{"id":19524,"date":"2016-02-15T07:22:20","date_gmt":"2016-02-15T06:22:20","guid":{"rendered":"http:\/\/www.jacoporanieri.com\/blog\/?p=19524"},"modified":"2016-02-15T07:31:29","modified_gmt":"2016-02-15T06:31:29","slug":"se-un-cubo-di-fuoco-non-brucia-le-mani","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.jacoporanieri.com\/blog\/?p=19524","title":{"rendered":"Se un cubo di fuoco non brucia le mani"},"content":{"rendered":"

\"Space<\/a><\/p>\n

\u00c8 la classica curiosit\u00e0 del turismo di tipologia scientifica, quello che porta i visitatori del Kennedy Space Center presso Cape Canaveral, a vagheggiare per le\u00a0sale fino all’oscura fornace ove\u00a0mettere alla prova\u00a0alcune forme di un materiale\u00a0assai particolare. Le quali\u00a0non vengono mai “cotte” in senso letterale, per\u00a0il semplice fatto che risultano del tutto immuni al calore. Nel senso che anche una volta riscaldate a temperature impressionanti, tali da farle virare verso un rosso pericolosamente\u00a0incandescente, non saranno comunque in grado d’ustionare neppure una tremante mano umana. Non ci credete? Sollevatele\u00a0adesso, sotto l’occhio della telecamera del vostro collega. Magari, prendendole dagli angoli. Preferiremmo non dover ricorrere a pomate.
\nUn aereo pu\u00f2 fare molte cose: decollare, atterrare, parcheggiare in un hangar cadendo in disuso per poi essere, senza rimpianto, abbandonato: “Troppo poco sicuro!” Dicevano. Non che avessero poi tutti i torti. Ma nonostante questo, resta vera\u00a0la presente cosa: \u00e8 esistito solamente un dispositivo\u00a0con le ali, nell’intera storia del volo, che sia stato in grado di superare di 25 volte la velocit\u00e0 del suono, dal\u00a0momento fatidico del suo ritorno dall’orbita terrestre fino all’atterraggio qui a\u00a0Merritt Island nella contea di\u00a0Brevard, in Florida, USA. Con una modalit\u00e0 di planata che potrebbe dirsi esattamente identica a quella di un aliante. Se soltanto\u00a0gli alianti fossero\u00a0in grado di sopportare temperature superiori ai 1600 gradi centigradi per un tempo di circa una quindicina di minuti, la met\u00e0 esatta di quelli necessari a portare a termine la delicata operazione. Che il rientro nell’atmosfera comporti un brusco innalzamento della temperatura da parte dell’oggetto designato, questo \u00e8 largamente noto. Mentre forse non tutti comprendono l’effettiva portata\u00a0dell’onda d’urto continua e incandescente, che lo Space Shuttle generava dinnanzi a se in funzione della sua prua con forma a parabola, a causa\u00a0della massiccia quantit\u00e0 d’aria spostata con il suo rientro dallo spazio. Talmente devastante e impenetrabile, in effetti, da distruggere spontaneamente qualunque ostacolo o detrito, riducendo al minimo il\u00a0rischio d’urto con uccelli, meteoriti o cose. E proprio in funzione di un tale rilascio d’energia, generando\u00a0una corrispondente quantit\u00e0 di calore grosso modo pari alle cifra su citate, che avrebbe dovuto fondere l’alluminio della carlinga nel giro di pochi secondi (il cedimento strutturale, come da manuale, avviene attorno ai 300 gradi). A meno di riuscire a elaborare, per l’intero marchingegno, una soluzione di dissipazione che potrebbe facilmente descriversi, allo stato attuale delle cose, come la pi\u00f9 efficiente mai concepita.
\nEfficiente, non efficace. Questo perch\u00e9 fondamentalmente, la problematica di fondo restava sempre quella: uno Shuttle necessitava di librarsi. E non pot\u00e9\u00a0dunque affidarsi, per proteggere se stesso dalle fiamme dell’inferno in cielo, alla soluzione ingegneristica ideale dei dissipatori ad alta densit\u00e0, scudi in grado di assorbire l’energia proprio in funzione della loro massa (e peso) assai considerevoli. Lasciando il passo ad un approccio che tutt’ora, per la sua convoluzione\u00a0e il funzionamento contro-intuitivo, viene citato come uno dei momenti pi\u00f9 inaspettatamente complessi nella storia del volo spaziale. Tale da valere all’aereo in questione il bonario soprannome di “brickyard” volante, un termine inglese che si riferisce alle fornaci in generale, ma che nel presente contesto, potremmo tradurre nel modo pi\u00f9\u00a0letterale di\u00a0“fabbrica di mattoni”.<\/p>\n

