mercoledì 30 settembre 2015

Il progetto Mars 5NM: portare in URSS la sabbia di Marte


Emisfero del pianeta Marte
In alcune occasioni l'Unione Sovietica s'imbarcò in programmi spaziali incredibilmente ambiziosi ma dai margini d'errore quantomai risicati. Uno di questi, nato nell'ufficio tecnico Lavočkin, aveva per obiettivo quello di mandare sulla superficie di Marte una sonda automatica che rimandasse poi sulla Terra un campione di suolo marziano.




Da costruttori di caccia a costruttori di sonde: l'ufficio tecnico di Lavočkin 


Incaricato dello sviluppo di questo curioso programma era l'OKB-301, all'epoca dei fatti - seconda metà degli anni '60 - diretto da Georgij Babakin. L'OKB-301 iniziò però la sua lunga vita istituzionale in tutt'altro campo e in tempi lontani. L'ufficio tecnico fu fondato nel 1937 dall'ingegner Gorbunov, sostituito alla guida tecnica da uno dei suoi vice, Semën Alekseevič Lavočkin nel 1945, con il nome del quale l'ufficio è conosciuto ancora oggi. Nel 1937, naturalmente, solo la fantascienza parlava di navi spaziali. L'OKB-301, inquadrato sotto il Ministero della produzione aeronautica, progettava aerei da caccia. Alcuni, come il La-5FN e il La-7, che combatterono durante la Seconda guerra mondiale, lo resero piuttosto famoso. Di loro Lavočkin fu il progettista capo.

Ritratto di Semën Alekseevič Lavočkin
Semën Lavočkin
L'era dei jet non portò fortuna all'ufficio. Nonostante l'impegno - spesso coronato dalla costruzione di ottimi prototipi - i caccia a reazione di Lavočkin non raggiunsero mai la produzione di massa, per la quale il Ministero preferiva i progetti di Mikojan e Gurevič, dalla costruzione più semplice e meno costosa. L'ufficio si riciclò nel settore dei missili. Fra i suoi progetti è senza dubbio degno di menzione l'S-75 Dvinà (SA-2 Guideline in Occidente), un missile per il tiro contraereo d'alta quota. Proprio durante un collaudo missilistico l'ufficio perse il suo ingegnere capo, stroncato da un infarto improvviso. Era il 1960.

Vladimir Čelomej, all'epoca potentissimo capo dell'OKB-52, ottenne dalle alte sfere di trasformare l'OKB-301 in un dipartimento del suo ufficio. Con ciò il personale del defunto Lavočkin si trovò coinvolto nei programmi spaziali. L'OKB-301 riguadagnò in tempi brevi la sua indipendenza: nel 1965 la fortuna politica di Čelomej crollò ai minimi storici e il suo ufficio fu privato di molte organizzazioni che aveva fagocitato negli anni d'oro.

Nuovo ingegnere capo dell'OKB-301 fu designato Georgij Babakin, esperto di sistemi di guida automatici; nuovo compito era la progettazione delle sonde interplanetarie. In questo campo l'ufficio ottenne grandi successi e procurò all'URSS dei primati storici: Luna 9, Luna 16, Lunochod 1 e Lunochod 2, Venera 4. E alla fine degli anni '60 le sonde presero la via di Marte, almeno sulla carta.



Verso Marte con la sonda 5NM

Georgij Babakin, ritratto
Georgij Babakin.
Le sonde lanciate verso Marte dall'ufficio tecnico OKB-1 (TsKBEM dal '64) di Korolëv - il centro
nevralgico dei programmi spaziali dell'URSS - fallirono tutte immancabilmente. Nella nuova divisione dei compiti Korolëv si decise a tenere per sé e il suo ufficio solo i voli spaziali pilotati e i vettori: a Babakin spettarono tutte le sonde, comprese quella marziane. Fu in questo contesto che Babakin pensò di replicare su Marte il successo di Luna 16 (il modello E-8).

L'ingegnere capo mise al lavoro i suoi e stabilì delle tappe intermedie: sonde orbitali, lander, rover (i Marsochod) e infine Mars 5NM, la sonda della grande impresa. Babakin dava per scontato che per il lancio della 5NM sarebbe stato pronto il vettore superpesante N-1 dello TsKBEM, con capacità di carico di 98 tonnellate nell'orbita bassa della Terra e concepito per l'allunaggio dei cosmonauti. Tutto il progetto della 5NM infatti fu pensato prendendo come riferimento la capacità di carico, i volumi e i diametri dell'N-1.

Qui di seguito espongo alcune caratteristiche della sonda:

  • Nel suo complesso la sonda era un mastodonte da quasi 20 tonnellate. 
  • Il modulo orbitale (3,6 tonnellate) faceva da modulo di comando e manovra per la navigazione interplanetaria e da stazione per la ritrasmissione verso la Terra una volta arrivato nell'orbita di Marte.
  • Il modulo d'atterraggio - 16 tonnellate! - conteneva il modulo di ritorno e la strumentazione per individuare e raccogliere il campione di suolo. Il modulo di ritorno, montato in cima a un vettore a due stadi, pesava 750 chili e avrebbe abbandonato il resto della struttura dopo 200 giorni di permanenza su Marte (tempo necessario perché Marte e la Terra tornassero nella posizione adatta per il tragitto).
  • Il modulo di rientro era una sfera di metallo del peso di 15 chili, capace di sopportare la discesa balistica nell'atmosfera terrestre: dentro la sfera era stipato il campione di suolo marziano.

