Un viaggio tra storia, scienza e cultura che racconta come il lancio del San Marco 1 abbia acceso la scintilla dell’avventura spaziale italiana. Dalle prime basi tecniche e umane dell’era spaziale fino alle innovazioni contemporanee, il blog esplora i protagonisti, le sfide e le conquiste che hanno costruito l’identità aerospaziale del nostro Paese. Un punto d’incontro tra memoria storica, ricerca scientifica e futuro dell’esplorazione spaziale.
Allestimento del satellite San Marco A nel razzo vettore
Negli anni Cinquanta e Sessanta l’Italia era
impegnata in una forte modernizzazione tecnologica. In questo contesto, Luigi
Broglio (ingegnere aeronautico e militare) ebbe l’idea ambiziosa di portare il
Paese nello spazio. Fu promotore, tra gli altri, della creazione del Progetto
San Marco, con la collaborazione del CNR (Commissione per le Ricerche Spaziali)
e il supporto della NASA. Il progetto prese forma negli anni ’60, quando
Broglio propose al governo italiano di investire in capacità spaziali nazionali,
privilegiando una collaborazione con gli Stati Uniti per l’acquisizione dei
vettori ma mantenendo la gestione italiana del satellite.
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Nel 1964 dal poligono spaziale americano di Wallops Island, il razzo Scout mette in orbita il satellite italiano “San Marco 1” facendo dell’Italia il terzo Paese al Mondo, dopo Unione Sovietica e Stati Uniti, a mettere in orbita un satellite attorno alla Terra
L’Italia ha certamente un posto speciale nella storia dello spazio, ma stabilire esattamente quale è la sua posizione nella lista dei lanci spaziali resta un po’ controverso.
Al primo posto troviamo senza dubbio l’Sputnik 1, lanciato dall’Unione Sovietica il 4 ottobre 1957.
Al secondo posto gli Stati Uniti, con l’Explorer 1, che è stato lanciato il 31 gennaio 1958. Dopo questi, la situazione si fa più complessa. Il 26 aprile 1962 fu la volta dell’Ariel 1, satellite britannico lanciato con un vettore statunitense. Il 29 settembre 1962 decollò l’Alouette 1 canadese, anch’esso messo in orbita grazie a un razzo USA.
Successivamente, il 15 dicembre 1964 fu lanciato il satellite italiano San Marco 1.
Se ci si basa solo sulla nazionalità del satellite, l’Italia risulterebbe quindi quinta. Eppure, molte fonti in Italia – e non solo – affermano che siamo arrivati terzi. Perché? Perché nel caso del San Marco 1, non solo è stato progettato e costruito in Italia, ma è stato anche gestito da tecnici italiani. In questo senso, l’Italia avrebbe la terza posizione se si considera il grado di autonomia delle operazioni.
da http://www.asi.it/it/flash/accesso/oggetti_italiani_nello_spazio
Il Progetto San Marco nacque ufficialmente con un memorandum firmato nel 1962, in cui gli Stati Uniti avrebbero fornito i razzi Scout e la formazione per il personale italiano, mentre l’Italia avrebbe progettato i satelliti e le infrastrutture di terra.
Il 15 dicembre 1964, alle 20:24 UTC, il San Marco 1 venne lanciato da Wallops
(USA) con un vettore Scout X-4. Il peso era circa 115 kg e la missione aveva
scopi scientifici: studiare la densità atmosferica e caratterizzare la
ionosfera tramite strumenti quali una bilancia atmosferica e un beacon radio
per l’analisi del contenuto elettronico.
Questo progetto permise all’Italia di assumersi responsabilità tecniche
complete, pur utilizzando un vettore statunitense, e segnò un punto di svolta
nella storia aerospaziale italiana.
15 DICEMBRE 1964 — L’ITALIA VA NELLO SPAZIO
Il satellite italiano San Marco 1 fu lanciato da Wallops Island (Area 3) con un razzo LTV Scout X-4. Il lancio fu condotto da personale italiano. Il progetto San Marco fu un programma congiunto tra Italia e Stati Uniti, ideato dal Generale Luigi Broglio e dal suo team.
Sezione sul razzo: Lanciatore SCOUT X-4 prodotto dalla Ling-Temco-Vought (LTV) 1º stadio – 44 tonnellate di spinta 2º stadio – 11 tonnellate di spinta 3º stadio – 3,9 tonnellate di spinta 4º stadio – 1,2 tonnellate di spinta
Sezione centrale sul satellite: San Marco 1 Parametri orbitali: – Perigeo: 254 km – Apogeo: 846 km – Inclinazione: 37,8° – Periodo: 95 minuti Rimase in orbita per 271 giorni. Rientrò il 13 settembre 1965.
Sezione sugli esperimenti: Il satellite trasportava due esperimenti: la “Bilancia di Broglio” e un trasmettitore ionosferico realizzato dal professor Carrara.
