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La storia del cratere del LM mancante . . .


Un'altra presunta prova inconfutabile della mistificazione delle imprese lunari si nasconde, secondo i teorici del complotto, proprio sotto la pancia del Modulo Lunare. Osservando le fotografie dei vari siti di allunaggio, i negazionisti denunciano trionfalmente la totale mancanza di un cratere da erosione sotto l'ugello del motore di discesa (DPS - Descent Propulsion System). Secondo la loro logica, la potenza devastante dei roventi gas di scarico di un propulsore a razzo, spinto al massimo per frenare e sostenere il LEM durante l'allunaggio, avrebbe dovuto inesorabilmente scavare una profonda voragine nel terreno! Invece, il suolo sottostante appare inspiegabilmente piatto e privo di sconvolgimenti drammatici, come se l'astronave da svariate tonnellate fosse stata delicatamente calata dall'alto tramite le funi di un paranco da studio cinematografico. Queste affermazioni, ormai divenute un classico della retorica complottista, denotano una totale incomprensione delle basi della propulsione spaziale, della geologia lunare e, soprattutto, della fluidodinamica nel vuoto cosmicoPer comprendere l'origine di questo radicato pregiudizio visivo, bisogna risalire ai primi anni '60, quando la NASA presentò al pubblico i bozzetti artistici preliminari del programma Apollo. In quelle prime illustrazioni concettuali, gli artisti avevano spesso disegnato vistosi crateri fumanti tra le zampe del LM, ipotizzando che l'intera superficie lunare fosse un oceano di polvere soffice e profonda decine di metri. La realtà geologica si rivelò invece ben diversa e molto più solida: sotto un sottilissimo strato superficiale di regolite polverosa (spesso solo pochi centimetri), il suolo lunare è costituito da roccia basaltica estremamente dura e compatta. Scavare un cratere in una solida lastra di roccia vulcanica richiede ben altro che la spinta momentanea di un razzo in fase di spegnimentoIl secondo errore fondamentale dei teorici del complotto riguarda la valutazione della potenza erogata dal propulsore al momento del contatto. Il motore di discesa del LM era un capolavoro di ingegneria proprio perché era "throttleable", ovvero la sua spinta poteva essere regolata alla bisogna in modo continuo, esattamente come si dosa il pedale dell'acceleratore di un'automobile.

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Durante la fase di discesa verso la superficie lunare, il LM perdeva velocità grazie al propulsore DPS, che con la sua retrospinta permetteva agli astronauti di avvicinarsi al suolo lunare ...... quando giungevano in prossimità della superficie, il propulsore DPS era regolato al 25/30% della sua potenza nominale, permettendo al LM di librarsi come un elicottero alla ricerca del punto più idoneo al touch down ...... in questo modo, l'equipaggio poteva raggirare ostacoli pericolosi di superficie, come massi o crateri, utilizzando la sospensione cardanica del propulsore DPS, che gli permetteva di brandeggiare di circa 6 gradi lungo due assi perpendicolari (beccheggio e rollio) e i razzi direzionali RCS ...... quando l'equipaggio individuava il punto idoneo per l'allunaggio, riduceva ulteriormente la potenza del propulsore DPS. Questa peculiarità permetteva al peso del LM di prevalere sulla spinta e quindi di abbassarsi verso la superficie. Al momento del contatto il propulsore era regolato al 10% e poi spento prima che le zampe toccassero il suolo. Gli ultimi due metri erano percorsi in caduta libera.

Analisi61 HDurante la prima fase della discesa per uscire dall'orbita lunare, il motore bruciava effettivamente alla massima potenza per frenare la mostruosa velocità orbitale del veicolo. Tuttavia, man mano che il LM si avvicinava al suolo e rallentava, la potenza veniva drasticamente ridotta. Negli ultimi istanti di volo, quando il velivolo si librava come un elicottero a pochi metri dalla superficie per permettere al comandante di cercare un punto di allunaggio sgombro da crateri e massi, il motore erogava solo il 25-30% della sua spinta massima. A questo va aggiunta la ridotta gravità lunare. Sulla Luna, infatti, il Modulo Lunare non pesava 15 tonnellate come sulla Terra, ma poco più di 2500 chilogrammi. Per sostenere e far scendere dolcemente quel peso nel vuoto, era necessaria una spinta relativamente modesta, del tutto incapace di frantumare la roccia sottostante. Per fare un paragone terrestre, i jet militari a decollo verticale come l'Harrier atterrano regolarmente su piste d'asfalto o ponti di portaerei sostenendo un peso simile in una gravità sei volte superiore, eppure i loro potentissimi getti concentrati non scavano alcuna voragine sotto il velivolo!

