FONTE: Filippo Giannetti — professore di Telecomunicazioni presso la Facoltà di Ingegneria dell'Università di Pisa.

Sono passati 50 anni da quando vennero messe a punto le prime missioni spaziali, da allora ad oggi i razzi, le astronavi e i satelliti che hanno lasciato l'atmosfera del pianeta Terra si sono moltiplicati in maniera esponenziale, alcuni restando in orbita, altri diretti verso altri pianeti, altri ancora verso nuove galassie. Ma vediamo di ripercorrere in breve la cronologia delle avventure spaziali attraverso le quali l'uomo ha varcato un confine che sembrava fino ad allora invalicabile.
L’Unione Sovietica confermò la propria superiorità tecnologica durante la prima fase della corsa allo spazio, quando, il 3 Novembre 1957, vale a dire appena un mese dopo il lancio del primo Sputnik, un nuovo e più grande satellite, denominato Sputnik 2, portò in orbita la cagnetta Laika, primo essere vivente inviato nello spazio. Mentre anche il programma spaziale americano iniziava a muovere i suoi primi passi sotto la guida della NASA, da parte Sovietica proseguirono i lanci di altri satelliti della famiglia Sputnik. Complessivamente, tra il 1957 ed il 1961, venne inviata nello spazio una flotta di dieci satelliti con questo nome. I vari Sputnik, che per la verità erano molto diversi tra loro, furono lanciati principalmente allo scopo di effettuare dei voli di prova con dei cani a bordo, in preparazione di una successiva missione con equipaggio umano, oltre naturalmente che per lo studio degli strati superiori dell’atmosfera terrestre e della radiazione solare. Tra le varie missioni, ricordiamo lo Sputnik 3, un vero e proprio laboratorio scientifico orbitante, lo Sputnik 5 che aveva a bordo i cani Bielka e Strelka, i primi esseri viventi a rientrare vivi da un volo orbitale, e lo Sputnik 8 che servì da piattaforma per il lancio di Venus 1, la prima sonda diretta verso il pianeta Venere.
L’ultimo Sputnik di questa serie, il numero 10, fu lanciato il 25 Marzo 1961, solo 18 giorni prima dello storico volo di Yuri Gagarin, primo uomo nello spazio, avvenuto il 12 Aprile 1961 a bordo della navicella Vostok (inizialmente identificata come Sputnik 11). Il sogno di vedere un uomo viaggiare nello spazio e rientrare sano e salvo a Terra, si era così realizzato e l’Unione Sovietica aveva stabilito un altro storico primato. Nel volgere di poco tempo, anche gli Stati Uniti furono in grado di inviare uomini nello spazio, e così, durante gli anni ’60, cosmonauti sovietici ed astronauti americani furono impegnati in missioni spaziali sempre più ardite che prevedevano passeggiate spaziali, manovre ed agganci di navicelle in orbita e permanenza nello spazio per periodi sempre più lunghi, fino a che, il 21 Luglio 1969, la missione statunitense Apollo XI raggiunse finalmente la Luna. Erano passati solo 12 anni dal lancio del primo piccolo Sputnik e l’uomo era già in grado di andare sulla Luna e fare ritorno!
Ma il nostro satellite naturale, primo corpo celeste raggiunto dall’uomo, che sembrava dovesse divenire un semplice trampolino di lancio per ancora più audaci viaggi nello spazio, si rivelò ben presto una frontiera non facilmente valicabile. Una volta raggiunto questo storico traguardo, gli enormi costi (qualche volta purtroppo anche in termini di vite umane) delle missioni spaziali svolte in acerrima concorrenza tra le due superpotenze diventarono sempre meno accettabili per il comune cittadino. Infatti, al di là delle questioni di politica e di prestigio nazionale, e dei notevoli risultati scientifici che interessavano però solo una ristretta comunità di ricercatori, non si vedevano immediate ricadute di tali ingenti investimenti economici nella vita di tutti i giorni. Inoltre, le enormi difficoltà pratiche nella realizzazione di lunghi viaggi spaziali, come ad esempio quello verso Marte, altra meta che ha sempre affascinato, incuriosito ed anche inquietato gli uomini, si rivelarono ben presto insormontabili, per lo meno, nel breve periodo. Nel frattempo, un lento, ma progressivo, disgelo tra le due superpotenze spaziali, la comparsa sulla scena di altri attori, prima fra tutti l’Europa, che nel 1975 costituì la propria agenzia spaziale ESA, ed infine i cambiamenti sopravvenuti in Unione Sovietica a partire dalla fine degli anni ’80, portarono un nuovo clima nel campo dell’astronautica. Così alla parola “competizione”, che aveva dominato gli anni ’50, ’60 e l’inizio degli anni ’70, si andò a sostituire la parola “collaborazione”.
