Le cose che ci ha lasciato il programma Apollo

L’obiettivo di raggiungere la Luna ha fatto sì che gli esseri umani si confrontassero improvvisamente con problemi nuovi e inediti rispetto a qualsiasi esigenza sulla Terra. Il programma Apollo ha orientato parte della ricerca scientifica verso una nuova direzione; ha ridefinito la condizioni entro cui le tecnologie dovevano funzionare e le operazioni per cui queste tecnologie dovevano esistere. Complici i grandi investimenti e la formidabile rivalità tra Stati Uniti e Unione Sovietica, in pochi anni il programma Apollo ha arricchito straordinariamente le conoscenze tecnologiche del genere umano.

Molti degli sforzi fatti dalla NASA, in collaborazione con altri istituti di ricerca ed aziende, hanno portato allo sviluppo di tecnologie che si sono rivelate utili anche per la vita dell’uomo sulla Terra. In alcuni casi si è trattato di soluzioni tecnologiche del tutto nuove, in altri casi il programma Apollo ha contribuito alla diffusione e all’utilizzo su larga scala di invenzioni che già esistevano ma la cui applicazione era limitata a pochi contesti sperimentali. Oggi troviamo le tecnologie dell’Apollo in molti oggetti di uso comune: dalle divise dei pompieri ai sistemi per rendere potabile l’acqua, passando per le coperte di sopravvivenza e gli aspirapolvere portatili.

Divise dei pompieri
Verso la fine degli anni Cinquanta all’università dell’Illinois il professor Carl Marvel, chimico di grandissima fama, sintetizzò per la prima volta un polimero (una lunga molecola che si ripete) chiamato PBI (diminutivo di Polibenzimidazolo). Questo nuovo materiale, perfezionato nel 1961 dallo stesso Marvel e dal professor Herward Vogel dell’università dell’Arizona, si dimostrò subito particolarmente resistente e stabile ad altissime temperature.

Già dall’inizio degli anni Sessanta la NASA e l’Air Force Materials Laboratory – un laboratorio di ricerca dell’aeronautica statunitense – stavano investendo sullo sviluppo di applicazioni del PBI in ambito aerospaziale e per la difesa; nel 1967 però il disastro dell’Apollo 1, in cui tre astronauti morirono a causa di un incendio nella cabina, spinse la NASA a dedicare molte più risorse allo sviluppo di materiali non infiammabili, a cominciare dalle possibili applicazioni del nuovo polimero. La Celanese Corporation di New York, un’azienda specializzata nella produzione di materiali avanzati, fu incaricata di sviluppare un tessuto in fibre di PBI per le nuove tute spaziali. Il risultato fu notevole: un tessuto resistente non solo a temperature estreme (da -270 fino a 1260 °C) ma anche all’abrasione e ad agenti chimici e biologici.

Oggi esistono moltissime applicazioni di tessuti contenenti fibre di PBI (in percentuali variabili). Oltre alle tute degli astronauti, contengono fibre di PBI – tra l’altro – le divise dei pompieri, dei militari e dei piloti di Formula 1.

Utensili senza fili
A metà degli anni Sessanta, la NASA aveva la necessità di sviluppare un avvitatore leggero, potente e a batteria che potesse essere usato in assenza di gravità senza far ruotare su sé stessi gli astronauti. La realizzazione fu affidata alla nota azienda di utensili Black & Decker, che aveva da poco sviluppato dei primissimi prototipi di utensili senza fili, e alla Martin Marietta Corporation, specializzata in produzioni aerospaziali. Prima di essere utilizzato nelle missioni Apollo, l’avvitatore senza fili fu testato sott’acqua e in assenza di gravità (ottenuta all’interno di aerei lasciati cadere in picchiata – in modo controllato – da altissima quota).

Successivamente, Black & Decker sviluppò con la NASA un trapano senza fili in grado di disgregare e poi raccogliere in modo automatico i campioni di roccia lunare. Entrambe le ricerche furono importanti per lo sviluppo dei primi utensili a batteria destinati al commercio. Gli aspirapolvere elettrici portatili della linea Dustbuster, prodotti dal 1979 e ancora in vendita, possono essere considerati eredi diretti degli utensili sviluppati per il programma Apollo.

Materassi in memory foam
L’apprezzatissimo e diffuso materiale che oggi conosciamo come memory foam o più semplicemente memory – che rende comodi materassi, scarpe e un sacco di altre cose – è stato creato dalla NASA negli anni Sessanta.

