La storia del Modulo Lunare realizzato con la carta stagnola ...
L'argomento del Modulo Lunare costruito con "carta stagnola e nastro adesivo" è forse uno dei più iconici, quanto imbarazzanti esempi di ignoranza tecnica diffusi ai quattro venti da chi sostiene la tesi del complotto lunare. Osservando le fotografie scattate dagli astronauti sulla superficie selenica, i negazionisti puntano il dito contro l'aspetto goffo, spiegazzato, multicolore e apparentemente fragile della parte esterna del lander, concludendo con estrema superficialità che una simile "baracca" non avrebbe mai potuto resistere a un viaggio spaziale. Figuriamoci poi a un allunaggio e a giorni di permanenza sul suolo lunare dove le escursioni termiche tra il giorno e la notte sono davvero estreme ...
Questa affermazione, come del resto tutte le altre, ignora totalmente la complessa ingegneria dei materiali e le condizioni fisiche uniche dell'ambiente lunare, scambiando un sofisticato scudo termico per un involucro da messinscena, idoneo a dir loro, solo a convincere la solita massa di creduloni ... Per comprendere la realtà dei fatti, invece, prendendo le distanze debitamente dalla solite trite e ritrite chiacchiere becere da bar (perchè dati alla mano altro non sono), bisogna guardare oltre, analizzando nel contesto l'aspetto esteriore del Modulo Lunare che non era coperto da carta stagnola e nastro adesivo, ma da una vera e propria "coperta protettiva spaziale", tra l'altro in uso ancora oggi da tutte le agenzie e le industrie aerospaziali del mondo ...
Il Modulo Lunare era una macchina straordinaria, progettata per essere leggera e robusta allo stesso tempo. Sotto i rivestimenti esterni non c'era il nulla, ma una corazza strutturale estremamente solida chiamata "Ascent and Descent Stage Structure", realizzata in leghe di alluminio aeronautico (principalmente alluminio 2219 e 7075-T6). Questa struttura conteneva anche la vera cabina di pilotaggio dove vivevano gli astronauti: un guscio rigido, fresato con precisione nanometrica, progettato per mantenere la pressione atmosferica interna di circa 5 PSI (0,34 bar) di ossigeno puro senza deformarsi. Il LM era, a tutti gli effetti, un velivolo multiruolo progettato per operare esclusivamente nel vuoto dello spazio!
Perché allora appariva così "fragile"? La risposta risiede nel fatto che il LM non doveva volare nell'atmosfera terrestre. Sulla Terra, un aereo deve essere aerodinamico e avere una "pelle metallica spessa" per contrastare la resistenza offerta dall'aria. Nello spazio l'aerodinamica è irrilevante! Il LM, infatti, veniva liberato dal suo guscio protettivo denominato SLA, solo una volta che tutto il complesso aveva raggiunto lo spazio profondo ed era permeato dal micidiale vuoto cosmico. In fase di progettazione ogni grammo risparmiato sulla struttura esterna non pressurizzata era un grammo in più di propellente dedicato al vettore di lancio o alle astronavi lunari e immancabilmente di campioni lunari riportabili a Terra. Di conseguenza, i pannelli esterni che costituivano il lander e che non erano dediti a contenere la pressione, furono realizzati con fogli di alluminio sottilissimi (spessi in certi punti solo 0,3 mm), poiché il loro unico scopo non era strutturale, ma semplicemente protettivo. Quella che i complottisti, gonfi come tacchini della loro incauta superbia, chiamano spregiativamente "carta stagnola" è in realtà il MLI (Multi-Layer Insulation), un sofisticato isolamento multistrato, padre degli attuali sistemi di isolamento utilizzati anche sui satelliti artificiali lanciati in orbita ogni giorno e dalle sonde interplanetarie che studiano a tutt'oggi altri mondi.
Particolare della stratificazione di una moderna MLI in uso ai satelliti di comunicazione commerciale.
