LA SCIENZA DELLA STAZIONE SPAZIALE

http://oggiscienza.wordpress.com/2014/11/20/la-scienza-della-stazione-spaziale/

La ISS è principalmente un banco di prova per future missioni spaziali di lunga durata. A bordo si sviluppano nuove tecnologie e si testano gli effetti sul corpo umano della vita nello spazio, in vista di missioni oltre l’orbita terrestre. Sono moltissimi però gli studi che guardano verso il pianeta Terra e non solo verso Marte. Alcuni di questi sono raccolti in un video e una pubblicazione dal titolo inequivocabile: ISS Benefits for Humanity, dove si trovano storie di applicazioni terrestri delle ricerche svolte a bordo della ISS: dai bracci robotici in chirurgia, al miglioramento delle tecnologie per la depurazione dell’acqua nel Messico rurale.

Medicina – Molti fra gli esperimenti sono in ambito biologico e medico. Sempre sul sito dell’ASI leggiamo che “l’obiettivo strategico della ricerca spaziale nel settore delle scienze della vita è di consentire la vita umana nello spazio.”

Se per future missioni spaziali, magari su altri pianeti, è indispensabile studiare gli effetti della microgravità sul corpo umano  e comprendere i meccanismi di adattamento all’ambiente spaziale, altre ricerche hanno importanti ricadute per chi resta sulla Terra, come gli studi sul sistema immunitario e sui vaccini (ne avevamo parlato qui e qui), oppure il progresso della telemedicina, che può essere sfruttata sia da chi vive nello spazio, sia da chi abita in zone isolate della Terra.

Sulla ISS, gli organismi viventi sono sottoposti a tre condizioni anomale: microgravità, isolamento e un maggior livello di radiazioni cosmiche. Questo ambiente offre una possibilità unica per studiare problematiche mediche relative a malattie legate all’età o all’immobilità. Molte ricerche sono focalizzate su malattie cardiovascolari, problemi di ossa e cartilagini, o atrofia muscolare, visto che nello spazio i muscoli tendono a perdere peso, costringendo gli astronauti a un costante esercizio fisico. Anche gli aspetti psicologici sono tenuti sotto costante osservazione, come pure l’influenza che ha sui ritmi circadiani la vista di 16 albe e 16 tramonti ogni giorno.

Fisica - La stazione spaziale è un laboratorio privilegiato anche per molti esperimenti di fluidodimamica, fisica delle particelle, astrofisica e cosmologia. Grosse aspettative vengono da Alpha Magnetic Spectrometer, un rivelatore di particelle di 7 tonnellate portato tre anni fa a bordo della ISS per cercare antimateria e materia oscura misurando con grande precisione la composizione dei raggi cosmici 

Gli studi di fisica dei fluidi sfruttano i vantaggi della microgravità per mescolare i fluidi senza tenere conto del loro peso, riuscendo quindi a studiare cocktail impossibili da creare sula Terra. Utilizzando l’assenza di peso e le temperature bassissime all’esterno della stazione, si cerca inoltre di capire qualcosa di più sui superconduttori, mentre la presenza a bordo di una fornace in grado di raggiungere i 1400°C permette di studiare la solidificazione dei metalli in condizioni di microgravità, con risultati che potrebbero essere utili per realizzare leghe di alluminio sempre più efficienti.

Osservazioni – Guardando al di fuori della stazione spaziale si osserva lo spazio, ma anche la Terra. Gli astronauti raccolgono dati climatici e ambientali, e sono testimoni privilegiati di eventi come eruzioni vulcaniche o terremoti. Anche in questo caso la presenza di un equipaggio è un grande vantaggio, poiché garantisce la flessibilità necessaria per l’osservazione di avvenimenti inattesi. Dalla ISS si guardano anche pascoli e aree coltivate con ISSAC (ISS Agricultural Camera), le cui immagini arrivano in pochi giorni  agli agricoltori, aiutandoli nella gestione dei campi e nella pianificazione delle irrigazioni e della somministrazione di fertilizzanti e pesticidi.

Tra le innovazioni che l'astronauta Cristoforetti ha a bordo della ISS c'è POP3D, unaprinter portatile made in Italy realizzata da Altran e Thales Alenia Space. Servirà a stampare pezzi di ricambio direttamente sull'International Space Station senza la necessità di ricevere rifornimenti dall'esterno.
Infatti dobbiamo pensare agli astronauti che lavorano per lunghi periodi all’interno dell’International Space Station come agli “inquilini” di  casa orbitante, i cui “arredi” e i cui “pezzi di ricambio” devono necessariamente arrivare dalla Terra.
Portare oggetti su uno spazio, orbitale, come la ISS, ed oltre, come un possibile futuro viaggio su Marte,  è un’operazione complessa e con costi elevati. Lo sanno bene i tecnici e gli ingegneri di Thales Alenia Space, che in questi anni hanno contribuito allo sviluppo di oltre il 50 per cento del volume pressurizzato (ovvero “vivibile”) della Stazione e ai diversi sistemi di trasporto spaziale che portano i rifornimenti in orbita: dai moduli MPLM imbarcati sullo Shuttle in passato, ai grandi Tir dello spazio di oggi (ATV e PCM-Cygnus).

Per questo qualsiasi tecnologia che permetta di ridurre i volumi e il peso dei viaggi logistici al lancio, o addirittura di produrre direttamente sulla Stazione qualche componente, avrà un valore enorme per le attività spaziali. Che diventa tanto più grande nel caso di un viaggio più lungo, per esempio verso Marte.
In questo caso infatti il “rifornimento” di parti di ricambio sarebbe impossibile e tutto il necessario dovrebbe essere previsto in anticipo e caricato a bordo. Con un oggetto come POP3D invece l’astronauta potrebbe portare con sé solamente materia prima e fabbricare le parti necessarie al momento del bisogno.