50° anniversary of Yuri Gagarin space flight. Work presented at "La Notte dei Libri" in Lissone (MB) on June 18th, 2011

1. Yuri Gagarin e l’astronautica sovietica (1957 – 1961) Alessandro Fumagalli G.A.V. Gruppo Astrofili Villasanta Via Bestetti 8, 20852 Villasanta (MB) http://gav.altervista.org

2. L’inizio della corsa allo spazio La storia dell’esplorazione spaziale ha rappresentato la realizzazione del sogno più antico dell’Umanità. Le vicende degli ultimi 50 anni del secolo scorso rappresentano l’insieme degli sforzi effettuati dalle due principali potenze mondiali per il predominio nel campo della scienza e della tecnica, nonché sul campo ideologico.

3. Un po’ di storia Il viaggio di Yuri Gagarin fu il risultato finale di un intenso lavoro di ricerca, impegno ed investimenti che vide impegnati i migliori scienziati e ricercatori dell’epoca. Il risultato finale venne realizzato grazie anche agli studi di fisica condotti da alcuni scienziati, i quali pensavano che andare nello spazio fosse un obiettivo realizzabile e non relegato ad un racconto di Jules Verne.

4. Gli inizi La possibilità di inviare un essere vivente nello spazio e farlo rientrare a Terra era già stata ipotizzata agli inizi del XX secolo. L’idea di base era quella di costruire un razzo vettore molto potente in grado di superare l’attrazione gravitazionale terrestre sulla superficie. Velocità di fuga sulla Terra: 11 Km/s (circa 40300 Km/h) G = costante di gravitazione MT = Massa della Terra RT = raggio della Terra

5. Equazione del razzo L’uomo avrebbe trovato collocazione in un modulo abitativo in grado di garantirgli la sopravvivenza per tutto il viaggio. Il primo a ritenere realizzabile quest’idea fu Konstantin Ciolkovskij (1857 – 1935). Egli formulò l’equazione del razzo che è alla base della propulsione spaziale. ve= velocità eiezione dei gas mi= massa iniziale mf = massa finale ∆v = variazione di velocità del razzo

6. Gli studi dei pionieri Hermann Oberth (1894 – 1989) uno scienziato tedesco disegnò la prima tuta spaziale e si impegnò nello studio del funzionamento dei propulsori Robert Goddard(1882 – 1945) americano, progettò il primo razzo a propellente liquido

7. Wernher Von Braun Nel decennio 1920 – 1930 l’intuizione di Ciolkovskij venne accettata e venne studiata in dettaglio in Germania nel corso della Seconda Guerra Mondiale. L’esigenza principale dello studio era di motivo bellico: il principale attore che approfondì gli studi in tal senso fu Wernher von Braun (1912 – 1977) Grazie a lui si formarono moltissimi scienziati che migrarono alcuni in U.R.S.S. ed altri in U.S.A.

8. L’inizio Von Braun progettò le V2, una classe di missili balistici usati durante i bombardamenti tedeschi su Londra a partire dal 1944. Il termine della II Guerra Mondiale segna l’inizio della corsa allo spazio Nel 1948, l’U.R.S.S. mise le mani sulla tecnologia tedesca delle V2 e costruisce i missili balistici R1. Missile V2

9. Sergej Korolev Sergej Pavlovich Korolev (1907 – 1966) era il direttore della ricerca missilistica sovietica. Studiò i razzi a propellente liquido a partire dai primi anni 30 L’ingegnere ucraino, che conobbe i campi di lavoro, nel 1938 costruì, grazie alla tecnologia tedesca, i primi razzi vettori R1.

10. La Guerra Fredda La fine della Seconda Guerra mondiale aveva portato il fatto emergere nello scenario mondiale le due maggiori potenze: U.S.A. e U.R.S.S. La contrapposizione sul piano politico, ideologico dei due Paesi era sfociata in uno stato di tensione noto come Guerra Fredda.

