La Stazione orbitante , in sigla ISS , e` il piu`importante ed ambizioso programma di cooperazione a livello mondiale mai intrapreso .
Immagini della nostra TERRA riprese tramite la S.S.I.
il link collega al sito ( consiglio di navigarci , e´ ricco di informazioni ) : www.explora.rai.it/online/doc.asppun_id=528
L´ISS rappresenta un avamposto permanente della presenza umana nello spazio . L´equipaggio e´ sostituito con cadenza semestrale . Dal 2 novembre dell´anno 2000 e´ abitata continuativamente da almeno due astronauti .
Foto della S. ( stazione ) S. ( spaziale )
I. ( internazionale )
A - link che collega a Wikipedia ( anche Wikipedia merita di essere letta ; permette un valido e chiaro approfondimento sul tema I.S.S. ) :
http://it.wikipedia.org/wiki/Stazione_Spaziale_Internazionale
La Stazione Spaziale Internazionale (inlingua ingleseInternational Space Station o ISS) è unastazione spazialededicata alla ricerca scientifica che si trova in orbita bassa terrestre. L'obiettivo della ISS, come è stato definito dalla NASA, è quello di sviluppare e testare tecnologie per l'esplorazione spaziale, per sviluppare tecnologie in grado di mantenere in vita un equipaggio in missioni oltre l'orbita terrestre e per acquisire esperienze operative per voli spaziali a lunga durata.[3]
B - link che collega a Wikipedia : tema - L´esplorazione nello Spazio
http://it.wikipedia.org/wiki/Esplorazione_dello_spazio
B - 2 sottolink da L´esplorazione dello Spazio - voce La Colonizzazione dello Spazio
http://it.wikipedia.org/wiki/Colonizzazione_dello_spazio
C - link che collega a Wikipedia : tema -Il Portale dell´Astronautica
http://it.wikipedia.org/wiki/Portale:Astronautica
Foto esclusive della I.S.S.
( pubblicate dal quotidiano on-line " La Repubblica ")
il link collega al sito ( consiglio di navigarci , e´ ricco di informazioni ) : www.explora.rai.it/online/doc.asppun_id=528
L´ISS rappresenta un avamposto permanente della presenza umana nello spazio . L´equipaggio e´ sostituito con cadenza semestrale . Dal 2 novembre dell´anno 2000 e´ abitata continuativamente da almeno due astronauti .
Foto della S. ( stazione ) S. ( spaziale )
I. ( internazionale )
Video - fonte YouTube - " La stazione spaziale internazionale " video 1 - di - 7
http://it.wikipedia.org/wiki/Stazione_Spaziale_Internazionale
La Stazione Spaziale Internazionale (inlingua ingleseInternational Space Station o ISS) è unastazione spazialededicata alla ricerca scientifica che si trova in orbita bassa terrestre. L'obiettivo della ISS, come è stato definito dalla NASA, è quello di sviluppare e testare tecnologie per l'esplorazione spaziale, per sviluppare tecnologie in grado di mantenere in vita un equipaggio in missioni oltre l'orbita terrestre e per acquisire esperienze operative per voli spaziali a lunga durata.[3]
La costruzione della stazione ebbe inizio nel1998 ed è previsto il completamento entro la metà del 2012. La stazione dovrebbe restare in funzione almeno fino al 2015 ma più probabilmente la sua vita sarà estesa al2020.[4][5] Con un'area totale maggiore di qualsiasi altra stazione spaziale precedente, la ISS può essere vista dalla Terra a occhio nudo.[6] La ISS è di gran lunga il più grandesatellite artificiale che abbia mai orbitato la Terra.[7] La ISS serve come un laboratorio di ricerca in un ambiente di microgravità, in cui gli equipaggi conducono esperimenti di biologia, chimica,medicina, fisiologia efisica, così come osservazioniastronomiche emeteorologiche.[8][9]La stazione offre, inoltre, un ambiente unico per il collaudo dei sistemi di veicoli spaziali che risulteranno necessari per future missioni sullaLuna e su Marte.[10] La ISS è abitata continuativamente dal 2 novembre 2000 da almeno 2 astronauti. L'equipaggio, da allora, è stato sostituito più volte, con cadenza semestrale e può variare da 2 a 6 astronautio cosmonauti. Il programma mantiene così l'attuale record per la più lunga ininterrotta presenza umana nello spazio, superando il precedente record di 3.644 giorni, stabilito a bordo della Mir.[11]
