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Razzimodellismo

POLICARPO  (1992 - 1995)

Un interessante programma di sperimentazione scientifica condotto per mezzo di razzomodello interamente progettato e realizzato autonomamente.

Il secondo volo - esperimento coreografico

Quello che descrivo qui è l'esperimento a cui fu dato un nome insulso perché un qualunque altro sarebbe risultato di dubbio gusto, dato che si trattava di carta igienica lanciata nello spazio! Immaginate un po' quanti e quali argomenti si sarebbero potuti "inquinare": per esempio una "missione soccorso Apollo 13" - Houston, abbiamo un problema! Abbiamo finito la carta igienica! Niente paura, risponde il CapCom John Young: vi spediamo subito un buon rotolo di quella lunga!. Terribile!

Ripiegammo su un vago "Esperimento di dinamica aerodinamica", che veniva spiegato solo dietro pressanti e ripetute richieste.

Ecco in breve cosa accadde.

Nel tardo aprile 1993, con la costruzione del vettore Policarpo bene avviata e giunta ad un livello tale da consentire di intuirne possibilità e versatilità, fu dato peso a uno dei tanti pensieri assurdi di una collaboratrice (Rossana) che, tra l'altro, non aveva alcun dovere di crearli; ma era una idea che prometteva di diventare qualcosa di importante. Rossana, in quel certo pomeriggio domenicale, mi chiese lumi su come facessero, i tifosi negli stadi calcistici, a produrre quelle vistosissime e lunghissime stelle filanti. Le raccontai dell'impiego di rotoli di carta igienica e lei mostrò meraviglia e divertimento per alcuni secondi, poi ricominciò a pensare ai suoi studi di chimica o qualcosa di simile (stava preparando un esame). Ritornò dopo pochi secondi e mi disse che qualcosa di simile avremmo potuto farla anche noi durante le ferie in agosto, così, tanto per gioco. Le diedi corda anch'io per alcuni lunghi secondi e poi ritornai al lavoro sul vettore in assemblaggio. Continuai però a pensare alla cosa di cui si era appena parlato e trovai che in effetti, una stella filante la potevamo fare, lanciando un rotolo di carta igienica con il nuovo missile in costruzione. Presi un rotolo di carta igienica di una nota marca (vi prego, non dirò altro) e cominciai ad esaminarlo, misurandone diametro e altezza e valutandone il peso.

Tutti questi parametri erano eccessivi per il vettore Policarpo in costruzione, il quale, per progetto, non poteva permetterci di sollevare più duecentoventi grammi, in un piccolo contenitore con un diametro di 80 millimetri.

Pensai perciò di costruire una uova capsula di scarse caratteristiche di precisione ed affidabilità, ma di diametro maggiore a quello del vettore, a cui avrei potuto adattarla per mezzo di un piccolo "interstadio" di supporto, con il risultato che il veicolo così ottenuto sarebbe assomigliato a un fungo un po' bislungo. Passai un paio d'ore a schizzare disegni di massima e ottenni la certezza che avremmo potuto realizzare una nuova missione estremamente spettacolare e divertente, con la quale avremmo avuto probabilmente un riscontro anche di pubblico. Uhm, la cosa era da provare, si preannunciava assolutamente divertente.

In base a veloci calcoli realizzai che con una capsula di cento millimetri di diametro avrei potuto imbarcare una metà del rotolo di carta igienica di una nota marca, rientrando così tranquillamente nei limiti di peso per quanto riguardava le possibilità di sollevamento del vettore; anzi, era sicuramente un carico più favorevole della capsula elettronica, anche tenuto conto del peso dell'interstadio  da aggiungere. Ovviamente l'aerodinamica del sistema, già di per sé non eccelsa, sarebbe ulteriormente peggiorata, ma questo era un aspetto che non mi preoccupava. Non mi sono mai preoccupato di questioni aerodinamiche, perlomeno fino a poco tempo fa: questi aspetti, a dire il vero, negli ultimi tempi ho dovuto cominciare a considerarli, allo scopo di migliorare le prestazioni dei miei vettori che, ancora oggi, sono dotati di motori di piccola potenza.

