Il 3 ottobre 1967, il pilota collaudatore William J. "Pete" Knight salì a bordo di un aereo nero a forma di dardo imbullonato all'ala di un B-52 bombardiere. A 45.000 piedi sopra il deserto del Mojave, il B-52 lo sganciò. Knight accese il motore a razzo. Nei successivi 84 secondi, accelerò attraverso Mach 1, Mach 2, Mach 3, Mach 4, Mach 5, Mach 6 e continuò. Raggiunse Mach 6,7 – 4.520 miglia orarie – a un'altitudine di 102.100 piedi. Quel record di velocità per un aereo pilotato e a motore è ancora imbattuto. Quasi sessant'anni dopo, nessun essere umano ha volato più veloce in un aereo. Il North American X-15 non era un caccia. Non era un bombardiere. Era un veicolo di ricerca: un laboratorio volante progettato per rispondere a domande che nessuna galleria del vento o simulazione computerizzata dell'epoca poteva risolvere. Cosa succede a una cellula a velocità ipersoniche? Come fa un pilota a controllare un aereo ai confini dello spazio? Quali sono i limiti termici, strutturali e fisiologici del volo con equipaggio? Le risposte prodotte dal programma X-15 hanno plasmato tutto ciò che è venuto dopo: lo Space Shuttle, il SR-71, i programmi scramjet e il concetto stesso di volo spaziale riutilizzabile.

Nato dall'ala di un B-52

L'X-15 non poteva decollare con i propri mezzi. Era troppo piccolo per trasportare carburante a sufficienza per un decollo da terra, troppo veloce per utilizzare una pista convenzionale e troppo specializzato per sprecare il suo prezioso propellente nella banale operazione di decollo. Veniva invece trasportato in quota da un B-52 Stratofortress modificato, soprannominato "Balls 8", agganciato sotto l'ala destra del bombardiere come un pugnale nero. A circa 13.700 metri di altitudine, l'X-15 si sganciava. Il pilota aveva a disposizione alcuni secondi di planata senza propulsione prima di accendere il motore a razzo Reaction Motors XLR99, che produceva una spinta di 25.800 kg bruciando ammoniaca anidra e ossigeno liquido. La combustione durava circa 80-120 secondi. In quel breve lasso di tempo, l'X-15 accelerava fino a raggiungere velocità e altitudini che nessun altro aereo pilotato poteva eguagliare. Una volta esaurito il carburante, l'X-15 si trasformava in un aliante: un aliante velocissimo, pesantissimo e spietato, che doveva dissipare energia e atterrare sui letti asciutti del lago prosciugato di Rogers Dry Lake, presso la base aerea di Edwards. Non erano previste riattaccate. Non c'era una seconda possibilità. Il pilota doveva fare tutto bene al primo tentativo, ogni volta.

Dove finisce l'aria e inizia lo spazio

L'X-15 non si limitava a volare veloce. Volava ad altitudini elevate, così elevate che i comandi aerodinamici convenzionali smettevano di funzionare. Ad altitudini estreme, l'aria è troppo rarefatta perché alettoni, elevatori e timoni possano agire efficacemente. L'X-15 risolse questo problema con piccoli propulsori a reazione a perossido di idrogeno posizionati nel muso e alle estremità alari: lo stesso tipo di sistema di controllo d'assetto che sarebbe stato poi utilizzato sullo Space Shuttle e sulle navicelle Apollo. Il 22 agosto 1963, il pilota collaudatore della NASA Joseph Walker raggiunse i 354.200 piedi, ovvero 67 miglia sopra la Terra. Si trovava al di sopra del 99,99% dell'atmosfera. Era, per definizione, nello spazio. La curvatura terrestre era visibile attraverso la sua cupola. Il cielo era nero. Otto piloti dell'X-15 ottennero il brevetto di astronauta superando le 50 miglia di altitudine, la soglia dello spazio definita dall'aeronautica militare statunitense. Alcuni di loro avrebbero poi volato nei programmi Gemini e Apollo. L'X-15 fu il loro primo assaggio di ciò che si trovava oltre l'atmosfera.