Ma il fattore più determinante per spiegare l'assenza del cratere è, ancora una volta, la totale mancanza di atmosfera. Sulla Terra, la pressione dell'aria circostante comprime e "schiaccia" i gas di scarico di un razzo, confinandoli in una stretta, concentrata e devastante colonna di fuoco simile alla fiamma di un cannello ossidrico, capace di tagliare il suolo. Nel vuoto lunare, privo di pressione atmosferica, questo contenimento aerodinamico non esiste. Non appena i gas di scarico superano il bordo della campana del propulsore, si espandono istantaneamente in tutte le direzioni, assumendo la forma di un larghissimo ventaglio a bassissima densità. Espandendosi radialmente, la pressione dei gas per centimetro quadrato crolla drammaticamente e, in base ai principi della termodinamica, la loro temperatura precipitaQuello che colpisce il suolo lunare negli ultimi metri di discesa non è un raggio laser concentrato, ma uno sbuffo disperso e radiale che spazza via violentemente lo strato superficiale di polvere, ma che non possiede né la densità meccanica né l'energia termica per scavare la roccia.

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Il Modulo di Discesa del LM nelle officine aerospaziali Grumman, in attesa di essere rivestito delle protezioni esterne MLI. In basso è visibile la campana del propulsore di discesa DPS, completo dei serbatoi del propellente e delle linee di alimentazione degli ipergolici. Foto cortesia NASA.Il propulsore DPS era un motore progettato per non fallire. Funzionava con propellenti ipergolici che si incendiavano spontaneamente al semplice contatto, rendendolo estremamente affidabile e al contempo tecnicamente semplice. Nelle ultime versioni (missioni J) raggiungeva i 2,54 metri di lunghezza, un diametro alla base di 1,6 metri, pesava 179 kg e poteva produrre una spinta massima nel vuoto di 4500 kg. Foto cortesia Mr. Richard Kruse (https://historicspacecraft.com/)Il propulsore DPS del LM "Eagle" di Apollo 11. In questa foto dettagliata è possibile vedere l'azione del propulsore DPS sulla superficie lunare. E' evidente al suolo la dissipazione del getto a raggiera e la rottura dello strato basaltico ad opera del calore. Foto cortesia NASA.
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Il propulsore DPS del LM "Intrepid" di Apollo 12. Nella regolite lunare è evidente l'azione del getto che si espandeva a ventaglio nel vuoto. Foto cortesia NASA.Ancora uno scatto del propulsore DPS del LM "Eagle" di Apollo 11. Al suolo è evidente l'azione del getto di scarico, la cui combustione altamente reattiva ha chimicamente "bruciato" e macchiato il terreno di ossidi di azoto. Foto cortesia NASA.Il LM "Falcon" di Apollo 15 fu posato al suolo con una zampa in un piccolo cratere che inclinò l'appoggio di circa 11°. La presenza limitrofa del bordo del cratere suddetto, portò la campana del propulsore DPS a cozzare con il terreno schiacciandola da un lato. Foto cortesia NASA.

AS14 66 9261HR LIl propulsore DPS del LM "Antares" di Apollo 14. In questa foto dettagliata è possibile vedere l'azione del propulsore DPS sulla superficie lunare, che appare ripulita sino alla roccia nuda sottostante la regolite superficiale. E' evidente al suolo la dissipazione del getto a raggiera e la rottura dello strato basaltico ad opera del calore. Foto cortesia NASA.

