La Scienza di Samantha: ANITA-2

L’Analyzing Interferometer for Ambient Air-2 (ANITA-2), costruito dalla tedesca OHB System AG di Brema e attualmente installato dentro un EXPRESS Rack nel laboratorio Destiny, è un analizzatore di gas compatto e automatico che può analizzare e quantificare la presenza anche in tracce di 33 contaminanti dell’atmosfera di bordo della Stazione Spaziale Internazionale.

Esso è anche in grado di rilevare la presenza di altre sostanze per cui non è stato calibrato, che possono venire identificate in un secondo momento da terra analizzando i dati raccolti. Questa sua peculiarità è molto utile per identificare lo sviluppo imprevisto di contaminanti pericolosi. Il monitoraggio della composizione dell’aria è molto importante negli ambienti chiusi, soprattutto per quanto riguarda gli ambienti relativi ai sistemi per l’esplorazione spaziale umana.

Samantha Cristoforetti partecipa a questo e anche agli altri esperimenti che sono in programma durante la sua missione Minerva. Il 19 maggio infatti Samantha ha raccolto dei campioni di aria da alcuni ambienti della Stazione per sottoporli all’analisi di ANITA-2.

Descrizione

ANITA-2 è il dimostratore tecnologico di un analizzatore infrarosso (IR) di gas in tracce, ovvero frazioni di ppm (parti per milione), in grado di lavorare autonomamente. Esso preleva automaticamente campioni di aria della Stazione Spaziale Internazionale ogni sette minuti, li analizza e invia i suoi dati sulla Terra almeno una volta al giorno e si presume che debba operare sull’ISS per poco più di un anno. I campioni di aria, che non necessitano di essere pretrattati prima dell’analisi, possono anche essere inseriti nello strumento dagli stessi astronauti, i quali possono prelevarli da qualunque parte nella Stazione. Dopo l’analisi, i campioni di aria vengono nuovamente rilasciati nell’atmosfera di bordo.

L’hardware ha raggiunto la Stazione nel dicembre 2021, grazie a una Dragon cargo di SpaceX, ed è stato installato il 5 gennaio 2022, in un EXPRESS Rack Locker del laboratorio Destiny dall’astronauta europeo Matthias Maurer, durante la sua missione Cosmic Kiss. Dopo una breve fase di test, è entrato in funzione ed è continuamente operativo.

Matthias Maurer ha poi raccolto dei campioni di aria in altre zone della ISS durante la sua missione. Samantha Cristoforetti ha di nuovo raccolto dei campioni di aria il 19 Maggio 2022.

ANITA, il predecessore di ANITA-2, ha operato con successo per 11 mesi a bordo dell’ISS fra il 2007 e il 2008 tenendo sotto controllo la concentrazione di 33 gas diversi.

Il nuovo analizzatore è stato costruito significativamente più leggero (circa 27 kg, contro i 53 kg di ANITA), più piccolo del 50%, con ridotte esigenze energetiche e con un migliorato software per l’analisi degli spettri IR. ANITA era composto da due moduli che occupavano un EXPRESS Rack Locker ciascuno.

«L’importanza della buona qualità dell’aria nell’ambiente spaziale non può essere sottovalutata: la differenza nei livelli di CO₂ fra la mia prima missione e la seconda è un rilevante esempio di come l’atmosfera in cui viviamo possa influenzare il nostro benessere e le nostre performance. Il monitoraggio accurato dell’atmosfera all’interno dell’ISS ha permesso di abbassare la concentrazione di CO₂, migliorando notevolmente la qualità della nostra vita quotidiana e delle nostre attività. ANITA-2 è anche in grado di rilevare contemporaneamente livelli estremamente bassi di gas contaminanti, e grazie alla sua elevata frequenza di campionamento, alla sua precisione e alla sua capacità di lavorare in autonomia, ci accompagnerà in futuro, oltre la ISS, fin dove oseremo arrivare» ha dichiarato l’astronauta dell’ESA Luca Parmitano, commentando il lancio dell’esperimento europeo.

Come già detto, ANITA-2 è a tutti gli effetti un dimostratore tecnologico; esso in futuro potrebbe essere impiegato nelle missioni spaziali di esplorazione, incluso il Gateway lunare. Inoltre la sua tecnologia potrebbe essere adattata in tutte quelle situazioni in cui esistono ambienti confinati come le attività subacquee e i sottomarini, oppure per il monitoraggio di ambienti lavorativi, come laboratori di varia natura, gli ospedali, oppure per il controllo dei processi di alcune tipologie di industrie, nonché, più in generale, per il controllo dell’aria in ambienti chiusi.

Fonti: NASA; ESA; OHB Space; SINTEF