Chiuso il programma Apollo alla fine del 1972 con l’ultima missione sulla Luna, a partire dal 1973 fino ad oggi le missioni spaziali con equipaggio hanno consistito esclusivamente in permanenze più o meno lunghe nello spazio a bordo di navette, laboratori e stazioni spaziali orbitanti intorno alla Terra, come la famosa stazione russa Mir e la stazione internazionale ISS, attualmente operativa ed ancora in fase di ampliamento. Quest’ultima, emblematico simbolo del nuovo spirito di cooperazione internazionale in campo spaziale, è il prodotto di una iniziativa che unisce Stati Uniti, Russia, Europa e Giappone e Canada. Durante le missioni sulle stazioni orbitanti vengono tipicamente effettuati esperimenti scientifici di medicina, biologia, fisica e chimica, osservazioni astronomiche e monitoraggio del pianeta Terra. Dal volo di Gagarin, fino ad oggi, 250 missioni con astronavi e navette hanno portato complessivamente nello spazio circa 450 astronauti, ma le ottimistiche previsioni degli anni ’60 di voli interplanetari effettuati da astronavi con equipaggio umano, al momento, rimangono irrealizzate ed irrealizzabili. Non mancano studi e progetti su questo tema e chissà che in un futuro, speriamo non molto lontano, si possa concretizzare anche quest’altro sogno.
Tuttavia, l’esplorazione del cosmo ha comunque trovato una soluzione molto efficace, decisamente più economica e priva di rischi per l’uomo, nelle sonde interplanetarie completamente automatiche. Queste sonde hanno esplorato quasi tutto il sistema solare, in alcuni casi scendendo addirittura sulla superficie di corpi celesti come Venere, Marte o Titano, il più grande dei satelliti di Saturno, per scattare foto, effettuare ricognizioni o analizzare campioni di suolo. Dal lancio della sonda sovietica Luna I, nel 1959, ben 150 sonde interplanetarie hanno lasciato la Terra dirette verso altri corpi del sistema solare. Tra queste, le sonde statunitensi Pioneer 10 e 11 e Voyager 1 e 2 hanno addirittura varcato i confini del sistema solare e attualmente stanno viaggiando verso l’ignoto delle profondità cosmiche.
Ma ritorniamo alla Terra e vediamo adesso quali utili funzioni svolgono i satelliti oggi, all’inizio del XXI secolo. Cominciamo osservando che dal primo Sputnik del 4 ottobre del 1957 in poi sono stati lanciati circa 6500 satelliti, dei quali 3200, sia funzionanti che fuori uso, sono ancora in orbita, mentre 3300 si sono disintegrati rientrando nell’atmosfera. Moltissime e tutte di grande utilità sono le applicazioni dei satelliti attuali.
Iniziamo questa breve rassegna con i satelliti per le telecomunicazioni: sofisticati apparati ricetrasmittenti equipaggiati con grandi antenne paraboliche. Sono prevalentemente posti su di un’orbita circolare in cui il satellite compie un giro completo intorno alla Terra, a 36000 km di quota sopra l’Equatore, esattamente in 24 ore: lo stesso tempo che il globo terrestre impiega per ruotare intorno al proprio asse. In pratica, il satellite percorre la sua orbita in perfetto sincronismo con la rotazione terrestre e questo fa sì che, osservato da Terra, esso appaia come se fosse immobile in un punto nel cielo. Per tale motivo questa orbita viene detta “geostazionaria”. Grazie a questa proprietà è possibile utilizzare il satellite, il cui peso può raggiungere le 20 tonnellate, come un potente ripetitore, sempre disponibile in cielo 24 ore su 24, in grado di mettere in comunicazione luoghi molto distanti sulla superficie terrestre. Questi satelliti consentono quindi collegamenti televisivi internazionali, per esempio tra l’Europa e l’America, fornendo alle varie emittenti le immagini in diretta di importanti avvenimenti di risonanza mondiale. I satelliti per telecomunicazioni in orbita geostazionaria, che in totale sono circa 300, sono anche utilizzati per trasmettere programmi radiofonici e televisivi ricevibili direttamente da casa. Basta installare sul tetto un’antenna parabolica puntata verso il satellite desiderato, ad esempio uno di quelli della società europea Eutelsat, e collegarvi un apposito ricevitore, per avere accesso ad una enorme quantità di canali. Oltre a tutto questo i satelliti per telecomunicazioni forniscono anche linee telefoniche e collegamenti ad internet destinati ad aree rurali, zone remote, paesi privi di infrastrutture, navi in mezzo agli oceani, oppure utilizzabili in caso di calamità.
Sempre restando in tema di telecomunicazioni, vale anche la pena di ricordare un’importante ricaduta della tecnologia spaziale nella vita di tutti i giorni. I nostri telefoni cellulari infatti utilizzano alcune tecniche di trasmissione del segnale che sono state messe a punto ed utilizzate con successo per mantenere il contatto con le sonde interplanetarie attraverso distanze di molte centinaia di migliaia di chilometri. E così, anche nel nostro telefonino, c’è un po’ di tecnologia figlia dell’esplorazione dello spazio.

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Чичерин

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