Theodore von Kármán: L'ingegnere che ha dato il nome al limite dello spazio

Una linea a circa 100 chilometri sopra il livello del mare segna, per convenzione internazionale, dove finisce l'atmosfera e inizia lo spazio. Porta il nome di un ingegnere nato in Ungheria che ha insistito, fino alla fine della sua vita, per essere chiamato ingegnere piuttosto che scienziato — perché, come diceva lui, "lo scienziato descrive ciò che è; l'ingegnere crea ciò che non è mai stato". Theodore von Kármán ha trascorso sei decenni a fare esattamente questo e, lungo la strada, ha contribuito a inventare l'astronautica americana quasi dal nulla.

Il ragazzo che suo padre cercò di frenare

Von Kármán è nato a Budapest nel 1881 in una famiglia di spicco; suo padre Mór, un noto riformatore dell'istruzione, era così allarmato dalla capacità del figlio di sei anni di moltiplicare grandi numeri a mente che scoraggiò attivamente la formazione in matematica avanzata, temendo che Theodore diventasse "un bambino prodigio e un fenomeno da baraccone". La strategia ha solo ritardato le cose — von Kármán ha vinto il massimo premio studentesco ungherese in matematica e scienze prima di studiare ingegneria meccanica alla Reale Università Tecnica Giuseppe di Budapest, laureandosi nel 1902. È andato a Gottinga nel 1906 per lavorare sotto Ludwig Prandtl, il padre dell'aerodinamica moderna, ottenendo un dottorato nel 1908 sulla matematica dell'instabilità strutturale, poi ha diretto l'Istituto Aeronautico alla RWTH Aachen dal 1913, brevemente interrotto dal servizio di progettazione di un primo prototipo di elicottero per l'esercito austro-ungarico nella Prima Guerra Mondiale.

Costruire un programma aerospaziale americano da una galleria del vento

Il Caltech ha attirato von Kármán a Pasadena nel 1926 per aiutare a costruire una galleria del vento e, nel 1930, sempre più diffidente verso la direzione politica dell'Europa, ha accettato la direzione a tempo pieno del Guggenheim Aeronautical Laboratory del Caltech, portando con sé sua madre e sua sorella in California. Lì ha costruito uno dei principali programmi di aeronautica del paese e, quando uno studente laureato di nome Frank Malina ha iniziato a sperimentare con la propulsione a razzo a metà degli anni '30, ha sostenuto il lavoro invece di liquidarlo come fantascienza. Quando l'Army Air Corps ha chiesto al Caltech nel 1936 di sviluppare razzi a decollo assistito per aerei militari, von Kármán — dato che l'università non avrebbe gestito un'operazione industriale da sola — ha contribuito a fondare la Aerojet Engineering Corporation per costruirli, lavorando al fianco di Malina e dell'eccentrico chimico Jack Parsons. Quel gruppo di missilistica, formalizzato nel 1944 come Jet Propulsion Laboratory con von Kármán come direttore fondatore, è diventato l'istituzione che avrebbe poi costruito il primo satellite americano e gli esploratori robotici che hanno raggiunto ogni pianeta del sistema solare.

Vortici, ponti e il muro del suono

La reputazione scientifica di Von Kármán si basava su un dono insolito per trovare l'ipotesi matematica semplificatrice che rendeva risolvibile un problema intrattabile di fluidodinamica, un talento che lo storico Thomas Hughes ha specificamente accreditato come il suo "genio". Il suo nome si è legato a fenomeni in tutto il campo: la scia di vortici di von Kármán, il motivo alternato di vortici che si stacca dietro un oggetto che si muove attraverso un fluido, rimane un punto fermo della fluidodinamica introduttiva e un pericolo reale contro cui gli ingegneri devono progettare, dai cavi dei ponti alle ciminiere. Quando il ponte Tacoma Narrows si è squarciato in modo drammatico e famoso nel 1940, von Kármán ha fatto parte del comitato investigativo federale e ha contribuito a identificare il "galoppo" aerodinamico — strettamente correlato al distacco dei vortici — che lo aveva distrutto. È stato anche tra i primi a spingere con forza su quella che chiamava la "porta chiusa che conduce al campo del movimento supersonico", facendo un lavoro teorico fondamentale sulle ali a freccia e sul flusso d'aria comprimibile che ha contribuito a spianare la strada alla progettazione di aerei a reazione e supersonici.

