La Stazione Spaziale Internazionale è il più grande e importante programma di cooperazione scientifica e tecnologica nella storia dell’umanità, ed è possibile osservarla ad occhio nudo anche dalla Terra. Si tratta a oggi della più importante opera ingegneristica mai realizzata dall’uomo. Il progetto nasce dalle ceneri di diverse iniziative che erano state progettate durante la guerra fredda, come ad esempio la missione Freedom della Nasa, mai andata oltre la fase progettuale, e le stazioni orbitali sovietiche Saljut e Mir.
Il progetto iniziò a vedere effettivamente la luce all’inizio degli anni 90, dopo che il governo statunitense con la Nasa coinvolse nell’idea di realizzare una stazione spaziale le agenzie spaziali di Europa (Esa), Russia (Roscosmos), Canada (Csa) e Giappone (Jaxa), per un totale di 14 nazioni, con l’annuncio ufficiale di Stati Uniti e Russia che risale al 1993. I partner stabilirono che in questo progetto comune avrebbero integrato le soluzioni e le tecnologie che fino a quel momento avevano progettato in proprio. Il lancio del primo modulo risale al 1998, mentre il completamento della struttura avvenne nel 2011, quando alla stazione venne aggiunto il modulo “Raffaello”.
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Stazione spaziale internazionale, cos’è
La stazione spaziale internazionale è essenzialmente un grande laboratorio scientifico che viaggia in orbita a 28mila km orari a una distanza di 400 km dalla terra: per completare un’orbita impiega 90 minuti. La stazione spaziale internazionale è lunga 109 metri e larga 73, per unpeso di 150 tonnellate.
Gli astronauti vivono a bordo dell’International Space Station tutto l’anno, e sono impegnati a condurre esperimenti scientifici in assenza di gravità. Accanto a questo impegno hanno anche quello di ricevere i pezzi di ricambio e per l’implementazione ulteriore della stazione dalla Terra: li controllano e li assemblano per essere nella condizione di portare a termine esperimenti su tecnologie e soluzioni che potranno poi essere applicate sulla terra, ad esempio nel campo della salute, dell’energia pulita e della tutela dell’ambiente.
La particolarità della struttura è che il suo assemblaggio è avvenuto pezzo dopo pezzo direttamente nello Spazio, dopo che il primo “tassello” venne messo in opera nel 1998 integrando i moduli Zarya, realizzato dalla Russia, e Unity, di provenienza statunitense. L’Italia ha contribuito alla realizzazione del progetto con la costruzione del Nodo-2 Harmony e del Nodo-3 Tranquillity, ovvero la Cupola e ha contribuito al laboratorio europeo Columbus. Inoltre, con il lancio del modulo logistico Leonardo, nel 2001, l’Italia è la terza nazione dopo Russia e Stati Uniti, a lanciare in orbita un elemento della Iss.
Nel corso del tempo sono stati cinquanta i lanci spaziali che hanno contribuito a portare in orbita i 100 elementi che sono serviti per dare alla struttura la forma e le funzionalità che ha oggi, per un assemblaggio realizzato con 159 “passeggiate spaziali”.
L’Iss è abitata in modo permanente dal 2000, e in diverse occasioni è stata visitata da astronauti italiani.
Ad assicurare il cibo e i rifornimenti sono i viaggi spaziali di diverse astronavi cargo, che vengono spedite nello Spazio dai Paesi che partecipano al progetto, tra le quali a rappresentare l’Europa c’è Atv.
L’evoluzione più recente del progetto è quella del 2010, quando al programma hanno iniziato a partecipare anche i privati, con il lancio della navetta Dragon di SpaceX, seguita da quella delle navi cargo Gygnus, la cui struttura è un altro esempio di “made in italy”
Il contributo dell’Italia alla realizzazione della Stazione Spaziale Internazionale
Se si fotografa la situazione oggi, l’Italia ha realizzato da sola più del 40% del volume abitabile della Stazione Spaziale Internazionale, mettendo a frutto le proprie competenze sulla realizzazione di moduli spaziali orbitanti che risale al 1974 con lo Spacelab, il laboratorio europeo che volava sullo Space Shuttle.