<\/p>\n

Astruso perch\u00e9, onde massimizzare per quanto possibile le prestazioni di un oggetto gi\u00e0 non perfettamente aerodinamico, per ciascuna delle aree sovrariscaldate era stato scelto un approccio appena sufficiente, e non pi\u00f9 che tale, all’assorbimento e il rilascio dell’aria incandescente creata dall’onda d’urto dello Space Shuttle. Trovavano qui l’impiego\u00a0sette materiali differenti, dalla fibra di carbonio-carbonio <\/em>rinforzata, estremamente densa ed impiegata solamente nelle zone d’urto frontali (muso e fronte delle ali) fino ai particolari fogli d’isolamento forniti dalla compagnia americana DuPont, impiegati nelle parti superiori del velivolo, ove la temperatura raramente raggiungeva i 400 gradi. E ci\u00f2 passando per il nesso principale e il cruccio dell’intera questione, ovvero le circa 30.000 mattonelle costituite del materiale mostrato ai coraggiosi turisti d’apertura, di un composto\u00a0ceramico a base di silice definito LI-900, che furono faticosamente cotte e cementate\u00a0sulla fine degli anni ’70\u00a0con l’ambizioso obiettivo di giungere al lancio della prima missione dell’aeromobile STS-1 entro il 1979. Tempo utile che non ebbe modo di realizzarsi, in maggiore\u00a0analisi, proprio per la complessit\u00e0 di una simile\u00a0operazione ingegneristica, coronata con l’apposizione di tali\u00a0quadratini e rettangoli sul delicato\u00a0scafo, mediante l’impiego di uno speciale strato di mastice, in grado di ammortizzare i sommovimenti strutturali del flessibile metallo sottostante. Le\u00a0protezioni in questione infatti, denominate\u00a0internamente\u00a0HRSI (High-temperature reusable surface insulation) erano tutt’altro che resistenti, essendo costituite in prevalenza di spazi vuoti circondati dalla fibra di silice, talmente friabile e delicata da poter finire infranta, se soltanto maneggiata con insufficiente cura. Ne esistevano due versioni: nera e bianca, rispettivamente concepite per proteggere le sezioni pi\u00f9 o meno incandescenti dell’aeromobile al momento del suo rientro nell’atmosfera. Come desumibile dal nome, erano concepite per essere riutilizzate pi\u00f9 volte assieme al resto dell’aeromobile, riducendo quindi sensibilmente il costo dei voli di andata e ritorno verso l’orbita terrestre. Ma la realt\u00e0 dei fatti fece presto a dimostrare come, per un’adeguata osservanza della sicurezza, fosse in effetti necessario sostituirne una buona parte dopo ciascuna missione, a causa dei danneggiamenti riportati in fase di decollo. Al termine del programma di volo dello Shuttle, le innumerevoli mattonelle residue di HRSI furono messe in vendita come cimeli, finendo in molti musei ed istituzioni di studio in giro per il mondo.<\/p>\n

\"KSP<\/a>
L’utente DeltaKiloFoxtrot dimostra la modalit\u00e0 di rientro nell’atmosfera dello Space Shuttle, sfruttando la valida perizia simulativa del videogame Kerbal Space Program. Nel volo orbitale, il primo passo da compiere per perdere quota \u00e8 rallentare la propria velocit\u00e0, un’operazione che lo Shuttle effettuava ruotando la carlinga di 180 gradi ed accendendo brevemente i suoi razzi principali, poco prima di tornare nuovamente in assetto di volo.<\/figcaption><\/figure>\n