Tanti non sanno che le coperte di protezione termica da escursionismo sono realizzate con il Mylar che costituisce le MLI aerospaziali ...La coperta MLI (Multi-Layer Insulation) del LM era composta da circa 25 strati di fogli di Kapton (una poliammide capace di isolare in un range di temperature compreso tra i -269°C e i +400°C), uniti e intervallati a pellicole di Mylar alluminizzato. È risaputo, infatti, che sulla Luna, in assenza di atmosfera, lo scambio termico avviene esclusivamente per irraggiamento; per questo motivo, in determinati momenti del giorno lunare (della durata di circa 28 giorni terrestri), le temperature possono oscillare dai +120°C sotto l'illuminazione solare diretta ai -180°C all'ombra. Senza queste "coperte spiegazzate" che rivestivano il Modulo Lunare (e che rivestono tuttora, anche se i teorici del complotto non lo sanno, le odierne sonde cinesi e indiane inviate sul nostro satellite) il calore solare farebbe espandere i serbatoi di propellente fino all'esplosione e danneggerebbe le sofisticate apparecchiature necessarie per operare in un ambiente ostile come il suolo selenico. Nel caso specifico del LM delle missioni Apollo, la copertura MLI aveva anche l'onere vitale di proteggere il prezioso equipaggio umano ospitato al suo interno, impedendo letteralmente agli astronauti di arrostire al Sole durante il breve periodo di permanenza. L'aspetto sgualcito che tanto agita i teorici del complotto, inoltre, era ed è ancora oggi un'irrinunciabile necessità tecnica. Tale sgualcimento, unito all'interposizione di una fitta rete in Dacron, fa sì che i fogli costituenti la coperta termica si tocchino solo in minima parte. Rimanendo prevalentemente separati grazie alle loro stesse pieghe, evitano un contatto fisico totale che innescherebbe l'inevitabile trasmissione di calore per conduzione. Un'apposita serie di micro-fori, disposti in posizioni strategiche sulla copertura MLI, permetteva inoltre la fuoriuscita dell'aria residua intrappolata durante il lancio terrestre, consentendo al vuoto siderale di penetrare tra gli strati e agire come l'isolante termico più efficiente mai concepito. Come si può notare, conoscere la fisica salva letteralmente la vita: basta comprenderne le leggi e applicarle nel miglior modo possibile, con buona pace dei teorici del complotto ...
Occorre a questo punto sfatare anche un altro mito! E' vero che sulla Luna esistono escursioni termiche mostruose che possono spaziare dai +120°C del mezzogiorno ai
-173°C della mezzanotte lunare, ma queste non sono onnipresenti a tutte le latitudini e rapidissime nel diffondersi. Come spiegato precedentemente, infatti, nel vuoto dello spazio e sulla superficie lunare priva di atmosfera, l'unico modo che permette la trasmissione del calore è per semplice irraggiamento, che è il meno efficiente dei tre modi possibili in natura, garantiti dalle leggi della termodinamica. Gli altri due sono: per conduzione (contatto tra oggetti) e convenzione (possibile solo se c'è un'atmosfera a mediare). Quando gli astronauti sbarcavano sulla Luna, lo facevano sempre quando al sito prescelto era mattino presto. Per credere si vedano tutte le foto delle missioni Apollo: il Sole è sempre molto basso sull'orizzonte! La NASA sapeva che per avere condizioni idonee allo sbarco, era indispensabile mirare a una zona selenica che si trovava in quel momento vicino al terminatore, la linea che divide il giorno dalla notte e che due volte al mese fa sembrare la Luna nel cielo, una falce più o meno grande. In quelle zone peculiari il suolo lunare stava uscendo dal freddo della notte e lentamente (abbiamo già ricordato che un giorno lunare dura 28 giorni terrestri), prevalentemente per irraggiamento solare, iniziava a scaldarsi. Quando le zampe del LM si appoggiavano nella regolite lunare, questa aveva una temperatura media al Sole di soli +15°C e consentiva agli astronauti, chiusi nelle loro tute bianche (colore non certo scelto a caso), di muoversi sulla Luna raffreddati semplicemente dai piccoli evaporatori presenti nei loro zaini PLSS. E' facile comprendere a questo punto, come la copertura MLI del LM fosse più che sufficiente ad offrire un'efficace scudo protettivo contro le temperature crescenti, nell'arco dei tre giorni massimi previsti per l'esplorazione. Quando il LM lasciava la superficie lunare, la temperatura selenica era cresciuta molto, così come l'altezza del Sole sull'orizzonte, raggiungendo anche i +90°C. Restare poteva essere pericoloso senza un'efficace manovra rotazionale di controllo termico passivo! E' proprio per questo motivo che esistevano le finestre di lancio per le missioni Apollo. Ritardare la partenza, significava arrivare al sito lunare prescelto con un Sole molto più alto, che oltre a rendere difficoltosa la manovra di allunaggio (le ombre erano fondamentali per distinguere crateri e massi durante le operazioni di touch-down), creavano condizioni termiche locali più ostili, che avrebbero potuto mettere a dura prova le strutture protettive dell'intrepida astronave lunare.
