Clipboard04Nella splendida storia “Il papero che cadde sulla Terra”, Don Rosa, geniale autore disneyano manda Paperino nello spazio a recuperare satelliti. Per risparmiare denaro, Paperone non usa un razzo convenzionale ma preferisce un aereo a cui attacca dei razzi che lo tengono sospeso a qualche centinaio di chilometri di altezza.  Il risultato è che il satellite disintegra il retino con cui ingenuamente Paperino avrebbe dovuto catturarlo, attraversandolo con una velocità di circa 25000 chilometri all’ora.

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La palla di cannone e le orbite di Newton (Principia, vol 3 p4)

Nelle vignette successive Don Rosa ci spiega come stare nello spazio e stare in orbita   siano due cose ben diverse: nel primo caso nell’istante in cui spegniamo i retrorazzi cadiamo sulla terra, indipendentemente dalla nostra altezza, sia essa di dieci metri, dieci chilometri  o diecimila chilometri.

Per entrare  in orbita e  ruotare stabilmente intorno al nostro pianeta è necessaria un’energia quasi dieci volte maggiore, necessaria per spingere la nostra navicella in orizzontale e  non verso l’alto.

Fu Newton il primo a rendersi conto che sparando orizzontalmente con un cannone abbastanza potente era teoricamente possibile imprimere al proiettile una velocità sufficientemente alta da far sì che esso cadesse continuamente “oltre l’orizzonte”. Questo – immaginò –  era ciò che fa orbitare la  Luna, in caduta libera attorno alla terra.

Osservando il lancio di un razzo si può infatti notare che, dopo poche centinaia di metri la sua traiettoria devia dalla verticale.Clipboard03

La spinta del razzo non è infatti necessaria solo per farlo  innalzare di qualche centinaio di chilometri (400 circa per l’orbita della Stazione Spaziale Internazionale), ma soprattutto a fargli acquisire  una velocità tale che la forza centrifuga (diretta verso l’alto) gli faccia vincere l’attrazione di gravità (diretta verso il basso): in orbita bassa, come ad esempio per la già citata Stazione Spaziale è necessaria 8 volte più energia per acquisire la velocità di 7.7 km/s rispetto a quella per raggiungere i 380-400 km di altezza della stazione.

 

 

Perciò gli astronauti a bordo della Stazione Spaziale sono comunque soggetti alla gravità terrestre ma in condizioni di assenza apparente di gravità dato che l’attrazione terrestre è cancellata dalla forza centrifuga.

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Il profilo di lancio e rientro della Spaceship one.

E’ questa la fondamentale differenza tra i razzi come lo Shuttle e la Soyuz e veicoli come la SpaceShip one. Quest’ultima è concettualmente simile al razzo di Paperone e si comporta come  un sasso lanciato verso l’alto. Per tornare a terra sfrutta l’attrito con l’atmosfera dondolando in maniera analoga ad foglia che cade, prima di atterrare come un aereo. In questa maniera è possibile con motori molto piccoli e partendo da un aereo superare i 100 km di altezza anche se  solo per poche centinaia di secondi.

 

Anche Paperino tornerà sulla terra in maniera molto tortuosa ma paradossalmente molto realistica per un fumetto: del resto Don Rosa – che ha una laurea in ingegneria civile – arricchisce molte delle sue avventure dei paperi con  una plausibilità scientifica raramente riscontrabile in altri contesti, come ad esempio nel pur celebrato Gravity, secondo cui nello spazio tutto si muove alla stessa velocità, alla stessa altezza e sulla stessa orbita.

 

Originariamente apparso in forma più breve su Pagina99

PS Altri divertenti articoli su  paperino e la scienza sono qui e qui.

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Il lancio dello Shuttle (STS-128). Nella splendida foto NASA è possibile vedere come il razzo non punti verso l’alto ma quasi orizzontalmente, per acquistare la velocità necessaria per restare in orbita

@casolinomarco

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

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