L’Europa in attesa del nuovo Ariane 5

Ariane-10-tonnes
28 Novembre 2002

L’Italia è colpita in questo periodo da una serie sconcertante di disastri naturali: dal terremoto in Molise, all’eruzione dell’Etna alle alluvioni che hanno messo in ginocchio diverse regioni. Ai soccorsi da terra si aggiunge spesso anche il controllo dallo spazio. Che informazioni ci arrivano dallo spazio?

Il 23 novembre di 25 anni fa è stato lanciato il primo satellite meteorologico italiano, il Meteosat. E questo, almeno per quanto riguarda le alluvioni, è un aiuto concreto, perché in questi venticinque anni i dati satellitari ci hanno aiutato a mettere a punto una serie di modelli indispensabili per le previsioni del tempo.

L’Etna è tenuto d’occhio da vari satelliti: in ottobre per esempio è stato studiato da ERS2 ed Envisat, dell’ESA, ma anche dal satellite Terra, della NASA, e dagli astronauti della Stazione spaziale. Alcune osservazioni servono a misurare la composizione dei gas che vengono espulsi, altri la distribuzione della lava e la formazione di nuove bocche.

Envisat ed ERS2 sono satelliti dedicati in modo specifico all’osservazione dei vari ambienti terrestri: dall’atmosfera, agli oceani, alle terre emerse. Da una parte servono a studiare i fenomeni stessi – cosa necessaria per migliorare in chiave preventiva. Inoltre, a breve termine, forniscono supporto alle protezioni civili, fornendo mappe delle zone colpite dai disastri. Esiste anche un accordo internazionale che l’ESA ha stipulato con altre agenzie spaziali per mettere a disposizione delle Protezioni civili un numero maggiore di satelliti a supporto delle ricognizioni aeree. Da un gigante come Envisat - oltre 2 tonnellate di strumenti, una massa complessiva di 8200 kg - si passa a un satellite di piccole dimensioni come Proba: appena 150 kg fra strumenti e navicella, che l’ESA ha messo in orbita lo scorso anno per provare nuove soluzioni tecnologiche nell’osservazione della Terra.

Envisat, in effetti, è il più grande satellite che sia mai stato costruito in Europa: 2 tonnellate di strumenti messi in orbita dal più potente dei lanciatori europei, l’Ariane 5. Viste le numerose emergenze è possibile mettere in orbita satelliti di dimensioni ancora maggiori?

Nel corso del 2002 sono state effettuate 58 lanci (dato aggiornato al 28 novembre). Ed è stata confermata la tendenza verso l’aumento della massa dei satelliti da mettere in orbita. Parliamo di orbita geostazionaria, per esempio, utilizzata per il 95% da satelliti per telecomunicazioni: la massa è passata dalle 2,5 tonnellate alle oltre 6. Per confronto si tenga conto che Artemis, il satellite per le telecomunicazioni europeo messo in orbita lo scorso anno ha una massa di circa 3,1 tonnellate.

La tendenza, inoltre, è quella di fare lanci duali, cioè utilizzare un solo lanciatore per mettere in orbita due satelliti. Questo permette di far scendere il prezzo di ogni kg di satellite che si mette in orbita. Aumentare però la massa dei satelliti da mettere in orbita significa aumentare la potenza dei lanciatori. Nel corso dell’anno sono già stati due i nuovi lanciatori, entrambi statunitensi: l’Atlas V e il Delta IV. E in questi giorni tocca al nuovo lanciatore europeo, una versione modificata dell’Ariane 5 che permette di mettere in orbita un carico di circa 10 tonnellate, contro le 5,9 dell’Ariane 5 di base.

Ariane 5 ECA ready for launch
Ariane 5 ECA

Questa nuova versione di Ariane 5 è molto diversa dalla precedente? Che tipo di interventi sono stati necessari?

Un Ariane 5 è composto da un motore principale criogenico, cioè a ossigeno e idrogeno liquidi; due booster (razzi laterali) a propellente solido e uno stadio superiore nel quale alloggiano i satelliti. Gli interventi hanno riguardato tutto gli elementi che ho citato. In particolare lo stadio principale criogenico ha un nuovo motore Vulcain, con prestazioni che migliorano del 20% quelle della versione precedente. Uno dei miglioramenti da notare riguarda la turbopompa costruita dalla Fiat Avio, che inietta nel motore ossigeno liquido ad alta pressione. I booster, i razzi laterali, sono quelli che garantiscono il 90% della spinta nei primi minuti dopo il lancio, ed esauriscono la loro funzione nel giro di 2 minuti, quando l’Ariane 5 si trova già a 60 km di quota. Sono stati modificati in modo da caricare più propellente. Infine lo stadio superiore è stato completamente sostituito da uno stadio criogenico, anch’esso a idrogeno e ossigeno liquidi. La tecnologia utilizzata è in buona parte quella già lungamente provata con successo per il terzo stadio degli Ariane 4, che ancora oggi sono i lanciatori più richiesti al mondo, insieme ai Proton russi. Da solo il terzo stadio garantisce il 60% dell’aumento complessivo delle capacità dell’Ariane 5: portando il carico utile da mettere in orbita da 4,9 tonnellate alle 10 tonnellate

Accennavi a oltre 50 lanci nel mondo solo nel 2002, un lancio alla settimana. Di questa attività in effetti non ci rendiamo conto. Ma quali sono le principali basi spaziali?

La famiglia degli Ariane utilizza la base di lancio di Kourou, nella Guyana Francese. Gli Usa, oltre alla celebre Cape Canaveral, in Florida, posseggono altre basi: una a metà strada tra Los Angeles e San Francisco (la base di Vandenberg), l’altra è una piattaforma marina che si può trasportare in mare aperto (la Sea Launch). La Russia ha basi altrettanto famose: Baikonour, in Kazakhstan è la base storica russa; ma anche Plesetsk e Svobodny. Oltre a Europa, Russia e USA altri paesi stanno diventando potenze spaziali: la Cina, per esempio, che possiede tre basi spaziali e che quest’anno ha lanciato 4 satelliti. Ma anche il Giappone ha due basi spaziali, Israele ne ha una, come l’India e il Brasile. Anche l’Italia ne ha una, ormeggiata di fronte alle coste del Kenya: la piattaforma San Marco, che è stata una delle prime basi spaziali ad essere attive negli anni ’60.

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