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Perché i vettori spaziali vengono lanciati sempre dall’equatore?

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Durante la vostra vita, avrete visto sicuramente molti lanci spaziali. A ogni lancio, sicuramente non vi sarà sfuggito che i “luoghi di partenza” sono, alla fine, sempre gli stessi; ne è un esempio la base Kourou, in Sud America, dell’Agenzia Spaziale Europea. Perché avere delle zone di lancio così distanti? La scelta di zone di lancio dei vettori spaziali in prossimità dell’equatore è frutto di uno studio molto accurato basato su un semplice principio.

Credits: esa.int

Il luogo più famoso per il lancio di vettori spaziali è lo statunitense Kennedy Space Center, situato in Florida. A questo punto un appassionato potrebbe chiedersi: perché l’ESA effettua i propri decolli da una base situata nella Guiana Francese piuttosto che da “casa”, in Europa? La cosa può sembrare insensata, dal momento che il trasporto di materiali fino al Sud America richiede un impiego non indifferente di risorse economiche, oltre ad esporre strumentazioni dal valore di milioni di euro al rischio di incidenti durante lo spostamento. 

La risposta è semplice: i lanci di vettori spaziali sfruttano l’effetto fionda dovuto al moto rotatorio della terra. Come già asserito in un nostro precedente articolo, tale effetto ha il fine di accelerare (o rallentare) un oggetto (come una sonda) che si avvicina al campo gravitazionale di un corpo celeste, facendogli guadagnare (o perdere) energia. Il principio vale anche quando ci troviamo di fronte a un lancio dal suolo terreste; infatti, vettori spaziali che partono in prossimità dell’equatore sfruttano maggiormente la velocità di rotazione terrestre rispetto un altro corpo lanciato a una latitudine inferiore.

Come si applica al pianeta Terra?

Il pianeta Terra, compiendo un moto di rotazione intorno al proprio asse, innesca un moto circolare uniforme su tutta la sua superficie; la velocità tangente è direttamente proporzionale al raggio (a parità di velocita angolare), secondo la formula vt=ω*r. Quindi, nei punti in cui il raggio del nostro pianeta è maggiore, la velocità tangente sarà massima.

Vettori spaziali dall'equatore

Prendendo, per esempio, due punti A e B, rispettivamente all’equatore e a una latitudine inferiore, avremo che, a parità di velocità angolare ω, la velocità tangente nel punto A sarà maggiore di quella nel punto B, poiché la distanza dall’asse terrestre del primo è maggiore di quanto lo sia il secondo. La velocità di rotazione in prossimità dell’equatore è dunque circa 1600 km/h. Questo è un vantaggio di non poco conto, in quanto permette di guadagnare una velocità che, altrimenti, non avremmo se lanciassimo il vettore da una latitudine differente.

Facciamo un esempio: due razzi identici devono decollare da due basi differenti, una situata all’equatore (1600Km/h), l’altra situata in Europa (vmedia 1100 Km/h). Il razzo “europeo” dovrebbe recuperare uno svantaggio iniziale di circa 500 Km/h, consumando moltissimo carburante. Nel caso limite dei due poli, dove la velocità di rotazione tangenziale è 0 Km/h, il gap da colmare sarebbe improponibile.

A questo punto, la domanda che sorge è un’altra: come mai, se siamo all’equatore, non ci accorgiamo di questa velocità così elevata?

Con buona pace per i nostri amici terrapiattisti, dobbiamo fare un piccolo appunto sul sistema di riferimento. Stando sulla terraferma, noi siamo all’interno del sistema di riferimento terra-uomo; per questo motivo, non ci accorgiamo di niente, dal momento che siamo noi stessi ad avere quella velocità, cioè procediamo in maniera inerziale con la Terra. Invece, agli occhi di un osservatore situato all’esterno del sistema di riferimento massa-uomo (cioè un osservatore posto lontano dal nostro pianeta), noi viaggiamo effettivamente a quella velocità.

È ovvio che partire alla latitudine massima comporta un considerevole risparmio di carburante e ciò significa avere modo di aumentare la massa dedicata al carico. Detto questo, i siti scelti per i lanci hanno anche altri vantaggi poiché sono lontani da centri abitati e affacciano sull’Oceano Atlantico.

A cura di Saverio Pellegrini.

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