11. La Guerra Fredda Questa situazione portò ad una corsa agli armamenti ed allo sviluppo di nuovi settori strategici come la ricerca nucleare e la missilistici

12. U.R.S.S. – U.S.A. a confronto Dal punto di vista tecnologico l’U.R.S.S uscì vittoriosa nel confronto con gli U.S.A. dalla prima fase alla corsa allo spazio (1948 – 1961) Gli U.S.A. erano superiori e più avanzati dal punto di vista della tecnologia nucleare. Costruirono bombe più leggere, compatte che non richiedevano vettori potenti per il trasporto. L’U.R.S.S. usava dispositivi nucleari più semplici ma più pesanti; fu così costretta a progettare ed usare lanciatori più potenti. Il volo di Gagarin rappresenta il punto più alto raggiunto dall’U.R.S.S. ed una grossa vittoria nei confronti dell’avversario politico.

13. Obiettivi L’obiettivo era ambizioso: mandare il primo essere umano nella storia nello spazio in una capsula che lo proteggesse, compiere un’orbita intorno alla Terra e farlo rientrare vivo. L’obiettivo venne raggiunto tramite obiettivi intermedi costellati a volte da insuccessi e fallimenti. - Invio di un satellite in orbita intorno alla Terra. - Invio di un essere vivente (cane, scimmietta) in orbita. - Studio della fase di rientro con altri esseri viventi e manichini. - Invio un essere umano con rientro in sicurezza.

15. Il 3 Novembre 1957: lancio dello Sputnik II. A bordo c’è la cagnetta Kudrjavka (‘Laika’) per studiare le reazioni degli esseri viventi. Lo Sputnik II si disintegra nell’atmosfera

16. Non è prevista alcuna fase di rientro.Sputnik 1 Laika

17. U.S.A : gli inizi Nel frattempo gli U.S.A. assistono ai primi fallimenti dei lanci del vettore Vanguard che, nel 1957, esplode sulla rampa di lancio. Il 31 Gennaio 1958 L’Explorer I diviene il primo satellite americano ad orbitare intorno alla Terra. Nasce la NASA (Luglio 1958) ed assistiamo alla nascita dei vettori Pioneer. Le prime sonde falliscono l’obiettivo, migliori successi hanno le Pioneer 5 e le Pioneer 6. Pickering, Van Allen e Von Braun

18. Le Lunik 1 - 2 - 3 Sono sonde lanciate per uscire dalla zona di influenza terrestre; la Lunik 2 raggiunge la Luna ma si schianta sulla superficie. Lunik 3 Data di lancio: 4 ottobre 1959 Lunik 1 Data di lancio: 2 gennaio 1959 Lunik 2 Data di lancio: 12 settembre 1959

20. Non tutti si conclusero con successo, ovvero con il rientro a terra di un animale dopo essere stati in orbita.

21. Tra Giugno e dicembre 1960 vengono inviati diverse capsule con a bordo esseri viventi addestrati per il volo.

22. Si ricordano per esempio, Bars e Lisichka(esplose in volo), KometaeShutha(che rientrarono a Terra)

23. Parallelamente ai test su esseri viventi, l’U.R.S.S. invia alcune sonde con a bordo Ivan Ivanovich, un manichino.

24. Bisognava studiare gli effetti dello spazio sul corpo umano.Strelka, Chernushka, Zvezdochka e Belka Ivan il fantoccio

25. Gli Sputnik 4 - 5 Sputnik 4 15 Maggio 1960 Sputnik 5 19 Agosto 1960 Sputnik 5: Belka e Strelka rientrano a terra sane e salve dopo 18 giri del globo terrestre. Per la prima volta un essere vivente è tornato vivo dallo spazio. Sputnik 9 9 Marzo 1961 Sputnik 10 25 Marzo 1961

