L’ora di Columbus

Lo Shuttle Atlantis porta con sé il carico più prezioso che l’Europa abbia mai lanciato nello spazio: il laboratorio scientifico Columbus.

Che cosa cambierà sulla Stazione Spaziale con il laboratorio a bordo?

Il ritardo nel lancio di Columbus ha fatto si che le prossime settimane vedano una vera e propria rivoluzione sulla Stazione Spaziale Internazionale. Oggi l’unico laboratorio in orbita è Destiny, della NASA. Con Columbus l’Europa “pareggia il conto”, in un certo senso. Inoltre oggi, a parte lo Shuttle, l’unica navicella cargo in grado di trasportare beni di consumo ed equipaggiamento sulla ISS è il Progress russo.

Ma qualche settimana dopo il lancio di Columbus, l’Europa pareggerà i conti anche da questo punto di vista, con il lancio di Jules Verne, il primo dei Veicoli automatici di Trasferimento (ATV) costruiti dall’ESA e lanciati attraverso una versione modificata degli Ariane5. Infine, una volta in orbita, Columbus sarà sotto il controllo diretto del Centro di Controllo Columbus dell’ESA che sorge a Oberpfaffenhofen, nei pressi di Monaco di Baviera, presso la DLR, l’agenzia aerospaziale tedesca.

A questo vale la pena di aggiungere che oltre il 50% dello spazio abitabile della ISS è stato costruito da industrie italiane. E chiaro dunque che con le prossime settimane si delinea un nuovo scenario di partecipazione alle imprese di volo umano e allo sfruttamento dell’ambiente spaziale per fini scientifici e tecnologici.

Immagine del''interno del laboratorio Columbus

Columbus è un laboratorio scientifico multidisciplinare, nel quale potranno essere condotti studi di biologia, fisiologia, scienza dei materiali, fisica dei fluidi, scienza della vita, tecnologia. Che cosa ci aspettiamo da un ambiente come questo?

Per i primi 6 anni di vita della ISS, far parte dell’equipaggio permanente della stazione è stata una prerogativa esclusiva di astronauti della NASA e cosmonauti russi. Gli europei avevano partecipato a voli di breve durata sulla ISS, fin dalla missione di Umberto Guidoni, astronauta italiano dell’ESA, nel 2001, ma rimanere sulla ISS per tre – sei mesi significa poter seguire esperimenti scientifici di lunga durata in condizioni di microgravità. Faccio un esempio molto semplice.

Per le future missioni spaziali di lunga durata, per esempio i viaggi umani per Marte, sarà importante che gli astronauti siano il più possibili autonomi negli approvvigionamenti. Un modo per farlo, per esempio, è legato all’utilizzo dei batteri: per la fermentazione dello yogurt, per la produzione del pane, ma anche per riciclare l’aria e l’acqua. Per farlo dobbiamo saperne di più su come i batteri vivono in ambiente microgravitazionale. Columbus, con la sua attrezzatura è l’ambiente ideale per questo tipo di esperimento.

Illustrazione del Laboratorio Columbus
   
Perché è importante che l’Europa abbia un laboratorio orbitante permanente?

La forza di gravità a bordo della ISS è minore di circa un milione di volte di quanto non sia sulla superficie terrestre. La logica sottostante a gran parte degli esperimenti che vengono fatti, per esempio sui fluidi o sulla fisica dei materiali, è legata proprio a questa caratteristica: avendo indebolito gli effetti della gravità, si cerca di studiare altri fenomeni intrinseci, che tipicamente vengono oscurati dalla gravità stessa, ma che possono avere grande rilevanza nella nostra comprensione dei fenomeni stessi. Per fare un esempio semplice: se sulla Terra mescoliamo olio e acqua, l’olio si porta rapidamente in superficie.

In microgravità questo non accade: goccioline di olio fluttuano per l’intero volume di acqua. Sedimentazione, convezione e pressione statica, dovuta cioè alla gravità, sulla ISS scompaiono. Le ricadute sono moltissime: dalla formazione dei cristalli, alla crescita delle proteine, delle cellule delle ossa, allo sviluppo delle piante.

In generale, Columbus ospiterà al proprio interno ben 10 sottolaboratori (rack) dedicati alla biologia, alla fisiologia, alla scienza dei materiali, alla fisica dei fluidi, alla scienza della vita, alla tecnologia e ad attività didattiche. Questi sottolaboratori sono strutture indipendenti e del tutto autonome.

Oltre agli esperimenti che si svolgeranno all’interno del laboratorio, Columbus è stato progettato per ospitare esperimenti sulle pareti esterne, in modo da approfittare dell’esposizione all’ambiente spaziale. I primi saranno EuTEF e SOLAR: EuTEF è progettato per eseguire vari esperimenti contemporaneamente, tra cui uno di esobiologia. SOLAR, invece, studierà il Sole.

Illustrazione della ISS come sarà una volta terminata la fase di completamento

Quali sono le ultime dalla Stazione Spaziale in attesa di Columbus?

Negli ultimissimo giorni, poi ci sono state grandi manovre sulla ISS, proprio in attesa dell’arrivo del laboratorio europeo Columbus. In particolare, lunedì 4 febbraio, il Progress russo che era arrivato sulla ISS in dicembre si è sganciato dalla Stazione e si è temporaneamente trasformato in navicella autonoma.

Ricordiamo che si tratta di una navicella priva di equipaggio, che al momento in cui si stacca dalla ISS viene destinata alla combustione nel rientro in atmosfera. Questa volta si è deciso di usare il Progress per proseguire un esperimento iniziato in settembre, che avrà la durata di un paio di settimane: si studieranno le proprietà del plasma formato dalle particelle di propellente.

Il 5 febbraio è stato lanciato anche un cargo russo, un Progress, dalla base di Bajkonur, in Kazakhstan, carico di 2,5 tonnellate di materiale di rifornimento e di equipaggiamento, fra cui ossigeno, acqua, cibo, ma anche propellente e strumenti scientifici. Questa navetta cargo attraccherà il 7 febbraio.

Fonte: ESA