Riquadro sulla “Bilancia di Broglio”: Questo dispositivo misurava le forze aerodinamiche negli strati superiori dell’atmosfera, da 0,25 grammo-forza fino a 25 grammo-forza. La forma sferica del satellite fu scelta appositamente per questi esperimenti.
Sezione sulla base di lancio (in basso): Sito di lancio: Wallops Island, Virginia (Area 3) Vettore: Scout X-4 Data di lancio: 15 dicembre 1964
Lo strumento di punta nel satellite San Marco è la cosiddetta «bilancia Broglio», un dispositivo concepito per rilevare con estrema precisione la densità e la temperatura molecolare dell’alta atmosfera.
Come illustrato dallo stesso Luigi Broglio, “il satellite è composto da un guscio esterno molto sottile e da un corpo interno rigido e massiccio. Le molecole d’aria, urtando la parte esterna, ne provocano l’oscillazione rispetto all’interno: un delicato strumento misura questi spostamenti, dell’ordine di qualche millesimo di millimetro. In questo modo si risale alla densità delle molecole protagoniste dell’urto”.
La “bilancia Broglio” era già stata impiegata sui primi quattro satelliti della serie, ma è stata successivamente perfezionata per i voli successivi.
A supporto vi sono altri esperimenti complementari. Uno, a cura della NASA, e nella durata prevista del satellite, misurerà il campo elettrico tramite quattro antenne a filo e due rigide.
Un altro esperimento, dell’Università del Texas, intende misurare la velocità degli atomi ionizzati nella fascia più alta della ionosfera. Contemporaneamente un intervento dell’Università del Michigan si concentra sugli atomi neutri.
Un ulteriore strumento, progettato dall’Università di Friburgo (Germania Federale), focalizza l’attenzione sull’intensità delle radiazioni solari, dall’ultravioletto alla luce visibile. Anche i pannelli solari del satellite fungono da esperimento: sono presenti moduli all’arseniuro di gallio, la cui efficienza sarà confrontata con quella dei tradizionali pannelli in silicio.
L’obiettivo complessivo delle ricerche a bordo del satellite della serie San Marco 1 è una migliore comprensione dei meccanismi che agiscono nell’alta atmosfera — quella zona dove la coltre gassosa terrestre si sfuma nello spazio interplanetario — e in particolare dell’interazione tra i rari gas atmosferici e il cosiddetto «vento solare» (flusso di particelle atomiche: elettroni, protoni, nuclei) che il Sole invia nello spazio ad alta velocità — circa 500 km/s.
Si ritiene che tale interazione, ancora poco nota nei dettagli, possa avere un ruolo significativo nelle variazioni climatiche a lungo termine. Ad esempio, fra il 1500 e il 1750 si registrò un raffreddamento mondiale che coincideva con un marcato calo delle macchie solari, normalmente soggette a un ciclo di undici anni: potrebbe esserci un legame? Una delle domande a cui questo satellite è chiamato a dare risposta.
Spiegazione dettagliata
L’obiettivo era misurare direttamente la densità neutra dell’atmosfera terrestre in orbite basse (ad esempio ~200-300 km) e la variazione della densità in funzione di altitudine, latitudine, tempo, condizioni solari, ecc.
Poiché in orbita la forza aerodinamica di resistenza (drag) dipende dalla densità dell’atmosfera, dalla velocità relativa e dalla sezione e forma del satellite, misurando la forza di drag si ottiene indirettamente la densità.
Principio di funzionamento
Il satellite (o parte di esso) includeva un involucro esterno e una massa interna, collegati tramite una struttura elastica (molle o fremiti calibrati) in modo che la forza di drag si traducesse in una deformazione o spostamento relativo tra le masse.
In particolare, Broglio ideò una bilancia “interna” con tre molle ortogonali (assiali: x, y, z) che misuravano forza lungo tre direzioni. Questo permetteva di misurare la “forza d’aria” agente sul guscio del satellite.
In asse con la velocità orbitale la forza di drag era minima per un satellite ben stabilizzato e con forma sferica o simmetrica, ma l’effetto periferico e le variazioni della densità permettevano la misurazione.
Bilanciere di Luigi Broglio
Caratteristiche del satellite e dell’esperimento
Il satellite era sferico (o quasi) per avere una sezione costante rispetto alla velocità orbitale, semplificando il calcolo della resistenza aerodinamica.
L’orbita era scelta (ad esempio per San Marco 2 un perigeo ~218 km e apogeo ~748 km) proprio per coprire un intervallo di densità atmosferica variabile.
Al momento della massima apogeo, la densità doveva essere molto piccola e la forza di drag quasi nulla → questo serviva come punto di calibrazione: all’apogeo la bilancia doveva indicare quasi zero forza.
