ho studiato su quel libro ed è molto scorrevole

    @ Jackaos

    delle volte la realtà è più incredibile della finzione

  • # 4
    Simone Serra (Autore del post)
     scrive: 

    Vorrei evidenziare che molte delle soluzioni utilizzate tutt’oggi per l’espulsione dei piloti e molto di più sono il frutto delle ricerche concretizzatesi negli esperimenti Excelsior, ma consiglio di leggere l’intervista a Kittinger

  • # 5
    Alessandro
     scrive: 

    A me e’ venuto in mente una cosa, riguardo agli esperimenti Excelsior. In effetti e’ molto curioso che una persona si lanci da quella altezza, per la prima volta nella storia, cosciente di rischiare la propria vita, sapendo di avere un guanto malfunzionante. Cosa lo ha spinto a rischiare? La consapevolezza di essere sostituito? E perche’ mai avrebbero dovuto sostituirlo?
    La pressione indotta dalle alte sfere dev’essere proprio stata del tipo “Ora o mai piu’, a qualunque costo”

    Nell’intervista Kittinger dice:
    “I didn’t tell anybody [about the glove] because I knew that if I would have told anybody the trouble I was having, they would have made me abort the flight, and I didn’t want that to happen. I wanted to do it and get it out of the way because there was always the chance they might not approve me for another attempt. So I didn’t tell anybody. I just went ahead and did the experiment.”

    Perche’ mai avrebbero dovuto negargli un altro tentativo?
    E se invece il guanto malfunzionante avesse fatto parte – a sua insaputa, ovvio – dell’esperimento? Quanti dati preziosi si sono potuti raccogliere sugli effetti negativi proprio grazie a questo malfunzionamento, dati altrimenti irriperibili?

    Certo, pensiero degno delle migliori paranoie, ma credo sia plausibile. Se avesse avvisato del malfunzionamento, ovviamente sarebbe stato riportato a terra, ma probabilmente qualcun altro pronto a rischiare sarebbe stato trovato.
    D’altronde questo genere di esperimento non sarebbe MAI stato approvato, ma un incidente e’ un incidente, e si sa, a caval donato…

  • # 6
    StefanoA
     scrive: 

    @ Simone

    Grazie dell’offerta, ma passo sulla gasdinamica :-)

    La mia era una curiosità assoluamente qualitativa: ha sentito caldo durante la discesa? Sono state necessarie delle precauzioni (=isolamento) oppure si tratta ancora di velocità insufficienti per produrre un riscaldamento significativo?

  • # 7
    Doc
     scrive: 

    X Jackaos
    In quel filmetto d’azione si lanciano dallo spazio, qui da “solo” 39km, la differenza è abissale.
    Per fare un esempio l’ISS ha orbita a 400Km.

  • # 8
    arkanoid
     scrive: 

    Il problema del rientro da una LEO non è la quota, ma la velocità orbitale. Potendo cadere con velocità tangenziale nulla o molto ridotta problemi termici ce ne sarebbero pochi o nessuno, perchè la velocità della ISS è superiore ai 27.000 km/h, ben oltre i 1200 raggiunti da felix. Quindi sarebbe fondamentalmente necessario avere nu razzetto personale che, una volta usciti dalla ISS riduca la velocità permettendo all’astronauta di cadere con una velocità inizale (assoluta, rispetto all’aria) sufficientemente bassa. Un guaio è che come l’astronauta rallenta, inizia a cadere: diventa radicale la direzione della spinta del razzo.
    Non potendo rallentare con accelerazione elevata (il corpo non reggerebbe), il tempo richiesto per perdere quei 20.000 km/h sarebbe troppo elevato e probabilmente l’astronauta, se non c’è componente radiale nella spinta, raggiungerebbe una posizione nella spirale di caudta troppo bassa quando la velocità tangenziale è ancora troppo elevata.
    Ma secondo me è un probabile futuro, in emergenza però, dal momento che l’uomo va comunque portato su con nu veicolo che deve poter abortire il lancio, quindi in grado di rientrare.

  • # 9
    Pippo
     scrive: 

    Durante la diretta della missione, vista sul canale del digitale terrestre ITALIA 2 ma in streaming su PC, era presente in studio l’astronauta Nespoli, colui che è stato sei mesi sulla ISS.
    Guido Meda gli ha chiesto se fosse possibile un lancio dalla stazione spaziale e Nespoli ha risposto che il primo problema è appunto rallentare anche solo 200 km/h dai 28.000 in modo da cominciare la discesa.
    Qui basterebbe un piccolo razzo ma un altro grosso problema sarebbe la riserva d’ossigeno che dovrebbe essere notevole.
    Forse è meglio usare una capsula di salvataggio come hanno già adesso…

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