Inizialmente veniva chiamato slow spring back foam, più o meno traducibile come schiuma elastica lenta a riprendersi. A metà degli anni Sessanta, infatti, la NASA era alla ricerca di nuovi sistemi per aumentare la sicurezza dei passeggeri degli aerei. Una delle strade intraprese dall’agenzia fu incentrata sullo sviluppo di una nuova tipologia di sedili, in grado di assorbire maggiormente le vibrazioni, soprattutto in caso di incidente.

La NASA contattò allora Charles Yost, un ingegnere aeronautico che pochi anni prima aveva collaborato alla progettazione del sistema di recupero del modulo di comando dell’Apollo. Recuperando l’esperienza del programma spaziale, nel 1966 Yost realizzò una schiuma polimerica che oltre a rivelarsi – come previsto – utile in caso di incidenti, rendeva anche molto più comodi i sedili degli aerei della NASA. Nel 1969 Charles Yost fondò la Dynamic Systems inc., azienda con cui iniziò a commercializzare – proseguendone lo sviluppo e la ricerca di nuove applicazioni – la schiuma che è oggi conosciuta sia come memory foam che come temper foam.

Sistemi di disinfezione delle acque
La necessità di acqua potabile per gli astronauti delle missioni Apollo spinse la NASA a cercare un sistema sicuro ed efficiente per eliminare batteri e altri microorganismi potenzialmente nocivi dall’acqua a bordo delle navicelle. Di norma a questo scopo si utilizzava il cloro, che però è instabile a temperature e radiazioni solari elevate e per questo inadatto all’uso nello Spazio.

Fu sviluppato un sistema basato sull’utilizzo di ioni di argento e rame. Gli ioni sono atomi carichi positivamente o negativamente che possono essere prodotti attraverso l’utilizzo di corrente elettrica in un processo definito elettrolisi. Il processo di elettrolisi consiste generalmente in una leggera corrente elettrica che viene fatta passare tra due elettrodi immersi in una soluzione acquosa, producendo ioni a partire dagli atomi della sostanza disciolta. In particolare, gli ioni di argento alterano fatalmente i sistemi biologici di batteri, virus e alghe, uccidendoli e rendendo l’acqua potabile.

Il dispositivo realizzato dalla NASA presso il Johnson Space Center di Houston pesava circa 250 grammi, era leggermente più grande di un pacchetto di sigarette e non richiedeva attenzioni costanti da parte degli astronauti.

Su autorizzazione della NASA, il sistema è stato poi riadattato dall’azienda Carefree Clearwater non solo per rendere l’acqua potabile ma anche per piscine, fontane, stagni e acquari.

Coperte isotermiche
Una coperta isotermica è un sottilissimo telo costituito da un materiale plastico ricoperto da uno strato di alluminio. Viene detta isotermica poiché è in grado di riflettere il 97% del calore irradiato: in altre parole, isola termicamente le cose. Grazie al costo contenuto (oggi sono in commercio a pochi euro), all’ingombro minimo e al fatto che sono impermeabili e antivento, le coperte isotermiche sono ampiamente utilizzate come coperte di emergenza. Sono presenti, per esempio, in gran parte dei kit di primo soccorso o di sopravvivenza.

Le prime space blankets – uno dei nomi per le coperte isotermiche in inglese – furono realizzate dalla NASA per isolare la nave Apollo. La gestione delle temperature, che nello Spazio era già di per sé problematica, era complicata dalla necessità di appesantire il meno possibile l’Apollo. L’obiettivo fu efficacemente raggiunto, e le coperte isotermiche sono da allora utilizzate per tutte le missioni spaziali, non solo quelle della NASA.

Altre cose notevoli e falsi miti
Tra le altre cose che oggi sono come sono grazie al programma Apollo, ci sono i tetti ripiegabili degli stadi, i respiratori dei pompieri, i sistemi di raffreddamento per le tute, i macchinari per la dialisi e alcune sneakers.

Nonostante si legga spesso il contrario, il programma spaziale non ebbe un vero ruolo nello sviluppo del Teflon. Il Teflon, che tra le altre cose rende antiaderenti le padelle, fu scoperto dal chimico Roy J. Plunkett nel 1938 mentre lavorava all’azienda chimica DuPont in New Jersey. “Teflon” è il principale nome commerciale con cui è venduto il politetrafluoroetilene: un polimero. Anche il Gore-Tex – la più nota tra le membrane impermeabili e traspiranti, che oggi troviamo in molti indumenti tecnici – non è un’invenzione della NASA. Il Gore-Tex è un materiale ricavato a partire dal Teflon ed è stato inventato nel 1969 da Wilbert L. Gore e dal figlio Robert.

Questo e gli altri articoli della sezione Come andammo sulla Luna sono un progetto del workshop di giornalismo 2019 del Post con la Fondazione Peccioliper, pensato e completato dagli studenti del workshop.