ISSpresso: caffé espresso in orbita

“Coffee: the finest organic suspension ever devised”, queste le parole usate da Samantha Cristoforetti su Twitter per descrivere la prima tazza di caffè espresso gustata a bordo della Stazione Spaziale Internazionale domenica 3 Maggio, insieme agli altri membri della crew, fra cui l’astronauta NASA Scott Kelly che ha anch’esso condiviso la sua esperienza sui social media.

Had my first cup of fancy coffee yesterday from the much anticipated Space_Station espresso machine. Not too bad – © StationCDRKelly on twitter

Sotto l’osservazione di un team di ingegneri che la seguiva da Terra, Samantha ha preparato il suo primo espresso nello spazio e letteralmente ha ‘creato’ anche la sua tazza, stampandola in 3D, secondo un progetto  sviluppato della Portland State University e dalla società americana IRPI, che hanno concepito tazze appositamente progettate per ambienti a gravità zero.

La macchina per il caffè si chiama ISSpresso ed é invece un’iniziativa di  Argotec e Lavazza, in collaborazione con l’Agenzia Spaziale Italiana (ASI). In essa, il caffè espresso viene prodotto da capsule come una qualsiasi macchina terrestre, ma la sfida iniziale era di farla funzionare in assenza di peso, per questo gli ingegneri studieranno le prestazioni dell’apparecchio, nella speranza di scoprire come miscele di liquidi si comportano in modo diverso nello spazio.

ISSpresso è una sfida tecnologica che soddisfa i requisiti estremamente rigorosi stabiliti dall’Agenzia Spaziale Italiana e dalla NASA in termini di funzionamento tecnico e sicurezza, ma rappresenta inoltre un importante passo per l’ingegneria e la scienza, che contribuirà ad aumentare la nostra conoscenza sulla dinamica dei fluidi in condizioni di microgravità, oltre a contribuire al miglioramento qualità della vita per gli astronauti, in particolare sulla Stazione Spaziale.

ISSpresso machine. Credit: Argotec

“Con la conclusione positiva dell’esperimento di oggi, abbiamo completato la sfida che ci eravamo posti quasi un anno fa, quando abbiamo presentato il progetto, non solo superando i limiti della gravità e permettendo agli astronauti a bordo della Stazione Spaziale Internazionale di bere ottimo caffè espresso, che rimane uno dei simboli indiscussi del made in italy, ma anche migliorando le nostre conoscenze sulla dinamica dei fluidi “, ha detto Giuseppe Lavazza, vice presidente della Lavazza.

Il caffè prodotto in condizioni di microgravità rispetta tutte le caratteristiche di un  espresso, tuttavia Argotec ha dichiarato che gli astronauti possono usare la macchina anche per preparare the, brodi e qualsiasi altra bevanda calda.

La macchina ISSpresso pesa solo 25 kili, perché tutti i componenti critici sono ridondanti,  per motivi innanzitutto di sicurezza, come richiesto dalle specifiche concordate con l’Agenzia Spaziale Italiana ed è stata inviata alla Stazione a bordo del Dragon di Space X lanciato in Aprile. Il dispositivo è dotato di parti in acciaio pesante che sostituiscono i componenti in plastica utilizzati invece in macchine da caffè espresso terrestri. Per esempio il tubo di plastica attraverso il quale un espresso normale riceve acqua è stato sostituito con tubo speciale in acciaio in grado di sopportare una pressione di oltre 400 bar.

Una volta che il caffè è stato ‘versato’, un sistema recentemente brevettato pulisce la sezione finale del circuito idraulico e allo stesso tempo genera una piccola differenza di pressione all’interno dello speciale sacchetto usato come ‘tazzina’ spaziale, in modo che quando la cannuccia viene inserita, il caffè con tutto il suo aroma è rilasciato. Il sacchetto è fatto di un materiale trasparente, il che permette di osservare direttamente il risultato dell’esperimento condotto sulla dinamica dei fluidi e anche di studiare il comportamento nello spazio di liquidi ad alta pressione e temperatura.

Gli astronauti in genere bevono da sacchetti in plastica con una cannuccia dal momento che in assenza di gravità i liquidi possono facilmente uscire da normali contenitori e diventerebbe impossibile versarli. Nel caso specifico del caffè della macchina ISSpresso, sono state progettate tazzine speciali da IRPI, in collaborazione con la Portland State University.

Zero-G espresso cups. Credit: A. Wollman, IRPI

Mark Weislogel, vice presidente e senior scientist per IRPI, che guida il team che ha sviluppato i contenitori di caffè, ha spiegato in una intervista in onda su NASA TV come è stata progettata la speciale tazzina, esperimento che ha le sue radici nello studio del comportamento dei liquidi in condizioni di microgravità. Weislogel e il suo team hanno infatti iniziato a lavorare sulla tazza di caffè non appena sono venuti a conoscenza del progetto italiano per creare una macchina da caffè per la stazione spaziale. Tramite l’uso di modelli matematici, i ricercatori americani hanno progettato tazze con forme geometriche specifiche per mantenere la bevanda al loro interno e permettere al liquido di posizionarsi correttamente in maniera spontanea. Inoltre un beccuccio sul bordo della tazza permette agli astronauti di gustare e sentire l’odore del caffè come farebbero sulla Terra. Quando infatti un astronauta tocca con le labbra la tazzina, viene stabilita una connessione capillare che permette l’accesso al contenuto della tazza, sia essa una bevanda calda o fredda.

Anche nel caso di questo esperimento, la ricerca scientifica si combina alla volontà di migliorare la qualità degli astronauti durante la loro permanenza nello spazio.

Fonti: Spaceflightnow, Argotec