Il problema del calore

A Mach 6, i bordi d'attacco di un aereo raggiungono temperature tali da fondere l'alluminio. Il rivestimento dell'X-15 era realizzato in Inconel X, una lega di nichel-cromo in grado di resistere a temperature superiori a 1.200 gradi Fahrenheit (circa 650 gradi Celsius). L'aereo era verniciato di nero non per motivi estetici, ma perché le superfici scure irradiano il calore in modo più efficiente. Anche con l'Inconel X, la sfida termica era estrema. Il parabrezza era in vetro di silice fusa con un pannello esterno retrattile. Il carrello d'atterraggio doveva rimanere retratto fino all'avvicinamento finale, poiché la velocità avrebbe strappato i portelli del carrello convenzionale dalla fusoliera. I componenti interni richiedevano un'attenta gestione termica per evitare il surriscaldamento di strumenti, componenti elettronici e persino della tuta pressurizzata del pilota.

I dati termici raccolti dall'X-15 si rivelarono preziosissimi. Gli ingegneri appresero come il calore si distribuisce all'interno di una cellula ipersonica, dove si formano i punti più caldi e come reagiscono i diversi materiali e rivestimenti. Queste conoscenze confluirono direttamente nella progettazione della struttura in titanio dell'SR-71 Blackbird e delle piastrelle di protezione termica dello Space Shuttle.

I piloti

Dodici uomini pilotarono l'X-15. Tra questi, alcuni dei più abili piloti collaudatori della storia: Neil Armstrong, che avrebbe camminato sulla Luna tre anni dopo il suo ultimo volo con l'X-15; Scott Crossfield, che effettuò il primo volo a motore dell'X-15; Joe Walker, che stabilì il record di altitudine; Pete Knight, che stabilì il record di velocità; e Michael Adams, che morì il 15 novembre 1967, quando il suo X-15 entrò in una spirale ipersonica durante il rientro in atmosfera e si disintegrò. La morte di Adams fu l'unica vittima del programma in 199 voli: un record di sicurezza straordinario, considerate le condizioni estreme. L'X-15 operava regolarmente al limite assoluto del possibile, in un'epoca precedente al fly-by-wire, ai computer di bordo digitali e a tutti i sistemi di sicurezza che i moderni piloti collaudatori danno per scontati. I margini erano ridottissimi. E i piloti lo sapevano.

Un record che resiste ancora

Il record di velocità di Mach 6.7 stabilito da Pete Knight nell'ottobre del 1967 rimane imbattuto da qualsiasi altro velivolo alato pilotato a motore. La velocità massima ufficiale dell'SR-71 Blackbird, pari a Mach 3.3, è inferiore alla metà di quella raggiunta dall'X-15. Nessun caccia moderno, nessun aereo sperimentale, nessun dimostratore ipersonico con pilota umano è mai andato più veloce. Il record è sopravvissuto perché l'X-15 occupava una nicchia unica: abbastanza veloce da essere un'astronave, abbastanza basso da essere un aereo, e pilotato da piloti disposti a lanciarsi nell'ignoto a bordo di un razzo, con nient'altro che la loro abilità e una tuta pressurizzata a separarli dal vuoto. I tre esemplari dell'X-15 sono ora pezzi da museo. Uno è esposto al National Air and Space Museum dello Smithsonian a Washington. Un altro si trova all'Air Force Flight Test Museum di Edwards. Il terzo è andato distrutto nel fatale volo di Mike Adams. Ma i dati che hanno raccolto continuano a viaggiare – in ogni veicolo spaziale, in ogni veicolo ipersonico, in ogni dispositivo di protezione termica progettato per mantenere in vita gli esseri umani a velocità impossibili. L'X-15 non si è limitato a stabilire record. Ha scritto il manuale che ha reso possibili i successivi cinquant'anni di ricerca aerospaziale.

Fonti: NASA, Smithsonian National Air and Space Museum, Air Force Flight Test Museum