Correre nel verde

DAI RAZZI DI BAMBU’ AI RAZZI AD ACQUA

Nella moderna era spaziale, il razzo ci porta immediatamente agli occhi le immagini di uno Space Shuttle pronto a partire verso destinazione talmente lontane che possono identificarsi solo con il nome “spazio”.

Dietro ogni razzo si cela un’incredibile complessità tecnica, proporzionale alla velocità ed alla distanza che il veicolo deve coprire.

La letteratura di fantascienza, il cinema e la televisione hanno contribuito negli anni a costruire un vasto immaginario sul razzo; Clarke, Kubrick, le immagini del primo sbarco sulla luna e quelle delle distruzioni che si possono provocare con razzi lanciati da aerei o elicotteri, ci mostrano alcune potenzialità del veicolo, capace di provocare morte e distruzione o portarci a nuova vita.

Il razzo: principi di funzionamento

Possiamo identificare il razzo come un particolare veicolo, detto endoreattore, capace di muoversi grazie alla spinta data dal motore a combustione interna. Dato il terzo principio di Newton (“ad ogni azione corrisponde un’azione uguale e contraria”), un razzo può muoversi da un punto sulla Terra verso un altro luogo mediante la spinta data dalla combustione di un propellente, liquido, solido o gassoso, a contatto con l’ossigeno nella camera di combustione. Il propellente viene accelerato, in modo da produrre una spinta sulla camera di combustione e permettere lo spostamento in avanti del veicolo.

Il motore che spinge un endoreattore è un motore a reazione; sfrutta la terza legge di Newton (principio di azione e reazione) per mutare in energia cinetica la massa di gas generata dalla reazione chimica tra il comburente ed il combustibile. Il razzo può muoversi sino a quando il propellente permette di spingere il motore.

Il razzo si muove quindi grazie ai prodotti della combustione ed alla velocità con la quale essi sono espulsi.

In campo militare, il missile si distingue dal razzo perché ha un sistema di guida ed usa propellenti sia liquidi che solidi.

I razzi possono essere alimentati con propellenti solidi, come nel caso dei potenti missili balistici o dello Space Shuttle Solid Rocket Booster (SRB), ossia il razzo che permette allo Space Shuttle di decollare. Lo Space Shuttle si muove invece grazie alla combustione di propellente liquido. Lo Space Shuttle Orbiter è agganciata all’Orbiter Vehicle (dove si trovano i sistemi per manovrare i motori in orbita, i vani per l’equipaggio ed il carico), ai due SRB. Un serbatoio esterno contiene idrogeno ed ossigeno.

La nascita del razzo

I primi esperimenti con i razzi sono stati effettuati con molta probabilità già nell’antica Cina, grazie all’invenzione della polvere da sparo (zolfo, carbone e salnitro). Nel XVIII secolo sono stati sicuramente utilizzati in India contro gli inglesi. Osservando i razzi di bambù spinti dalla polvere da sparo, Sir William Congreve mette a punto un particolare razzo con rivestimento in ferro contenete una carica incendiaria. Grazie al un’asta di coda, il razzo di Congreve poteva essere lanciato stabilmente al oltre tre chilometri di distanza.

Nel 1844 William Hale intuisce che se al razzo si imprime una rotazione in direzione del moto, aumentano la spinta e l’efficienza.

Agli inizi del 1900, Robert Goddard permette al razzo di raggiungere una notevole gittata. Collega un ugello convergente-divergente (detto ugello de Laval) alla camera di combustione, raddoppiando la spinta del motore.

La tecnica di Goddard è stata in seguito ripresa da Wernher Von Braun nel suo V2, l’arma di rappresaglia utilizzata nella Seconda Guerra Mondiale per i bombardamenti sulla Gran Bretagna.

Razzo ad acqua

La costruzione di razzi trova da diverso tempo una piacevole applicazione ludica. Esistono, infatti, diverse competizioni riservate a particolari razzi. I razzi ad acqua possono essere costruiti artigianalmente, utilizzando normali bottiglie in Pet rivestite di resine o altri materiali. L’acqua contenuta nel razzo viene espulsa mediante aria compressa, così da ottenere la spinta. Sull’involucro possono essere applicate pinne ed ogiva per permettere al razzo di mantenere una determinata direzione.