Nelle ore di tempo libero ancora disponibile nelle domeniche di maggio e giugno 1993 ideai e realizzai la nuova capsula ed il giunto adattatore, che era in effetti un piccolo prolungamento della fusoliera del vettore, sfilabile, ad esso fissata con due minuscole viti, che portava un anello di legno multistrato con diametro interno di 80 millimetri ed esterno di 100. Rivestito da sezioni di cono in cartoncino, e completato di un anello di tenuta minima per la fusoliera della capsula, fungeva da supporto per il rotolo di carta igienica. Era così assicurata la possibilità di ottenere, per mezzo della carica di deploy dei motori, alla fine della combustione del propellente, la veloce espulsione del carico una volta che il veicolo avesse raggiunto il picco di quota. A quel punto, per poter assicurare che il rotolo di carta fuoriuscisse dalla capsula con la minima probabilità di inceppamenti, si previde di rivestire l'interno della parete della fusoliera con un foglio di acetato, su cui la carta igienica aveva pochissimo attrito. Alla cima del nose-cone era fissato il cavo di attacco del paracadute. Al momento dell'espulsione della capsula, la prima cosa che doveva accadere era lo spiegamento del paracadute della capsula che, così violentemente frenata nella caduta, avrebbe sicuramente fatto fuoriuscire in caduta il rotolo di carta. A quel punto il rotolo di carta in caduta libera avrebbe esposto anche il piccolo paracadute fissato alla sua estremità esterna. Ciò ne avrebbe procurato il veloce srotolamento e un contemporaneo progressivo effetto di frenatura aerodinamica sulla striscia di carta. Il momento conclusivo sarebbe stato una stella filante cartacea esattamente analoga a quella prodotta dai tifosi di calcio negli stadi dove gioca il Milan (e, pensate! anche dove gioca la l'Inter, talvolta!) della lunghezza di circa 20/25 metri appesa a un piccolo paracadute, visibilissima da terra. Questo, almeno, nelle intenzioni.

Dedicai molto tempo nelle prove di diversi paracadute per la capsula, che volevo molto grande e facile e veloce nello spiegamento. Naturalmente all'epoca costruivo anche il paracadute, con il film di plastica di sacchetti e in alcuni rari casi con fogli di polietilene, talvolta anche con volgari sacchi per la spazzatura (neri erano visibilissimi anche a notevoli quote). Pensai alla fine ad un sistema di paracadute rettangolare, da chiudersi a soffietto e che, una volta aperto, per la particolare sistemazione e lunghezza dei tiranti, avrebbe assunto una forma di arco semicilindrico. Studi condotti in casa sul primo prototipo furono così positivi che lo promossi esemplare volante ed evitai così di costruirne un altro (tanto avevo deciso che sarebbe stato un lancio singolo e non ripetibile).

Gli ultimi preparativi furono molto veloci e alla spedizione da Milano a Cape Cadaveral, il 25 luglio 1993, fu aggiunto il kit della nuova capsula e del giunto.

Se dapprima si era pensato di collaudare il vettore Policarpo impiegando proprio questa nuova particolare capsula, per essere sicuri che il vettore funzionasse come da progetto, si considerò però, successivamente, che durante il volo di collaudo potesse accadere un violento atterraggio che avrebbe potuto danneggiarlo e renderlo così magari inutilizzabile per le più importanti missioni programmate (almeno due) con la capsula elettronica radiotrasmittente, che era il vero scopo dell'intero programma. Decisì così, il 3 agosto 1993, dopo il briefing della sera precedente con K2 Claudio, responsabile del programma di tracking remoto via radio, che avremmo iniziato il calendario di lanci, dopo un paio di giorni di test a terra, la sera del 7 agosto con la capsula radiotrasmittente, inaugurando il vettore nuovo di fabbrica e al massimo della sua affidabilità teorica. E pazienza se un incidente fosse accaduto in tal sede: anzi, forse meglio così!