La ISS è una sintesi di diversi progetti di stazione spaziale elaborati dalle diverse agenzie mondiali; essa comprende, infatti, parte della Freedomstatunitense, della Mir-2 russo/sovietica, del Columbus europeo e del giapponese Kibo.[12][13] I vincoli di bilancio hanno portato alla fusione di questi progetti in un unico programma multi-nazionale.[12] Il progetto ISS è iniziato nel 1994 con il programma Shuttle-Mir.[14] Il primo modulo della stazione, Zarya, fu lanciato nel 1998 dalla Russia.[14] L'assemblaggio è continuato per anni con il lancio di moduli pressurizzati, strutture esterne e altri componenti, per mezzo di voli dello Space Shuttle, dei razzi Proton eSojuz.[13] A partire dal marzo 2011, la stazione si compone di quindici moduli pressurizzati e una vasta struttura a traliccio (ITS). L'alimentazione è fornita da sedici pannelli solari montati sul traliccio esterno, oltre a quattro pannelli più piccoli presenti sui moduli russi.[15] La stazione viene mantenuta ad un'orbita compresa tra i 278 km e i 460 km di altitudine e viaggia a una velocità media di 27.743,8 km/h, completando 15,7 orbite al giorno.[16]
Gestita come un progetto congiunto tra gli enti partecipanti, le sezioni della stazione sono controllate da centri di controllo missione a Terra, resi operativi dalla National Aeronautics and Space Administration (NASA), dall'Agenzia spaziale europea (ESA), dall'agenzia spaziale russa (RKA), dalla Japan Aerospace Exploration Agency (JAXA) e dall'Agenzia Spaziale Canadese(CSA).[17][18] La proprietà e l'utilizzo della stazione spaziale è stabilita in accordi intergovernativi[19] che consentono alla Federazione russa di mantenere la piena proprietà dei suoi moduli[20]. Il costo della stazione è stato stimato dall'ESA in 100 miliardi di euro in 30 anni.[21] Sia l'elevato costo, sia alcune scelte tecniche sono state criticate negli anni.[22][23] La stazione viene servita da navicelle Soyuz, navette Progress, Space Shuttle, dall'Automated Transfer Vehicle e dal H-II Transfer Vehicle[18], ed è stata visitata da astronauti e cosmonauti provenienti da 15 paesi diversi.[7]
Indice[nascondi] |
[modifica]Scopo
La Stazione Spaziale Internazionale svolge principalmente la funzione dilaboratorio di ricerca, per la quale offre un vantaggio rispetto ai veicoli spaziali, come lo Space Shuttle, poiché è una piattaforma a lungo termine in ambiente spaziale, in cui possono essere condotti esperimenti di lunga durata in assenza di peso.[7][24] La presenza di un equipaggio permanente permette di monitorare, integrare, riparare e sostituire gli esperimenti e le componenti della stessa navicella spaziale. Gli scienziati a Terra hanno accesso rapido ai dati forniti dal personale di volo e possono modificare esperimenti o fare arrivare nuovi prodotti in breve tempo, cosa generalmente non fattibile su veicoli spaziali senza equipaggio.[24]
Gli equipaggi, che abitano la stazione in missioni (chiamate Expedition) di diversi mesi di durata, conducono esperimenti scientifici ogni giorno (circa 160 ore-uomo in una settimana).[8][25] A partire dalla conclusione dellaExpedition 15, 138 esperimenti scientifici importanti sono stati condotti sulla ISS.[26] I risultati degli esperimenti vengono pubblicati mensilmente.[10]
L'ISS fornisce un punto di relativa sicurezza, in orbita terrestre bassa (low earth orbit o LEO), per testare i sistemi di veicoli spaziali che saranno necessari per le future missioni di lunga durata verso la Luna e Marte. Ciò consente di acquisire esperienza nella manutenzione, riparazione e nella sostituzione dei sistemi in orbita, attività che risultano fondamentali nella gestione di un veicolo spaziale lontano dalla Terra.[10]