Altrettanto problematica, e forse ancora maggiormente, risult\u00f2 essere la protezione termica dei due razzi a stato solido non riutilizzabili impiegati per portare in quota e velocit\u00e0 l’Orbiter dello Shuttle (il nostro “aereo”) e soprattutto il relativo serbatoio, un cilindro con fronte a parabola che raggiunse all’epoca della sua massima imponenza i 46 metri dalla fronte alla coda, racchiudenti al suo interno pi\u00f9 di 70 tonnellate di idrogeno liquido e ossidante a base d’ossigeno. Tale oggetto, infatti, non soltanto doveva evitare di ghiacciarsi persino sotto l’ardente sole della Florida in funzione della bassissima temperatura delle sostanze contenute (-258 gradi C\u00b0) ma aveva bisogno di un suo scudo termico per il decollo, dalle prestazioni ovviamente inferiori a quelle dell’Orbiter ma comunque significativo. A tale scopo, la Nasa impieg\u00f2 una schiuma a base di resine fenoliche che veniva spruzzata direttamente sullo scafo metallico, detta SOFI (Spray-on foam insulation) che si dimostr\u00f2 pi\u00f9 che sufficiente allo scopo di proteggerlo fino al momento della sua separazione dal resto dell’insieme, verso la disintegrazione ad alta quota in prossimit\u00e0 di remote localit\u00e0 oceaniche. Fu proprio tale soluzione, tuttavia, a\u00a0dimostrarsi fatale nel caso del tragico incidente dello Shuttle Columbia del primo febbraio del 2003, quando l’intero equipaggio di sette persone perse istantaneamente la vita sopra il Texas e la Lousiana, proprio nel momento fatidico del rientro nell’atmosfera. Era infatti successo, in fase di decollo, che una parte infinitesimale della schiuma del serbatoio si fosse staccata da quest’ultimo, finendo per colpire l’ala sinistra dell’Orbiter, causando alcune crepe di entit\u00e0 poco chiara allo strato protettivo di\u00a0HRSI. Ma poich\u00e9 non esistevano procedure di riparazione per un simile danno, e non si riteneva probabili eventuali conseguenze gravi, venne deciso comunque di effettuare il rientro nei tempi previsti dalla missione. Successe allora, purtroppo, che il plasma ultrariscaldato dall’onda d’urto dello Shuttle riusc\u00ec ad insinuarsi nella spaccatura, penetrando in sezioni della sua carlinga che non erano mai state concepite per sopportare tali sollecitazioni termiche. A tal\u00a0punto, la salvezza era ormai un irraggiungibile miraggio. Sparito dietro la curvatura di un\u00a0pianeta sempre pi\u00f9 lontano, via, oltre l’orizzonte del domani.<\/p>\n

\"Soyuz<\/a>
In questo video sottotitolato anche in italiano incentrato sul rientro della navicella russa Soyuz dalla Stazione Spaziale ISS, vengono riportate alcune esperienze di prima mano di una simile impresa. La capsula\u00a0impiega un sistema di protezione termica ablativa, affine a quello usato nelle vecchie missioni Apollo.<\/figcaption><\/figure>\n