Strettamente connessa a questa spietata logica del vuoto è un'altra accusa ricorrente: il mistero delle zampe del LM perfettamente pulite ... I detrattori si chiedono come sia possibile che, atterrando su un suolo polveroso con un razzo acceso, i larghi piatti d'appoggio dorati del veicolo non siano stati ricoperti da una fitta coltre di detriti. La risposta della scienza al riguardo, demolisce ancora una volta l'idea bislacca del set cinematografico terrestre in un solo colpo! Sulla Terra, infatti, l'aria viene mossa dai gas di scarico, creando correnti convettive e turbolenze che sollevano la polvere formando nubi vorticose; queste nubi rimangono in sospensione per minuti prima di ricadere morbidamente su tutto ciò che sta sotto, veicolo compreso. Sulla Luna, l'aria non c'è! Trovandosi nel vuoto cosmico, i gas del motore spazzavano via la polvere esclusivamente in direzione radiale, sparandola parallelamente al suolo ad altissima velocità. La polvere viaggiava dritta e piatta, senza mai sollevarsi in volute nuvolose (come avrebbe potuto farlo?), ricadendo balisticamente a decine di metri di distanza. Inoltre, dai piatti d'appoggio del LM pendevano delle sonde di contatto lunghe circa un metro e mezzo. Quando la prima di queste sonde sfiorava il suolo, nella console di controllo del LM posta frontalmente all'equipaggio, si accendevano all'unisono una coppia di spie blu ("Contact Light"). A quel segnale, la procedura imponeva agli astronauti di spegnere immediatamente il motore, per evitare che i gas rimbalzassero contro il suolo ed entrassero pericolosamente nella campana del propulsore facendolo esplodere. Di conseguenza il LM compiva l'ultimo metro e mezzo in caduta liberaquando le zampe vere e proprie toccavano fisicamente la superficie lunare, ammortizzando l'impatto, il motore era già spento da più di un secondo. L'azione di spazzamento radiale era cessata e, senza atmosfera a trattenere particelle in sospensione, la polvere era già ricaduta al suolo e non vi era letteralmente alcuna nuvola di polvere pronta a ricadere dall'alto sulle zampe di allunaggio della navicella.

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Il LM "Eagle" di Apollo 11 vola finalmente libero in orbita lunare, pronto per scendere nel Mare della Tranquillità per lo sbarco storico. Prima di andare, però, le procedure richiedevano al Pilota del Modulo di Comando, di verificare che il carrello di allunaggio (le 4 zampe dorate) fosse correttamente dispiegato. In questa foto si vedono bene le sonde di contatto (freccia rossa) e il propulsore DPS (freccia verde). Foto cortesia NASA.Sulla console di controllo del LM, frontalmente alla postazione di guida in piedi dell'equipaggio, era presente una spia blu (freccia rossa). Quando si accendeva, indicava agli astronauti che una o più sonde erano entrate in contatto con la superficie lunare (distante ormai 1,5 metri) e occorreva spegnere tempestivamente il propulsore per evitare l'esplosione dello stesso. Foto cortesia NASA.Grazie allo spegnimento anticipato, le zampe poggiavano al suolo quando il propulsore era già spento. Per via del vuoto cosmico dell'ambiente lunare, la polvere non poteva rimanere in sospensione e al momento del contatto era già ricaduta tutta al suolo, lasciando i pad delle zampe, sostanzialmente puliti.
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Quando il Modulo Lunare si posava al suolo, le sonde di contatto rimanevano compresse al suolo, completamente schiacciate dalla massa del LM, costituendo talvolta un pericolo d'inciampo per l'equipaggio. Per prevenire danni termici durante il volo dalla Terra alla Luna e nel periodo di permanenza al suolo, le zampe erano rivestite dalla copertura MLI dorata. Foto cortesia NASA.Nei mari lunari (siti di allunaggio prescelti per le prime missioni Apollo), la presenza di polvere al suolo (regolite) era limitata a pochi centimetri di spessore. Per questo motivo, l'azione del getto di scarico del propulsore DPS ha scoperto in parte la superficie basaltica sottostante, permettendo alle zampe di affondare poco. Foto cortesia NASA.Non tutti gli allunaggi risultarono perfetti. Durante la missione Apollo 14, l'equipaggio non riuscì a smaltire completamente la velocità laterale e pertanto una delle quattro zampe arò il terreno ricoprendosi di regolite lunare e rompendo parte della coperta MLI. Foto cortesia NASA.

