La scienza della stazione spaziale
In orbita intorno alla Terra, in condizioni di microgravità, la stazione spaziale internazionale è un laboratorio unico nel suo genere per esperimenti in ogni campo.
SPECIALE NOVEMBRE – “Avamposto della colonizzazione dello spazio, laboratorio di ricerca scientifica unico nel suo genere, luogo di sperimentazione delle tecnologie più avanzate,” sono queste le parole con cui il sito dell’Agenzia Spaziale Italiana descrive la stazione spaziale internazionale (ISS), “il più importante programma di cooperazione internazionale mai intrapreso in campo scientifico e tecnologico”.
La stazione spaziale, abitata dal 2000, è un laboratorio scientifico in orbita intorno alla Terra che ospita esperimenti di medicina, biologia, fluidodinamica, scienze dei materiali, fisica delle particelle, meteorologia e astronomia a cui contribuiscono più di 69 nazioni, condotti in ambiente di microgravità. Uno dei vantaggi della stazione spaziale rispetto a veicoli senza equipaggio è la possibilità di fare manutenzioni e aggiungere negli anni nuovi esperimenti e nuovi strumenti; per esempio Samantha Cristoforetti ha portato a bordo anche una stampante 3D e una macchina per il caffè.
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 (qui avevamo raccontato la partenza dell’esperimento).
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.
Pubblicato con licenza Creative Commons Attribuzione-Non opere derivate 2.5 Italia. 
Crediti immagine: NASA, Wikimedia Commons
