Cos'è un razzo spaziale?

Un razzo spaziale è, in sostanza, un motore a reazione con serbatoi e un carico utile sopra. La camera di combustione e l'ugello generano la spinta; i serbatoi immagazzinano il combustibile (cherosene, idrogeno, metano) e l'ossidante (quasi sempre ossigeno liquido); la struttura mantiene unito l'intero veicolo, e la cofia protegge il carico mentre attraversa l'atmosfera. Un sistema di guida con giroscopi e computer controlla il volo orientando gli ugelli o piccoli motori ausiliari.

I razzi a polvere nera esistono dalla Cina medievale, ma il razzo spaziale nacque con la teoria: Konstantin Tsiolkovsky formulò nel 1903 l'equazione che collega velocità, massa e combustibile, e Robert Goddard lanciò nel 1926 il primo razzo a propellente liquido. Il V2 tedesco fu il primo oggetto a superare la soglia dei 100 km di altezza, nel 1944. Dopo la guerra, l'R-7 sovietico mise in orbita lo Sputnik il 4 ottobre 1957, e il Saturn V portò gli astronauti dell'Apollo sulla Luna tra il 1968 e il 1972.

Un aereo ha bisogno di aria per generare portanza e bruciare combustibile; un razzo non ha bisogno di nessuna delle due cose. Per questo un aereo vola al massimo a circa 20-30 km di altezza, mentre un razzo attraversa questa zona in poco più di un minuto e continua ad accelerare nel vuoto. Il prezzo di questo è l'inefficienza: un razzo orbitale brucia diverse centinaia di tonnellate di combustibile in nove minuti per portare qualche decina di tonnellate in orbita. I lanciatori riutilizzabili dell'ultimo decennio cercano di recuperare almeno parte di questo investimento per volare di nuovo.