Per accorciare i tempi e ridurre i rischi Babakin scelse di usare come base i progetti già conclusi e i materiali già prodotti. Il modulo di rientro era basato su quello della sonda E-8, quello di ritorno sul modulo orbitale delle sonde venusiane. La missione sarebbe durata 970 giorni, al termine dei quali l'Unione Sovietica avrebbe recuperato 200 grammi di sabbia di Marte e stupito il mondo. E questi erano i sogni.

Spaccato della sonda Mars 5NM
La sonda Mars 5NM.
Il progetto è evidentemente molto complesso. La commissione di valutazione espresse molti dubbi. L'idea di far funzionare senza intoppi tutta questa tecnologia per ben tre anni richiedeva un ottimismo sfrenato: siamo nel periodo di bassa marea del programma spaziale sovietico e in particolare le sonde automatiche manifestavano avarie con preoccupante regolarità. Inoltre la commissione rilevò un problema che era necessario correggere: il progetto avrebbe rischiato di portare sulla Terra qualche forma di vita marziana capace di contaminare il nostro pianeta.

Lo stesso Babakin era dubbioso. Afanas'ev, Ministro dell'industria meccanica generale (cioè dell'industria missilistica - tipico caso di denominazione paranoide, così diffusa in ambito sovietico), era però dell'opinione che si dovesse procedere. In ogni caso tutti sapevano che serviva altro tempo. In ogni caso Babakin non vide la fine dei lavori: morì il 3 di agosto del 1971, a soli 57 anni. Kryukov fu nominato ingegnere capo al suo posto.



5M: la nuova versione


I lavori sul progetto continuarono per alcuni anni, ma molto a rilento, perché il programma non era comunque prioritario. Fino a che non arrivò, fulmine a ciel sereno, la notizia che il vettore N-1 non sarebbe mai stato disponibile. Il nuovo padrone dell'ufficio dell'ormai defunto Korolëv, Valentin Gluško, oppositore del programma lunare, fece chiudere il progetto N-1 - che per altro aveva fino a quel momento collezionato solo quattro fallimentari collaudi. Era il 1974 e l'ufficio si trovò a rielaborare il progetto in modo da fare a meno del vettore gigante. L'ingrato compito toccò al progettista Perminov.

Nacque così la sonda Mars 5M. Perminov adattò il progetto al missile più potente dell'arsenale, UR-500 Proton: la missione avrebbe richiesto più di un lancio. I primi due lanci avrebbero assemblato nell'orbita bassa della Terra due Blocchi D (l'ultimo stadio del vettore): uno del tutto rifornito di carburante, l'altro rifornito parzialmente in modo da ospitare anche la sonda, costituita da un modulo orbitale e da un modulo d'atterraggio. Il lander, compiuta la raccolta del campione marziano, avrebbe mandato in orbita un modulo di risalita che si sarebbe agganciato a un modulo di ritorno.

E se i calcoli con questo modulo di ritorno non vi quadrano, non vi preoccupate. Da dove salta fuori? "Semplicemente" da un terzo lancio di vettore Proton, che lo avrebbe accelerato verso Marte! La capsula con il campione si sarebbe trasferita nel modulo di ritorno e lì avrebbe compiuto il tragitto fino all'orbita bassa della Terra. Qui sarebbe stata raggiunta da una capsula Sojuz (quarto lancio, R-7 in configurazione Sojuz). I cosmonauti, dopo avere accertato - con opportune analisi - l'inesistenza di agenti potenzialmente contaminanti, avrebbero riportato a casa il prezioso reperto marziano. Lo stesso Perminov stimò impraticabile una missione costituita da quattro lanci e tre attracchi.

La palla passò a un altro ingegnere, Pantelejev. Pantelejev migliorò il disegno dei due Blocchi D, così da aumentare il carico disponibile per la sonda. Modificò anche la sonda, per migliorarne varie caratteristiche. In particolare inserì un sistema per sterilizzare il campione di suolo, così da eliminare il quarto lancio con i cosmonauti e il terzo attracco: il rientro sarebbe avvenuto come nel progetto originario.



L'ultima valutazione di Mars 5M


A questo punto si era ormai nel 1978 e l'ultimo progetto era pronto sulla carta. Fuori dalla carta non c'era niente. La commissione di valutazione giudicò il programma eccessivamente costoso e le sue possibilità di successo scarse se non inesistenti: il sistema di attracco automatico Igla si era già dimostrato, in altri programmi, quantomai disposto a sbagliare clamorosamente. Il ministro Afanas'ev sfogò la sua frustrazione togliendo a Kryukov la direzione dell'ufficio tecnico. Di Mars 5M non si fece più nulla. Nessuno, a oggi, ha riportato sulla Terra la sabbia di Marte.

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