In Italia sono stati realizzati Leonardo, Raffaello e Donatello, i tre moduli logistici Mplm (Multi-Purpose Logistic Module) utilizzati per rifornire la Iss di materiali da utilizzare negli ambienti pressurizzati e per riportare a terra tutto ciò che – volta per volta – non serviva più a bordo della stazione.
Nel corso del tempo il modulo Leonardo ha subito delle modifiche che lo hanno messo nelle condizioni di poter rimanere a lungo nello Spazio, fino a diventare nel 2011 l’ultimo elemento abitabile aggiunto in modo permanente alla Iss.
Sempre in Italia sono stati realizzati i cosiddetti “Nodo 2” e “Nodo 3” della stazione: il primo è in comunicazione con la Iss attraverso un portellone del laboratorio statunitense e ospita gli impianti per la distribuzione dell’aria, dell’elettricità, e di altre risorse collegate all’ abitabilità e all’operatività degli ambienti. Quanto al Nodo 3, lanciato nel 2010, è l’area in cui viene prodotta e purificata l’acqua, e in cui viene generato l’ossigeno utilizzato dal personale di bordo.
Importante il contributo italiano anche alla realizzazione del laboratorio Columbus, di competenza dell’Agenzia Spaziale Europea, collegato al resto della Stazione Spaziale attraverso il Nodo 2, uin cui vengono condotti esperimenti di medicina, biologia, scienza dei materiali, fisica dei fluidi e altri test da svolgere in assenza di peso. All’interno del laboratorio possono trovare posto 10 rack, mentre all’esterno sono installate 4 piattaforme per condurre esperimenti sull’osservazione dello Spazio e della Terra.
E’ stata infine prodotta in Italia anche la “Cupola” dell’Iss, il modulo di osservazione e controllo sul Nodo 3: si tratta di un ambiente di lavoro a forma di cupola con sei finestre trapezoidali ed una finestra circolare sul lato superiore. Contiene le postazioni di controllo e di comando, ma è anche un punto di osservazione per la guida delle operazioni robotiche fuori dalla Stazione.
La struttura della stazione spaziale iss
La stazione spaziale internazionale è composta da moduli pressurizzati in lega di alluminio, che ospitano i laboratori. A fornire energia al complesso è un traliccio su cui sono allestiti una serie di pannelli solari. Sempre fuori dalla stazione ci sono una serie di piattaforme che vengono utilizzate per gli esperimenti da condurre in ambienti non pressurizzati. Ad assicurare la sicurezza degli astronauti ci sono le coperture esterne realizzate in materiali isolanti dal punto di vista termico, e i pannelli progettati per resistere a eventuali impatti con meteoriti.
La Stazione spaziale internazionale è composta anche dall’automated transfer vehicle (Atv), che sono magazzini di approvvigionamento che possono contenere fino a 9 tonnellate di carico tra provviste, materiale scientifico e propellente.
Interno della stazione spaziale
Le cabine private all’interno della stazione spaziale sono generalmente insonorizzate. Sono progettate per consentire all’equipaggio di ascoltare musica, usare i device elettronici e riporre gli effetti personali in cassetti o in reti fissate alle pareti. In queste aree ci sono anche una luce di lettura, una mensola e una scrivania.
I membri dell’equipaggio trascorrono inoltre fino a due ore al giorno in palestra, per contrastare gli effetti negativi dell’inattività e delle conseguenze dell’assenza di peso, oltre che per facilitare il riadattamento del fisico in vista del rientro sulla terra. Due i problemi più grandi da affrontare durante le missioni: la perdita di calcio nelle ossa e nei muscoli e le conseguenze della mancanza di pressione per i fluidi corporei.
A disposizione dell’equipaggio nella palestra ci sono due tapisroulant, una macchina per gli esercizi di resistenza e una bicicletta ergometrica, insieme a un sistema computerizzato che consente di monitorare i parametri vitali durante gli esercizi.
Tutti i sistemi di bordo sono inoltre pensati per riciclare il più possibile l’acqua, il cui uso è contingentato per gli astronauti, che possono utilizzarne al massimo quattro litri al giorno per l’igiene personale e non più di 10 litri al giorno in generale. Proprio per ridurre i consumi di acqua sulla stazione spaziale internazionale non ci sono docce: per l’igiene personale l’equipaggio utilizza un panno umido e insaponato e un tipo speciale di Shampoo che non ha bisogno di risciacqui.