Un esempio classico e da tutti valutabile per comprendere visivamente questo ineluttabile principio fluidodinamico dell'espansione dei gas nel vuoto, riguarda l'aspetto della piuma di scarico del primo stadio del Saturn V. Quando il gigantesco razzo decollava dalla rampa, la colonna di gas di scarico sprigionata dai 5 enormi propulsori F-1 era mantenuta stretta, focalizzata e devastante proprio grazie al forte contenimento atmosferico, derivato dalla pressione dell'aria circostante al livello del mare. Col crescere della quota, invece, la pressione dell'aria circostante calava drasticamente e la piuma di scarico iniziava ad assumere sempre di più l'aspetto di un ventaglio esteso. Avvicinandosi all'orbita, questa espansione senza vincoli diventava così estrema da trasformare i gas in una gigantesca palla di fuoco rigurgitante che, vista da terra, sembrava quasi stesse consumando e inghiottendo il razzo stesso. Proprio per sopravvivere al catastrofico ritorno di calore causato da questa mostruosa espansione rovente di gas a bassa pressione, i propulsori del primo stadio erano meticolosamente avvolti da spesse coperture termiche protettive ignifughe, mentre l'intera base del secondo stadio era pesantemente blindata con uno scudo termico dedicato, indispensabile per resistere al calore sviluppato dal funzionamento nel vuoto dei cinque propulsori criogenici J-2. Se la fisica impone a un leviatano come il Saturn V di disperdere in questo modo la sua spinta propulsiva al calare della pressione atmosferica, è palese come il minuscolo e depotenziato motore DPS del LM non potesse in alcun modo mantenere, con buona pace delle tesi luna complottiste, una fiamma coesa e tagliente per scavare una voragine nella dura roccia lunare.

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Il propulsore F-1 ripreso un attimo prima dell'inizio del test di funzionamento sul banco di prova del Marshall Space Flight Center. E' evidente la presenza della coperta ignifuga multistrato denominata "Aft Heat Shield". Questa protezione impediva avarie del propulsore alle quote più alte, quando a causa della riduzione della pressione atmosferica, i gas di scarico, non più sospinti dalla turbolenza di scia, rimanevano inglobati in una fireball alla base del razzo stesso. Foto cortesia NASA.Particolare dello scudo termico posto alla base del secondo stadio (S-II) del Saturn V. Offriva protezione dalla piuma di scarico del cinque propulsori J-2. Questi motori, infatti, entravano in funzione a oltre 70 km di quota, dove la pressione dell'aria era ormai estremamente ridotta. A causa di questa peculiarità, alla base dello stadio si creava una fireball che avrebbe potuto compromettere il funzionamento stesso dei propulsori e delle relative elettroniche di controllo. Foto cortesia NASA.

Quanto detto finora, pertanto, può essere riassunta in una pratica slide conclusiva ...

LM Crater Slide

Concludendo, l'assenza di un cratere profondo non significa affatto che il suolo sia rimasto intatto! Se si osservano le foto ad alta risoluzione scattate dagli astronauti passeggiando attorno al LM (foto che i teorici del complotto evitano accuratamente di mostrare per intero), si nota un evidente e spettacolare pattern a "raggi di sole": lo strato superficiale di polvere chiara risulta spazzato via a raggiera, mettendo a nudo il terreno più scuro e compatto sottostante. Inoltre, la zona esattamente sotto l'ugello appare spesso brunastra o annerita. Questo perché il motore utilizzava propellenti ipergolici (tetraossido di azoto e Aerozina 50), la cui combustione altamente reattiva ha chimicamente "bruciato" e macchiato il terreno di ossidi di azoto marroni. Tutto, dalla mancanza di uno scavo profondo alla pulizia delle zampe, fino alle macchie chimiche sul suolo, collima perfettamente e cinicamente con le inflessibili leggi della natura, trasformando l'ennesima presunta anomalia complottista in una magnifica lezione di ingegneria aerospaziale e fisica del vuoto.

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