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[[File:Silbervogel.jpg|thumb|left|Modello del [[Silbervogel]] in una [[galleria del vento]].]]
La prima menzione di un [[razzo]] dotato di [[ala (aeronautica)|ala]] capace di lasciare la bassa atmosfera fu in un progetto tedesco-austriaco dell'[[ingegnere]] [[Eugen Sanger]] risalente al [[1933]]. Il concetto venne successivamente sviluppato verso la fine della [[seconda guerra mondiale]] con la il disegno dello ''[[Silbervogel]]'', un velivolo in grado di [[bombardamento|bombardare]] gli [[Stati Uniti]] dopo aver realizzato un [[volo suborbitale]]. Al termine della guerra, l'[[United States Air Force|aeronautica militare statunitense]] studiò, con la ''[[North American Aviation]]'' un missile alato, chiamato ''[[North American SM-64 Navaho|Navaho]]'' per il trasporto di [[arma nucleare|armi nucleari]]. Dopo alcuni voli di test effettuati nel [[1957]] il progetto fu abbandonato in favore di [[missile balistico|missili balistici]] di tipo [[SM-65 Atlas|Atlas]], [[Titan]] e [[PGM-17 Thor|Thor]].
In questo periodo il centro di ricerca aeronautica statunitense, la [[NACA]], poi divenuta [[NASA]] fu fortemente coinvolta nella ricerca sugli aerei a razzo tanto da realizzare il [[Bell X-1]] che superò la [[barriera del suono]] nel [[1947]]. Questi studi portarono velocemente ad identificare i due grandi problemi di progettazione: l'instabilità nel volo atmosferico e la dissipazione del [[calore]] durante il rientro nell'[[atmosfera]]. Quest'ultimo portò allo studio di nuovi materiali per la realizzazione di un adeguato [[scudo termico]]. La costruzione del razzo [[North American X-15|X-15]], avvenuta nel [[1954]], consentì la sperimentazione di diverse soluzioni. Le nuove scoperte consentirono di arrivare, nel [[1960]], ad una velocità di 6.8 [[Mach]] ed una altitudine di 108 km. L'X-15 poté sperimentare gran parte delle fasi di volo che incontrerà decenni più avanti lo Space Shuttle durante il rientro sulla Terra
|url=http://history.nasa.gov/SP-4221/ch1.htm
|titolo=The Space Shuttle Decision
|capitolo=1 - SPACE STATIONS AND WINGED ROCKETS
|autore=T.A. Heppenheimer (NASA)
|data=1999
|accesso= 18 marzo 2011
|lingua=en
}}</ref>.
== Corpo portante (1957-1970) ==
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[[File:LiftingBodies.jpg|thumb|right|280px|Tre esempi di corpo portante. [[Martin-Marietta X-24|X-24]]A, M2-F3, HL-10.]]
Per ridurre le sollecitazioni termiche e meccaniche subite da un aereo che vola ad alta velocità, una soluzione è quella di rimuovere l'ala e generare [[portanza]] con la forma del corpo che viene allargato. Aerei di questo tipo, chiamati a [[corpo portante]], furono studiati dalla NASA a partire dal [[1957]]. Parecchi prototipi dimostrarono la loro capacità di eseguire rientri e deviazioni del percorso con buona facilità. Di questo concetto fu il progetto del [[Boeing X-20 Dyna-Soar]], voluto dall'aeronautica militare statunitense nel [[1957]]. Esso era costituito da un corpo portante e da una [[ala a delta]], veniva lanciato come un razzo per poi [[atterraggio|atterrare]] come un aereo. Il progetto progredì fino al [[1963]] quando fu chiuso per motivi di bilancio, poiché non era giustificato da uno scenario di missione chiaramente identificato
== Il progetto di navetta in fase sperimentale (1968-1970) ==
[[file:Space Shuttle concepts.jpg|thumb|left|I primi schizzi della navetta spaziale]]
Mentre la NASA era impegnato nelle ultime fasi dello sviluppo del [[Programma Apollo]], l'agenzia spaziale lanciò, il [[30 ottobre]] [[1968]], una consultazione per lo sviluppo di un sistema di lancio riutilizzabile in grado di mettere in [[orbita bassa]] un [[carico utile]] compreso tra le 2,3 e le 23 tonnellate e di riportare sulla Terra almeno 1 tonnellata di carico e con un vano di almeno 85 m<sup>3</sup>. Nel febbraio dell'anno successivo, quattro aziende: [[North American Rockwell]], [[Lockheed]], [[General Dynamics]] e [[McDonnell Douglas]] vennero selezionate per partecipare a questo studio preliminare
I vari centri di ricerca della NASA avevano opinioni divergenti sul progetto della navetta. [[Maxime Faget]], in rappresentanza del ''[[Marshall Space Flight Center]]'' era favorevole ad una piccola navetta dotata di piccole ali dritte