L’area “cucina” è dotata di scaldavivande, frigorifero e distributore di acqua calda e fredda.
La vita di un astronauta sulla stazione spaziale internazionale
All’interno della Stazione Spaziale Internazionale vive stabilmente un equipaggio di sei astronauti, che possono rimanere a bordo al massimo per sei mesi, e che dal 2011 arrivano a bordo dell’Iss grazie ai razzi russi Soyuz.
La vita a bordo è non è scandita dalle ore di luce o di buio, che si susseguono a intervalli di 45 minuti (visto che la stazione completa un’orbita attorno alla terra in 90 minuti). Gli astronauti scandiscono la propria vita a bordo cercando di mantenere intervalli di sono di otto ore e ritmi di lavoro da 8-10 ore ogni giorno, prendendo come riferimento l’ora del meridiano di Greenwich. Per rilassarsi durante le ore di sono e non essere disturbati dalla luce esterna possono indossare mascherine o oscurare le finestre.
A scandire la giornata con intervalli fissi ci sono le ore dei pasti, le pause relax, le riunioni, i momenti di privacy e quelli riservati allo svago. Della routine fanno parte anche 4 ore di lavoro il sabato e una giornata libera la domenica.
La maggior parte del tempo trascorsa a bordo è dedicata alla realizzazione di esperimenti scientifici, il cui avanzamento viene registrato nei diari di bordo.
Per l’igiene personale ogni astronauta dispone di un kit con pettine, forbici, spazzolino da denti, dentifricio, sapone, shampoo, salviette e fazzolettini, più – per gli uomini – rasoio, crema da barba e dopobarba, e cosmetici per le donne.
Quello dei pasti è uno dei momenti di aggregazione per gli astronauti. Il cibo viene conservato a bordo in forma congelata, disidratata e liofilizzata, e gli astronauti possono scegliere tra più di 200 ricette. I tre problemi principali per la scelta del cibo da portare a bordo sono il mantenimento delle proprietà organolettiche del cibo, l’efficacia nutrizionale e la sicurezza. Le porzioni vengono conservate in pacchetti singoli e possono essere cotte a bordo in un’area della stazione destinata a fungere da cucina. Tre i pasti giornalieri, mentre per le merende gli astronauti possono consumare snack.
Come rimane in orbita la stazione spaziale
Per arrivare a raggiungere l’orbita e per rimanerci la Stazione Spaziale Internazionale ha bisogno di acquistare una velocità specifica, calcolata sulla base della distanza dalla Terra, e di mantenerla nel corso del tempo. In caso contrario, se la velocità non fosse abbastanza alta l’Iss sarebbe destinata a precipitare sul nostro pianeta, attratta dalla forza di gravità, mentre se fosse troppo sostenuta la Stazione perderebbe il contatto dalla Terra e verrebbe proiettata nello spazio, dal momento che la forza di gravità non sarebbe sufficiente a far mantenere l’orbita alla struttura.
Come osservare i passaggi e la posizione dell’Iss
Nonostante i 400 kilometri di distanza dalla terra, la stazione spaziale internazionale è visibile – se si verificano alcune condizioni – anche ad occhio nudo, con l’aspetto di una stella vagante. Tra le principali è che si tratti di un momento, preferibilmente subito prima dell’alba o subito dopo il tramonto, quando cioè l’osservatore si trova nell’ombra della terra ma la Iss è ancora illuminata dal Sole. Altro requisito fondamentale è che l’aria, al momento dell’osservazione, sia particolarmente limpida.
La Iss non sarà sempre visibile però allo stesso modo e dallo stesso luogo: nonostante infatti segua sempre la stessa orbita, non attraversa sempre gli stessi luoghi, dal momento che la terra ruota anche sul proprio asse: quindi ogni volta che la Iss raggiunge lo stesso punto della propria orbita, la Terra ha ruotato e sotto la stazione spaziale si trova volta per volta un luogo diverso. L’orbita della Stazione Spaziale Internazionale, infine, copre l’85% della superficie terrestre: per questo è invisibile soltanto nelle regioni più a Nord e più a Sud del Pianeta.