Consigliere dei generali, architetto della scienza internazionale

Durante la Seconda Guerra Mondiale, su invito del generale Henry "Hap" Arnold, von Kármán ha lasciato il Caltech per guidare il Scientific Advisory Group dell'Army Air Forces, visitando le rovine della ricerca aerospaziale tedesca dopo la guerra e plasmando la strategia di ricerca militare americana a lungo termine per gli anni successivi — un ruolo che ha mantenuto anche mentre si riprendeva da un intervento chirurgico per cancro all'intestino. Ha usato la sua influenza e la sua posizione internazionale per costruire istituzioni scientifiche durature piuttosto che limitarsi a consigliare sull'hardware: ha contribuito a fondare l'organizzazione di ricerca aerodinamica della NATO, AGARD, nel 1951, l'International Council of the Aeronautical Sciences nel 1956, il Von Kármán Institute for Fluid Dynamics in Belgio e l'International Academy of Astronautics nel 1960. I colleghi lo ricordavano come insolitamente caloroso, spiritoso e impegnato a mantenere la scienza internazionale anche quando diventava sempre più intrecciata con la difesa nazionale — sebbene alcuni, tra cui il fisico Sydney Goldstein, abbiano notato che trovava i mecenati militari "il gruppo più comodo con cui trattare", una preferenza che ha plasmato dove e come le sue idee sono state costruite.

Perché Theodore è chiamato un genio

Il caso si basa su una combinazione specifica e insolita: una mente matematica originale capace di nominare i motivi di vortici dietro cilindri e ponti, sposata con l'istinto di un ingegnere per trasformare quella matematica in hardware volante e, più tardi, in orbita. Von Kármán non ha semplicemente descritto la turbolenza e l'instabilità — ha costruito la macchina istituzionale, GALCIT e poi JPL, che ha permesso ai suoi studenti e ai loro studenti di agire su di essa, e poche figure del XX secolo possono affermare di aver plasmato sia la teoria del volo ad alta velocità che l'organizzazione letterale che ha portato l'America nello spazio. La sua stessa definizione dell'ingegnere come colui che "crea ciò che non è mai stato" era meno un vanto che un'accurata descrizione di sé.

La complicazione onesta è che il più grande lascito istituzionale di von Kármán — JPL, Aerojet, AGARD — dipendeva tanto dal suo talento nell'organizzare le persone, assicurarsi il patrocinio militare e riconoscere studenti promettenti come Malina quanto da qualsiasi equazione che ha derivato. La sua stessa opinione che "il miglior pensiero creativo non nasce da squadre organizzate ma dalla quiete del proprio mondo" si colloca stranamente accanto a una carriera costruita sostanzialmente sull'assemblaggio di grandi squadre ben finanziate; il suo genio potrebbe essere risieduto meno nell'intuizione solitaria che nel sapere esattamente quali problemi e quali persone valeva la pena organizzare.

Eredità

Von Kármán è morto nel 1963 ad Aquisgrana, la città dove la sua carriera americana era effettivamente iniziata, pochi giorni prima del suo ottantaduesimo compleanno, dopo aver ricevuto la prima National Medal of Science dal presidente Kennedy solo pochi mesi prima. Non si è mai sposato. La linea di Kármán definisce ancora, per convenzione internazionale, il limite dello spazio; il JPL opera ancora come centro principale della NASA per l'esplorazione robotica planetaria; e il motivo della scia di vortici che porta il suo nome è ancora la prima cosa che molti studenti di ingegneria imparano sul modo in cui i fluidi si comportano male.