Intermezzo didattico

Un vecchio detto di Cape Canaveral (quello vero della NASA) dice che si impara di più su un vettore in corso di sperimentazione quando il lancio fallisce, piuttosto che quando tutto funziona bene. Infatti, se il lancio di un vettore riesce al primo colpo significa che la progettazione non è stata abbastanza "aggressiva", cioè non ci si è spinti al limite e tutti i sistemi sono sovradimensionati ed esageratamente robusti, con grave aggravio di peso non utile, cioè di strutture ed apparecchiature ausiliarie. Invece, un buon progetto deve dare come risultato un veicolo appena al di sopra del cedimento strutturale di ogni suo componente, perché tutto il peso che non sia carico utile porta a una perdita di quota raggiunta o comunque di capacità di lancio. Ciò significa che, se un lancio produce un insuccesso, si può scoprire quale elemento ha provocato il fallimento e bisogna perciò  lavorare su di esso per aumentarne l'affidabilità. Questo lavoro viene continuamente ripetuto finché il lancio non riesce e non viene neppure cessato quando il vettore dimostra la sua affidabilità, perché comincia quello che viene chiamato R&D (Research & Development, traduciamo in Ricerca & Sviluppo), allo scopo di migliorare continuamente le parti costitutive del veicolo. Si ricerca il costante miglioramento delle prestazioni ed il contemporaneo continuo alleggerimento del missile.

Tutte queste considerazioni sono state attentamente disattese e spavaldamente ignorate durante tutto il programma Policarpo, dato che i modelli di razzo sono destinati ad essere considerati riutilizzabili e quindi costruiti con criteri di robustezza eccessiva. Fu così che venne costruito con una certa abbondanza di materiali e di colle, sì da risultare irreparabile in caso di violenta caduta senza paracadute, ma in grado di sopportare le forze a cui doveva essere sottoposto soprattutto al decollo; in pratica, il vettore Policarpo, pesante al decollo 170 grammi senza motori, poteva essere costruito con soli centoquaranta pur rimanendo in grado di fare esattamente le stesse cose. Dopo il Policarpo pensai a un sistema per rendere riparabile un razzomodello di mia costruzione, e ciò fu ottenuto impiegando tecniche di unione per mezzo di viti e costruendo sezioni od elementi costitutivi del modello che potessero essere separati e riuniti. Ogni parte diventa un elemento che può essere riparato o sostituito e minimizza i problemi in caso di danneggiamento. In più diventa possibile ispezionare le strutture interne in caso di malfunzionamenti del motore. Solitamente è possibile costruire un razzomodello con la sezione reggispinta interna sfilabile, ma anche la tecnica della divisione della fusoliera in segmenti diventa interessante. La frontiera del razzimodellismo potrebbe arrivare, il giorno che i suoi praticanti più esperti ne prenderanno coscienza, a fare a meno delle colle. Tanto per fare un esempio, il mio Alkermes (1994-1999), di cui parlo in altre pagine, è costituito da tre parti separabili, piuttosto complesse, ma il mio Geroboamo (2001 - 2003), pur costruito con tubi commerciali, arriva a essere smontabile in dieci parti diverse, pur escludendo la capsula con il carico utile. Alcune persone in Italia cominciano negli ultimi tempi a lavorare anche in questa direzione. Faccio un ultimo esempio per citare un modello commerciale, il kit Aerotech Astrobee, che acquistai nel settembre 2000 e che modificai pesantemente per realizzare la possibilità di estrarre l'intera sezione reggispinta e quella di sostituire ogni singolo alettone. Naturalmente tutto questo aumenta il peso del modello, ma lo fa assomigliare molto di più alla macchina reale. Del resto oggigiorno sono disponibili motori straordinari e il sacrificio di cento metri di quota è ripagato abbondantemente dalla soddisfazione di rendersi conto che si è in grado di operare modifiche su modelli da altri progettati e commercializzati, ed è ancora maggiore se si pensa che si può progettare e realizzare modelli del tutto originali e complicati. Molto più soddisfacente rispetto a incollare tutti i pezzi di un kit.

Proseguiamo.