Va detto inoltre, che il rivestimento esterno in MLI, fungeva anche da scudo contro i micrometeoriti. Nello spazio profondo e sulla superficie lunare, infatti, è molto alto il rischio di imbattersi in piccoli frammenti di roccia spaziale in caduta libera, che viaggiano nel vuoto a velocità tali da creare una seria minaccia all'integrità strutturale degli artefatti artificiali costruiti dall'uomo, impattandoli con velocità fino a 70 km/s. Per capirci, questi sono gli stessi frammenti rocciosi responsabili dello splendido spettacolo delle "stelle cadenti" sulla Terra. Viaggiando a velocità estremamente elevate, infatti, questi copri penetrano l'atmosfera terrestre disintegrandosi inesorabilmente e emettendo la classica e romantica scia luminosa. Nello spazio però, dove non c'è atmosfera, questi corpi impattano gli oggetti con energie inaudite creando danni devastanti se non opportunamente fermati. Per capirci, se un micrometeorite grande come un sassolino, dovesse colpire la paratia di una navicella non opportunamente protetta, lo farebbe con la stessa energia di una palla da bowling che viaggiasse a 70 km/h! La copertura MLI, pertanto, agiva come uno scudo di Whipple: l'impatto con il primo foglio di Kapton vaporizzava il micro-proiettile, trasformandolo in una nuvola di plasma innocua che veniva poi definitivamente fermata dalla corazza interna di alluminio sottostante, perdendo al primo impatto gran parte della sua energia incidente. Questi materiali e questi principi fisici, furono alla base dei moderni giubbotti e elmetti antiproiettile, essendo Kapton e Dacron i progenitori diretti del moderno Kevlar e dei sistemi protettivi odierni, utilizzati anche sulla Stazione Spaziale Internazionale. Il nastro adesivo visibile nelle foto di Apollo che ritraggono il LM, invece, altro non era che il celebre nastro Kapton color ambra, essenziale per sigillare le giunzioni termiche. Era un materiale così performante da essere ancora oggi lo standard dell'industria aerospaziale globale.
Il LM era dunque un capolavoro di efficienza: una solida armatura di alluminio all'interno per proteggere la vita, avvolta in un vestito leggerissimo, quasi impossibile da penetrare ai micrometeoriti ed estremamente riflettente all'esterno per gestire al meglio l'energia solare incidente, durante i pochi giorni di permanenza sulla Luna. Definirlo una "costruzione di carta stagnola" dimostra solo quanto sia facile cadere nell'errore, quando si tenta di giudicare una macchina concepita per lo spazio, utilizzando magari le proprie grame conoscenze al riguardo.
Un bellissimo video realizzato dagli amici di Apollo11Space che spiega per filo e per segno perché il Modulo Lunare appariva al primo impatto fragile e sgraziato. L'audio è disponibile anche in Italiano. Per attivarlo cliccate su "Settings" (tasto ingranaggio) -> "Audio Track" -> "Italian".
Il Modulo Lunare non era bello, ma era la macchina perfetta per la Luna, tanto quanto appariva sgraziata nell'insieme. Non a caso è stato copiato molte volte, da chiunque abbia voluto allunare e permanere per qualche tempo in quell'ambiente estremo. Si veda ad esempio la costituzione esterna della sonda cinese Chang'e, anch'essa dotata di quattro zampe, pannelli neri antimeteorite in kevlar e l'iconica copertura dorata spiegazzata MLI. A tal riguardo, non ho ancora sentito nessun teorico del complotto esprimersi al riguardo. La fisica rimane sempre la stessa anche se le epoche progrediscono e la tecnologia avanza!