è a favore di una navetta dotata di ali piccole dritto con scarse possibilità di compensare teoria, ma più leggero e meglio aliante a velocità subsoniche: il DC-Shuttle 3, un 1/10th aereo modello in scala sarà rilasciato nel maggio 1970 per l'aerodinamica a bassa velocità. Centri di Langley e Dryden sostenere la soluzione del corpo di sollevamento e soprattutto l'H-10 hanno contribuito a sviluppare. Un bus di questo tipo ha una capacità di compensare intermedio tra l'ala destra e ala delta, anche se teoricamente meno ingombrante rispetto al secondo. L'Air Force e il Laboratorio Draper in favore di un ala delta che offre una capacità massima di offset. Lavoro da Fase A completamento nel giugno 1970 per consentire la NASA ad eliminare il concetto di corpo di sollevamento la cui forma non è compatibile con i carri armati di trasporto e attrezzature e l'uso di un ala a geometria variabile anche ha studiato con conseguente navetta troppo pesante<ref
==Il lancio del progetto (1969-1972)==
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== Cosa ci aspetta nel programma Apollo? (1969) ==
All'inizio del 1969, la NASA studiò il seguito del [[programma Apollo]]. Nell'euforia dei successi del programma lunare furono sviluppate diverse proposte: la realizzazione di una [[stazione spaziale]], di una base lunare, una spedizione su [[Marte]] e la progettazione di una navetta
La NASA decise così di concentrare i finanziamenti sullo sviluppo della navetta spaziale, ritenendo che la disponibilità di quest'ultima fosse un requisito necessario per la costruzione successiva della stazione. I dirigenti della NASA ritennero inoltre che la navetta potesse essere utilizzata per sostituire altri 10 lanciatori disponibili a quel tempo, compresi quelli utilizzati dall'esercito, per il lancio di [[satellite artificiale|satelliti]] in orbita.
La fine della [[Guerra Fredda]] e il crollo del [[programma spaziale sovietico]] tolsero al programma statunitense una gran parte della sua giustificazione. Il presidente Nixon, che dovette affrontare una situazione di budget molto limitato, non volle fare scelte di alto profilo per l'esplorazione spaziale non ritenendo che ci fossero sufficienti ricadute politiche. Nixon mise il progetto della NASA sotto il controllo dei supervisori del bilancio federale (l'OMB - ''Office of Management and Budget'') a partire dal [[1970]] che richiese una giustificazione per ogni spesa dell'ente spaziale. L'organismo di controllo pose molti limiti e vincoli al procedere dello sviluppo della navetta, tanto che il direttore della NASA [[James C. Fletcher]] ritenne che non solo, l'OMB, si occupasse di gestire il budget ma pretendesse anche di fare delle scelte sulla progettazione
Per combattere lo scetticismo dell' OMB la NASA dette incarico ad una società di consulenza esterna, ''Mathematica'', di realizzare uno studio sugli oneri economici del progetto. I risultati furono molto favorevoli, in quanto venne ipotizzato una drastica diminuzione dei costi di messa in orbita da parte della navetta riutilizzabile in confronto ai razzi convenzionali. Questa relazione verrà utilizzata dalla NASA per difendere la redditività del progetto, in particolare nei confronti del [[Senato (Stati Uniti d'America)|Senato]].
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Al termine della fase A, la NASA impone, giugno 1970, nuove specifiche in una fase di progettazione più dettagliata, chiamata fase B. Si specifica che la navetta dovrà decollare verticalmente e atterrare orizzontalmente. Il complesso dovrà essere collocato ad un orbita di 500 km con una inclinazione di 55° e trasportare un carico utile di 6,8 tonnellate. La specifica richiesta per il carico utile aumenta pochi mesi dopo per venire incontro all'esercito, finanziatore del progetto, che richiedeva 30 tonnellate in orbita bassa. Le aziende concorrenti vengono invitate a progettare due versioni, una più simile alle esigenze dell'ente spaziale e l'altra invece alle aspettative dell'esercito. Inoltre viene richiesto che la navetta possa compiere un secondo tentativo di atterraggio, qualora il primo non fosse riuscito, impiegando quindi dei [[motore a reazione|motori a reazione]]. Si prevedeva che la navetta fosse disponibile a tornare a volare dopo due settimane dal termine di una missione per una frequenza compresa tra i 25 e i 40 voli all'anno. Ogni navetta doveva trasportare un equipaggio di due astronauti.