La faccenda arrivò alla conclusione subito dopo il felice esito del primo lancio di Policarpo, con il perfetto esito dell'esperimento di trasmissione radio. La sera stessa decidemmo di lanciare la sera successiva Policarpo con la capsula "B" dedicata all'esperimento aerodinamico. Quindi la mattina del 8 agosto 1993 lavorai sul booster per sostituire il sistema di paracadute che avevo dovuto tagliare per liberarlo dagli arbusti che lo avevano intrappolato all'atterraggio durante la prima missione. Poi installai il giunto e verificai che tutto funzionasse.

Policarpo avrebbe portato in quota una capsula enorme, un rotolo di carta igienica e TRE paracadute. Sì, perchè ne erano necessari tre: uno per il booster, che recuperai dalla piccola scorta che avevo preparato in precedenza, uno per la capsula, pronto da metà luglio e di enormi dimensioni, di forma retangolare, e infine uno molto piccolo che sarebbe stato applicato all'estremità del rotolo di carta igienica.

Naturalmente bisognava fare molta attenzione alla sequenza di espulsione, per cui pensai di sistemare i tre paracadute in questo modo:

Il rotolo di carta igienica con il piccolo paracadute ben piegato venne introdotto nella capsula. Il piccolo paracadute fu leggermente schiacciato lateralmente tra la parete rivestita di acetato e il rotolo. Il peso del rotolo consentiva l'estrazione automatica.

Il paracadute del booster Policarpo venne introdotto nel vano per primo, sopra a un notevole quantitativo di wadding Estes. Il bimotore, dotato di motori D12 era fonte di tremende vampate durante il deploy, per fortuna avevo qualche esperienza precedente. 

Sopra al paracadute del booster misi ulteriori foglietti di wadding. Ciò serviva per separare il paracadute della capsula che sarebbe stato installato. Il wadding serviva esclusivamente per consentire lo scivolamento dei paracadute e per impedire che si aggrovigliassero fra loro. Quindi installai attentamente il paracadute della capsula, che aveva un cavetto in trecciola di lino sottilissimo e robustissimo. 

Una volta posato il grosso paracadute, rimaneva solo di unire la capsula, dopo avere bene posato il lungo cavetto. La capsula con dentro il rotolo di carta igienica venne posta sul giunto che aveva una specie di spalla che consentiva il fissaggio a frizione della capsula. Il vano paracadute del booster era assolutamente riempito da tutta la mercanzia.

Il modello fu così approntato e messo in luogo sicuro. Era il primo pomeriggio del 8 agosto e avevamo previsot il lancio per le ore diciannove. 

Claudio K2 arrivò verso le diciotto e trenta con la sua attrezzatura fotografica. Con Jaegermeister ci recammo al sito di lancio a circa cento metri dietro casa. Claudio fece alcune foto, poi fummo pronti. Claudio preparò il treppiede e programmò il motorino della sua Yashica.

Fui alla centralina e Jaegermeister urlò il count-down. Ma il Policarpo NON decollò. Misfire.

Pochi minuti di sosta per la sostituzione degli accenditori e ripetei la procedura. Nulla da fare, nuovo misfire, con danneggiamento degli accenditori. Ormai era chiaro che la batteria al piombo-gel della mia centralina, che non era stata ricaricata da aprile, non era in grado di fornire tutta la corrente richiesta dai due accenditori.

Così rinviammo il lancio al giorno successivo. Il Policarpo fu riportato al sicuro e misi immediatamente sotto carica la batteria.

La sera seguente fummo tutti nuovamente sul sito di lancio. Claudio alla fotocamera, io al pulsante di start.

Policarpo decollò con una certa lentezza e, sospinto da due D12-5, superò forse i centodieci-centoventi metri. E, improvvisamente, una striscia bianca si disegnò nel cielo. Claudio fu bravo ad acchiappare il momento.

Decollo di Policarpo con la capsula "B". Foto K2 Claudio.

In questa foto di K2 Claudio notiamo il risultato del fantastico esperimento. Dall'alto in basso: la nuvoletta del deploy; il booster Policarpo appeso al suo paracadute; la capsula appesa al grande paracadute rettangolare. La striscia di carta quasi completamente srotolata, si nota in alto il piccolo paracadute. La toto è stata scattata con il teleobiettivo, la quota stimata era di circa novanta metri.

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