Quando una capsula spaziale torna sulla Terra, dal finestrino si vede una palla di fuoco. Molti pensano che sia colpa dell'attrito con l'aria, come quando strofini le mani. In realtà la causa principale è un'altra: l'aria compressa davanti alla capsula, che diventa caldissima.
Una velocità da capogiro
Una capsula che rientra da un'orbita bassa viaggia a circa 28.000 chilometri all'ora, cioè più di venti volte la velocità del suono. Se torna dalla Luna, come le capsule Apollo, la velocità sale a circa 40.000 chilometri all'ora. A questa velocità l'aria non ha il tempo di spostarsi: si comprime in fretta davanti alla capsula.
Lo scudo termico fa il lavoro sporco
Per resistere a questo calore, la capsula ha un grande scudo termico sul lato rivolto verso l'atmosfera. Molti scudi sono fatti di un materiale che si consuma a poco a poco: bruciando lentamente porta via il calore insieme alla polvere che si stacca, e protegge gli astronauti all'interno. Si chiama scudo ablativo.
- Si consuma durante il rientro
- Usato dalle capsule Apollo e Dragon
- Si usa una volta sola
- Piastrelle di silice che isolano dal calore
- Resistono senza consumarsi molto
- Riutilizzabili dopo controlli
Il silenzio radio del rientro
Il calore è così forte da trasformare l'aria in plasma, un gas elettrizzato che circonda la capsula come una guaina. Il plasma blocca i segnali radio, e per alcuni minuti la capsula non può parlare con il controllo a terra. Si chiama blackout delle comunicazioni, ed è uno dei momenti più tesi di ogni missione.
L'angolo giusto fa la differenza
Se una capsula entra troppo ripida brucia e subisce una decelerazione pericolosa; se entra troppo piatta rimbalza sull'atmosfera, come un sasso lanciato sull'acqua, e torna nello spazio. Per questo i piloti e i computer di bordo devono calcolare l'angolo di rientro con grande precisione.
Domande frequenti
Gli astronauti sentono il caldo dentro la capsula?
No, lo scudo termico è progettato per isolare l'interno. Gli astronauti sentono però un forte peso, perché la capsula rallenta molto in fretta.
Perché alcuni oggetti spaziali bruciano del tutto?
Perché non hanno uno scudo termico. Satelliti e rottami che rientrano senza protezione si surriscaldano e si disintegrano, creando una scia luminosa nel cielo.
Si può rallentare con i motori invece di usare lo scudo?
Sarebbe possibile, ma servirebbe una quantità enorme di carburante. Usare l'atmosfera come freno è molto più economico ed efficiente.
Sintesi finale
Il rientro nell'atmosfera scalda le capsule soprattutto perché l'aria compressa davanti a loro raggiunge temperature altissime. Gli scudi termici proteggono gli astronauti, e il plasma che si forma provoca anche un breve silenzio radio: un momento critico di ogni ritorno dallo spazio.
Fonti e approfondimenti
Questo articolo si basa su risorse divulgative di NASA (nasa.gov) e ESA (esa.int) sul rientro atmosferico e sugli scudi termici delle capsule spaziali.
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