Due aziende furono selezionate per la fase B: McDonnell Douglas associata a Martin Marietta e North American Rockwell con General Dynamics. Già nel marzo [[1971]] i due costruttori hanno preparato una bozza di progetto. Entrambe risultano essere molto simili per quanto riguarda l'''orbiter'', anche perché la NASA aveva fornito a loro delle specifiche molto restrittive. Molto diversi, invece, appaiono le proposte per il vettore. Un fattore comune è l'utilizzo dell'[[alluminio]] per la struttura al posto del più efficiente [[titanio]], escluso dall'aeronautica militare perché considerato non sufficientemente testato
==L'abbandono del progetto di navetta completamente riutilizzabile (1971)==
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[[James C. Fletcher]] divenne amministratore della NASA nell'aprile del [[1971]] e fin dall'inizio del suo mandato si occupò di promuovere presso il [[Senato degli Stati Uniti]] il progetto della navetta spaziale, che in quel momento era bloccato. Si accorse ben presto che l'unico modo per raggiungere un accordo sui finanziamenti fosse quello di integrare nelle specifiche della navetta le esigenze dei [[Dipartimento della Difesa degli Stati Uniti|militari]] per ottenere il loro supporto. Avviò anche dei tentativi di cooperazione internazionale, seppur con modesti risultati: l'Europa (ed in particolare la Germania) si impegnò a costruire lo [[Spacelab]] destinato a volare nella stiva dell'''Orbiter'' e il [[Canada]] a realizzare un braccio meccanico per la navetta, chiamato ''[[Remote Manipulator System|Canadarm]]'' ed utilizzato per sollevare carichi in orbita.
Nel maggio del 1971, L'Ufficio del Bilancio (OMB) annunciò che la NASA avrebbe dovuto accontentarsi per gli anni seguenti di un budget ridotto a 3,2 miliardi di dollari annui, con un miliardo da dedicare allo sviluppo della navetta. Con questo vincolo finanziario, la NASA, fu costretta ad abbandonare il progetto di un sistema completamente riutilizzabile, il cui costo di sviluppo avrebbe richiesto oltre i 2 miliardi annui. La configurazione dell'[[ala a delta+] venne però mantenuta per rispettare le esigenze dei militari
Per ridurre ulteriormente i costi, la NASA ha richiesto uno studio relativo al primo stadio di propulsione a cui contribuirono Grumman, Boeing, Lockheed, McDonnell-Douglas, Martin Marrietta e North American Rockwell. I produttori dovevano prendere in considerazione tre alternative: l'uso di uno stadio [[Saturno IC]], l'uso di uno stadio alimentato da nuovo motore [[propellente liquido]] o utilizzare un razzo a [[propellente solido]]. In seguito a questo studio, la NASA scelse di usare quest'ultima opzione che portava a risparmiare 500 milioni di dollari di costi di sviluppo rispetto ai propulsori a propellente liquido ma aumentò il costo delle operazioni di lancio di quasi il doppio (500 $ per ogni chilogrammo di carico utile contro i 275 dollari al chilogrammo)
==La decisione di lanciare (1972)==
Il Presidente Richard Nixon non voleva essere considerato colui che aveva fermato le missioni umane spaziali degli Stati Uniti, che ancora erano considerate un elemento di prestigio per la nazione. Inoltre, se l'opinione pubblica e la comunità scientifica avevano convenuto sulla necessità di ridurre il bilancio dedicato ai voli umani, il presidente non era immune alle pressioni dell'industria aerospaziale e alle considerazioni elettorali. Il ritiro degli Stati Uniti dal [[Vietnam]] aveva portato al crollo degli ordini militari, la crisi dell'industria e il declino del programma Apollo provocarono una recessione che l'industria aerospaziale statunitense non aveva mai conosciuto: la metà degli ingegneri e dipendenti che lavorano nel settore erano ridondanti. Questo problema era certamente rilevate per le imminenti elezioni presidenziali
{| align="center" rules="all" cellspacing="0" font-size: 95%; cellpadding="4" style="border: 1px solid #999; border-right: 2px solid #999; border-bottom:2px solid #999; background: #f3fff3"
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LA NASA continuò a difendere il suo progetto di navetta spaziale evidenziando la riduzione di costo per la messa in orbita di carichi in confronto con i tradizionali lanciatori non riutilizzabili. L'agenzia, inoltre, propose una versione più potente del sistema in grado di trasportare un carico maggiore, questo sia per venire incontro all'esigenza dell'[[United States Air Force|aeronautica militare]] e per permettere il montaggio di una [[stazione spaziale]]. Il presidente Nixon dette finalmente il suo benestare per il progetto più ambiziosa della navetta il [[5 Gennaio]] [[1972]]. Ma il suo sviluppo si scontrò con il calo costante del bilancio: i finanziamenti alla NASA passarono, infatti, dall'1,7% del bilancio totale dello stato federale del 1970 allo 0,7% del [[1986]]
|url=http://www.richardb.us/nasa.html#graph |titolo=Putting NASA's Budget in Perspective |autore=Richard Braastad |accesso=1 maggio 2010 |lingua=en }}</ref>. Per poter finanziare adeguatamente lo sviluppo della navetta la NASA dovette abbandonare il lancio della seconda stazione [[Skylab]]. Le missioni spaziali umane statunitensi vennero così sospese fino al primo volo dello Shuttle che avvenne soltanto nel [[1981]] |url=http://www.astronautix.com/lvs/shuttle.htm
|titolo=Shuttle
|autore=Mark Wade
|editore=Astronautix
|accesso=26 aprile 2010
|lingua=en
}}</ref>.