26. La scelta di progetto Il progetto base dell’Ufficio Progettazione (1956) prevedeva inizialmente il lavoro su due progetti paralleli: Un modulo di ricognizione terrestre (OD-1) Un modulo per il lancio di esseri viventi, dei cani, nello spazio (OD-2) Il primo (OD-1) consisteva in un satellite spia, mentre per il secondo (OD-2) era fondamentale il rientro in sicurezza e venne deciso un sistema di paracaduti. I responsabili scrissero una relazione di progetto che chiariva i punti da affrontare (Febbraio 1958), ma a causa dei limiti di gestione del sistema e per razionalizzare le risorse la scelta cadde sul secondo. Nel 1958, Korolev ottiene il via libera da Mosca alla realizzazione del progetto per il futuro volo del primo essere umano. Il modulo era costituito da: Uno stadio per l’alloggio del cosmonauta (Spuskaemyjj Apparat). Un secondo stadio per la strumentazione (Pribornyj Otsek).

27. La capsula Modulo SA (apparato di discesa): Una sfera di 2,5 m di diametro per l’equipaggio (per minimizzare gli sforzi termici e perché è il solido che a parità di volume offre una superficie minore) Un sedile eiettabile Peso: circa 3000 Kg Rientro per normale decadenza con orbita circolare in 10 giorni circa. Modulo PO (strumentazione): Peso: circa 2270 Kg Modulo a perdere. Sezione strumentale pressurizzata costituita da 2 compartimenti in forma conica che consentivano il volo pilotato. Motore da 375 Kg che poteva essere acceso una sola volta.

29. Trascorse l’infanzia con la famiglia in un kolchoz insieme ai suoi 3 fratelli.

31. Nel 1951 si trasferisce alla scuola industriale di Saratov, dove si iscrive alla scuola di volo e nel 1955 riceve il battesimo del volo su uno YAK 18Yak 18

33. Riceve una differente formazione tecnica: si studiano gli aerei a reazione, funzionamento dei motori e termodinamica.

35. In questo periodo conosce sua moglie Valya Goryacheva e nel 1959 nasce la sua prima figlia Yelena. (10 Aprile)

36. Diventato tenente si trasferisce nella base di Nikel (Murmansk), oltre il circolo polare artico con ad altri compagni di scuola.

37. Studia e pratica i voli notturni con MIG-15 e in condizioni meteorologiche difficili.Fa domanda per essere ammesso nel programma spaziale Mig -15

39. Curriculum/attestati di volo dei candidati.

40. Cartella clinica e condizioni fisiche: massima attenzione fu riservata alla vista, udito e cuore.

41. La commissione esaminatrice presieduta dal colonnello medicoYevhueniKarpov selezionò più di 3000 candidati. Yuri con il personale medico

42. questioni Bisognava rispondere a tante domande: Quali saranno le sue reazioni? Come può un essere umano sopravvivere nello spazio? Può ingoiare cibo? Era necessario stabilire una campagna di prove ad hoc per rispondere a queste ed altre domande che oggigiorno sono diventate elementari.

44. test di stress: capacità di risoluzione di problemi matematici in condizione di disturbo sensoriale (rumori).

45. test di esposizione ad alte temperature.

47. Gagarin entrò nella rosa dei 20 candidati finali e dovette trasferirsi a Mosca presso la Città delle Stelle.La ‘Città delle Stelle’, ingresso

49. molto importante era la pratica sportiva, soprattutto il nuoto.

50. L’allenamento dei cosmonauti era focalizzato sulla navicella spaziale: imparare le procedure e le tecniche di orientamento.Gagarin nuotatore Il 25 gennaio 1961 Gagarin apprende di essere nella rosa finale dei candidati assieme a Adrian Nikolajev, Gherman Titov, Pavel Popovich, ValeryBykovsky e GrigoriNelyubov. Yuri Gagarin, Pavel Popovich, German Titov and AndriyanNikolayev

52. altre prove nella centrifuga

53. 40 lanci con il paracadute per simulare la ‘discesa’Per simulare l’assenza di peso (microgravità) i candidati volarono sui Tupolev (TU-104) in traiettorie paraboliche per brevi periodi ripetuti.