Si dice spesso, riferendosi alle vittime del volo e della scienza come\u00a0Rick D. Husband, William C. McCool, Michael P. Anderson, David M. Brown, Kalpana Chawla, Laurel Blair Salton Clark\u00a0e\u00a0Ilan Ramon, che costoro erano troppo avanti, coraggiosi e stoici per questo mondo di semplici mortali, ancora impreparati a liberarsi dalle rigide catene della gravit\u00e0. Ed \u00e8 indubbio l’eroismo della loro sfortunata impresa vada commemorato e mantenuto in alta considerazione, per ancora molti secoli a venire. Ma tanto pi\u00f9 pregna e significativa dovrebbe apparirci una simile linea di ragionamento, se attribuita al tipo di tecnologia che port\u00f2 alla loro dipartita.
\nLo Space Shuttle ha rappresentato, nei suoi 30 anni di onorato servizio, una fase particolare del volo spaziale, in cui la tecnologia sembrava tendere a\u00a0soluzioni futuribili ed avveniristiche, persino se considerate con la lente della nostra\u00a0visione\u00a0contemporanea. Figuriamoci all’epoca dei nostri genitori.\u00a0Soltanto il\u00a0suo sistema di protezione termica, mostruosamente delicato e complesso, richiese l’implementazione di\u00a0procedure mai concepite prima d’allora, e l’addestramento ad effettuare riparazioni sul campo tramite l’impiego di una tuta con jet-pack (la famosa “passeggiata spaziale”). Non c’\u00e8 quindi molto da sorprendersi se al giorno d’oggi, nella ricerca di metodi per proteggere uno scafo durante il suo rientro nell’atmosfera, si sta ritornando a guardare\u00a0con interesse ai “buoni vecchi metodi” di un tempo, ovvero l’impiego di sistemi di protezione ablativi, fatti per dissipare il calore disgregandosi\u00a0letteralmente nel corso dei pochi, terribili, incandescenti minuti. Tali materiali proteggeranno, ad esempio, la capsula di rientro dell’Orion del\u00a0razzo SLS, destinato a trovarsi al centro del probabile prossimo capitolo dell’esperienza umana nello spazio. Naturalmente, le astronavi costruite in una simile\u00a0maniera, fatte per\u00a0squagliarsi come un gelato al centro di una stella, difficilmente saranno poi riutilizzabili per una seconda missione. Il che da origine, inevitabilmente, a tutta un’altra serie di problemi…<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

\u00c8 la classica curiosit\u00e0 del turismo di tipologia scientifica, quello che porta i visitatori del Kennedy Space Center presso Cape Canaveral, a vagheggiare per le\u00a0sale fino all’oscura fornace ove\u00a0mettere alla prova\u00a0alcune forme di un materiale\u00a0assai particolare. Le quali\u00a0non vengono mai “cotte” in senso letterale, per\u00a0il semplice fatto che risultano del tutto immuni al calore. Nel … Leggi tutto<\/a><\/p>\n","protected":false},"author":2,"featured_media":0,"comment_status":"open","ping_status":"open","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"footnotes":""},"categories":[6],"tags":[1539,231,1436,1540,480,1541,624,78,1538,1537,138,71,97],"class_list":["post-19524","post","type-post","status-publish","format-standard","hentry","category-news","tag-calore","tag-esperimento","tag-florida","tag-fornace","tag-fuoco","tag-kennedy-space-center","tag-nasa","tag-scienza","tag-silice","tag-space-shuttle","tag-spazio","tag-storia","tag-tecnologia"],"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/www.jacoporanieri.com\/blog\/index.php?rest_route=\/wp\/v2\/posts\/19524","targetHints":{"allow":["GET"]}}],"collection":[{"href":"https:\/\/www.jacoporanieri.com\/blog\/index.php?rest_route=\/wp\/v2\/posts"}],"about":[{"href":"https:\/\/www.jacoporanieri.com\/blog\/index.php?rest_route=\/wp\/v2\/types\/post"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/www.jacoporanieri.com\/blog\/index.php?rest_route=\/wp\/v2\/users\/2"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/www.jacoporanieri.com\/blog\/index.php?rest_route=%2Fwp%2Fv2%2Fcomments&post=19524"}],"version-history":[{"count":2,"href":"https:\/\/www.jacoporanieri.com\/blog\/index.php?rest_route=\/wp\/v2\/posts\/19524\/revisions"}],"predecessor-version":[{"id":19532,"href":"https:\/\/www.jacoporanieri.com\/blog\/index.php?rest_route=\/wp\/v2\/posts\/19524\/revisions\/19532"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/www.jacoporanieri.com\/blog\/index.php?rest_route=%2Fwp%2Fv2%2Fmedia&parent=19524"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/www.jacoporanieri.com\/blog\/index.php?rest_route=%2Fwp%2Fv2%2Fcategories&post=19524"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/www.jacoporanieri.com\/blog\/index.php?rest_route=%2Fwp%2Fv2%2Ftags&post=19524"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}