==La selezione dei produttori==
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La gara di appalto per la progettazione e la costruzione dell'''Orbiter'' fu lanciata nel marzo 1972 dalla NASA. Fin da subito si evidenziarono le proposte della [[Rockwell International|North American Rockwell]], già costruttrice del [[Apollo Command/Service Module|modulo di comando e di servizio Apollo]], con sede in [[California]] e quella della [[Grumman]] produttrice del [[Modulo Lunare Apollo]] e situata nello Stato di [[New York (stato)|New York]]. Per il comitato di selezione della NASA, la prima proposta si distinse per il suo basso costo, per il ridotto peso dell'orbiter e per il solido sistema di gestione dei progetti, mentre quello della Grumman era ritenuto più interessante dal punto di vista tecnico. Il progetto della ''North American Rockwell Rockwell'' venne scelto in via definitiva il [[26 Luglio]] [[1972]] per 2,6 miliardi di dollari: a questo prezzo l'azienda si impegnava a costruire due ''orbiter'' e un modello per i test operativi. Due ''Orbiter'' supplementari erano previsti in un momento successivo.
L'''Orbiter'' scelto poteva mettere in orbita bassa 29,5 tonnellate e aveva una dimensione di 18,3 x 4,57 metri. Esso veniva prodotto a [[Palmdale (California)|Palmdale]] in [[California]]. Nel [[1973]] l'azienda [[Thiokol]] aveva ottenuto il mandato per la costruzione dei due ''razzi booster'' e [[Martin Marietta]] quello per il serbatoio esterno, prodotto presso il ''[[Michoud Assembly Facility]]'' di proprietà della NASA. La [[Rocketdyne]] fu invece selezionata, a fine marzo 1972, per la produzione dei [[Space Shuttle main engine|motori principali]] (''Space Shuttle main engine'' - SSME) dell'orbiter
|url=http://history.nasa.gov/SP-4221/ch9.htm
|titolo=The Space Shuttle Decision
|capitolo=9 - Nixon's decision
|autore= T.A. Heppenheimer (NASA)
|data=1999
|accesso= 18 marzo 2011
|lingua=en
}}</ref><ref>{{cita|Dennis R. Jenkins|p. 182-183|Jenkins}}.</ref>.
==Lo sviluppo (1972-1981) ==
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Per spostare la navetta, ora non motorizzata, tra i vari siti, la NASA acquistò nel 1974, un [[Boeing 747]] usato, che venne attrezzato per il suo trasporto sul dorso della [[fusoliera]] (l'aereo fu chiamato ''[[Shuttle Carrier Aircraft]]''). Il primo test del motore SSME dell' orbiter si svolse il [[17 Ottobre]] [[1975]]. Il serbatoio esterno fu progressivamente ridotto per consentire un risparmio di peso di 4,5 tonnellate. La costruzione della prima navetta [[Space Shuttle Enterprise|Enterprise]] terminò nel marzo 1976 ma non sarà poi utilizzato nella fase operativa, in quanto troppo pesante.
Il [[12 agosto]] [[1977]] si tenne il primo volo senza motore della navetta, portato in quota e poi sganciata dal 747, nell'ambito del programma ''[[Approach and Landing Tests]]''. La consegna dei primi SSME operativi fu rinviata di due anni a causa di alcuni inconvenienti nella fase di test che comportarono una rivisitazione del progetto. Nel febbraio 1980 la settima e ultima prova di qualificazione del ''booster'' viene eseguita
Il primo volo spaziale dello Space Shuttle avvenne il [[12 aprile]] [[1981]] con la missione [[STS-1]]. Lo [[Space Shuttle Columbia]], con al comando l'esperto [[astronauta]] [[John W. Young]] e con [[Robert Crippen]] come pilota, realizzò 17 orbite in poco più di due giorni, rientrando in sicurezza presso la ''[[Edwards Air Force Base]]''. Prima dell'impiego operativo vennero realizzati altri tre voli ([[STS-2]], [[STS-3]], [[STS-4]]) per testare tutto il sistema, avvenuti tra il 1981 e il 1982
==Note==
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