54. La scelta La decisione finale di Korolev cadde su Yuri Gagarin solo pochi giorni prima del lancio La riserva di Gagarin fu Gherman Titov, il quale ricevette il suo battesimo dello spazio sulla Vostok II nell’agosto del 1961 compiendo 17 orbite intorno alla Terra.

56. Alla mattina si procedette alla vestizione: una sottotuta blu e una tuta arancione.

57. Trasferimento alla rampa in pullmino insieme a Titov. Prima di salire sulla rampa di lancio abbraccia Korolev.Durante il trasferimento si ferma a fare pipì sulla ruota del pullman e da allora è diventata una tradizione per i cosmonauti. E’ tradizione inoltre piantare una albero prima della partenza di ogni cosmonauta russo. Curiosità

59. Peso: 2460 Kg (SA) + 2270 (PO)

60. Diametro 230 cm

61. La capsula conteneva aria a circa 1 atm 4/5 N2 e 1/5 O2

62. Tre oblò per osservazioni ottiche

64. Il sistema di orientamento provvedeva a mantenere l’asse del’ugello principale rivolto verso il Sole, di conseguenza la spinta sarebbe stata opposta al Sole per non confondere i sensori ottici

66. Manopola per il controllo manuale

67. Ricevitore radio

68. Riserve di cibo per 10 giorni.

69. GiroscopiOltre al sistema di assetto del Sole (per il controllo della velocità) c’erano a bordo dei giroscopi per il controllo dell’imbardata. Uno specchio serviva per il controllo del rollio e beccheggio. Pannello degli strumenti

70. L’interno della caspula Pannello degli strumenti Pannello di controllo Contenitore con cibo Dispositivo ottico di orientamento Vzor Manopola di controllo per orientamento della navicella

72. Alla fine del 1957 vennero ideati due varianti per un vettore a tre stadi: 8K72 e 8K73: la scelta cadde sul primo (8K72K).

73. Nel Gennaio 1959 venne modificato aggiungendo un motore in grado di generare una capacità di spinta adeguata.

74. La lunghezza finale del vettore era di 38 metri.

75. Fece diversi lanci, alcuni fallirono ma portò con se 3 grandi successi (Le sonde Lunik)Il vettore 8K72K e l’8K71PS Il vettore 8K72K

77. 4 UHF (300 MHz – 3GHz) per garantire una migliore comunicazione dato che la maggior parte del volo sarebbe avvenuto sopra l’oceano.

78. 9.019 MHz and 20.006 MHz AM per la voce.

79. 19.995 MHz per la telemetria Le condizioni di volo furono assistite da sistemi radio – telemetrici e televisivi. Venne trasmessa della musica e segnali morse per sincronizzare i vari centri di controllo.

81. Sistema Signal per la telemetria

82. Sistema Tral-T per i video.La musica servì a Gagarin per avere un riscontro sulla qualità della comunicazione

83. Il viaggio Kedr: nome in codice di Gagarin Altitudine min: 175 Km Altitudine max: 302 Km Durata: 108 minuti Velocità: 27400 Km/h

84. Il viaggio 8:51Pressurizzazione della cabina, Gagarin ascolta della musica 8:57 Preparazione alle operazioni di accensione. 9:07 Decollo dalla piattaforma /rampa del poligono di Baikonur (Kazakistan) Pulsazioni: 157 battiti/minuto 9:09 (T=119 s) Si staccano i 4 sovralimentatori del terzo stadio e poco dopo anche il cono di testa. Gagarin subisce circa 6 g di accelerazione 9:12 (T=300 s) Il secondo stadio si spegne e si accende l’ultimo stadio. 9:18:15 (T=676 s) Si spenge il terzo stadio. In orbita !!!!

85. In orbita !!! “Il volo procede regolarmente... Mi sento bene … La Terra è azzurra e bellissima... Vedo le nuvole … “ In orbita Yuri A. Gagarin 12 Aprile 1961

86. Il viaggio

87. Il viaggio 9:21Gagarin è sopra la Kamchatka 9:32A Shemya (Alaska), una stazione americana, capta le comunicazioni tra Gagarin e la base, demodulando il segnale video. Immagini video di Gagarin demodulate 9:37 Gagarin incrocia sopra le isole Hawaii 9:47 Ha da poco passato l’equatore. Tutto OK. Trasmette i parametri stato (T, p, umidità) 9:49 E’ notte, si trova dentro l’ombra della Terra 10:00 La TASS (agenzia stampa U.R.S.S.) emette un comunicato ufficiale. 10:10 E’ l’alba. Il sistema di orientamento solare è già attivo. Grazie agli ugelli laterali la capsula si mette in posizione per il rientro.

88. Il viaggio 10:25Sopra l’Angola si accendono i retrorazzi per il rientro, ma il motore di frenaggio si spegne in anticipo. La capsula sobbalza ed inizia a roteare su se stessa. La PO non si stacca completamente dalla PA. 10:35 Fortunatamente i cavi di aggancio bruciano nell’atmosfera.

90. La prima persona che incontra è una contadina (Anna Takhtarova)

91. Viene scortato a Kuybyshev, sul Volga dove i responsabili della missione lo raggiungeranno La capsula Vostok a terra. A sinistra si intravede il paracadute.

93. Riceve l’ordine di Lenin e diventa un eroe nazionale.

95. Il successo

98. Subito scattò l’allarme e vennero allertate le squadre di soccorso.

99. Ciò che fu recuperato venne cremato.

101. L’aereo entrò in un angolo di volo critico ed, unitamente alle condizioni meteo sfavorevoli, l’aereo precipitò.

102. Questo rapporto venne contestato da i cosmonauti più esperti.

104. L’equipaggio non aveva informazioni adeguate riguardante l’altitudine massima delle nuvole nella zona.

105. Altri aerei (MIG-21 e MIG-15) erano presenti nella zona.

106. Quando l’equipaggio ricevette l’ordine di rientrare, iniziò la manovra di discesa volando in uno strato di nubi.

107. In quel momento il secondo MIG-15 gli passò vicino. L’aereo di Gagarin entrò in un vortice d’aria e di nubi disorientandolo.

109. L’esplorazione dello spazio non si limita più all’invio di sonde ma la presenza fisica dell’uomo apre nuove frontiere.

110. Rappresenta un punto di partenza soprattutto per la scienza.

111. Ha creato nuove prospettive reali di ricerca per nuove discipline: telecomunicazioni, aeronautica, meteorologia e medicina.Mosca: Monumento di 40 m in titanio di Yuri Gagarin

112. Filmato La figlia Elena, il cosmonauta Leonov, l'istruttore Usachov e il progettista Lubinskiy ricordano la figura di Yuri Gagarin

114. La conquista dello spazio - Varcare la frontiera 1944 – 1966: dai missili V1 all’ultima missione gemini. Le Scienze

115. Gagarin e lo shuttle: due grandi anniversari spaziali. Nuovo Orione, Aprile 2011

116. http://www.nasa.gov, http://history.msfc.nasa.gov/

117. http://www.yurigagarin.it/

118. http://www.svengrahn.pp.se

119. http://www.corriere.it

120. http://www.br37.netBibliografia ò

122. http://www.russianspaceweb.com/

123. http://www.roscosmos.com/

124. http://www.russianarchives.com/gallery/gagarin

125. http://www.astronautix.com

126. http://www.sciencephoto.com/images

127. http://multimedia.esa.int/Videos/2011/04/50th-Anniversary-of-Gagarin-s-flightBibliografia ò

129. La casa di base fu un errore umano.

130. Il velivolo si trovava a 3000 metri di altezza quando il pilota si accorse che una presa d’aria era stata aperta.

131. Gagarin tentò una manovra per riportarsi ad un’altitudine più sicura.

132. La discesa fu veloce ed improvvisa che i piloti persero conoscenza

133. E’ sepolto all’interno del Cremlino assieme agli eroi della Patria.La ricostruzione

135. Non sopravvisse alle ustioni riportate sul corpo

136. Le notizie sull'incidente furono soppresse e non furono rivelate fino al 1986.