Una parte degli scopi della stazione sono quelli relativi alla cooperazione internazionale e all'istruzione. L'equipaggio della ISS fornisce opportunità per gli studenti sulla Terra di eseguire esperimenti sviluppati dai partecipanti facendo poi dimostrazioni educative. La cooperazione di 14 nazioni diverse al suo sviluppo è certamente un buon banco di prova per future collaborazioni internazionali.[18][27]
[modifica]Ricerca scientifica
L'ISS fornisce una struttura per condurre esperimenti che richiedono una o più delle condizioni anomale che risultano essere presenti sulla stazione. I principali campi di ricerca comprendono la ricerca sull'uomo, la medicina spaziale, biologia, (con esperimenti biomedici e sullebiotecnologie), la fisica (compresa la meccanica dei fluidi e lameccanica quantistica), lascienza dei materiali, l'astronomia(inclusa la cosmologia) e la meteorologia.[8][9][28][29] La NASA, con l'Authorization Act 2005 ha designato il segmento americano della ISS come un laboratorio nazionale con l'obiettivo di incrementare il suo utilizzo da parte di altre agenzie federali e del settore privato.[30] La ricerca sulla ISS ha migliorato le conoscenze sugli effetti della permanenza nello spazio a lungo termine sul corpo umano. Gli studi si sono concentrati sull'atrofia muscolare, sulla perdita di tessuto osseo e sulle dinamiche dei fluidi. I dati saranno utilizzati per determinare se la colonizzazione dello spazio e lunghi voli umani siano fattibili. A partire dal 2006, i dati sulla perdita di massa ossea e muscolare suggeriscono che ci sarebbe un significativo rischio di fratture e problemi di circolazione se gli astronauti atterrassero su un pianeta dopo un lungo viaggio interplanetario (come ad esempio la durata del viaggio di sei mesi necessari per recarsi su Marte).[31][32] Importanti studi medici vengono condotti a bordo della ISS attraverso il National Space Biomedical Research Institute (NSBRI). Tra questi l'Advanced Diagnostic Ultrasound in Microgravityin cui gli astronauti eseguono ecografie sotto la guida di esperti a distanza. Di solito, non vi è nessun medico a bordo della ISS e la diagnosi di condizioni mediche rappresenta una sfida. Si prevede che l'ecografia guidata a distanza avranno applicazioni sulla Terra in situazioni di emergenza e in contesti rurali dove l'accesso alle cure di un medico esperto sono difficili.[33][34][35]
I ricercatori stanno studiando anche l'effetto di un ambiente in quasi assenza di peso sulla evoluzione, lo sviluppo, la crescita e sui processi interni dipiante e animali. In risposta ad alcuni di questi dati, la NASA si propone di indagare gli effetti della microgravità sulla sintetizzazione e crescita di tessutiumani e di proteine sconosciute che possono essere create nello spazio.[9]
Gli studi sulla fisica dei fluidi in microgravità permetterà ai ricercatori di modellare meglio il comportamento di essi: infatti poiché i fluidi nello spazio possono essere mescolati quasi completamente senza dover tenere conto del loro peso, sarà possibile studiare quelle combinazioni di liquidi che non si mescolerebbero sulla Terra. Grazie ad esperimenti condotti all'esterno della stazione, a temperature molto basse ed in quasi assenza di peso sarà possibile ampliare le nostre conoscenze sugli stati della materia (in particolare sui superconduttori) poiché la combinazione di queste due condizioni dovrebbe far osservare i passaggi di stato come se li si vedesse al rallentatore.[9]
Lo studio delle scienze dei materiali è un importante attività di ricerca svolta sulla ISS.[36] Altre aree di interesse includono ricerche che esaminano lacombustione nello spazio coinvolgendo l'efficienza delle reazioni e la formazione di sottoprodotti, con possibili miglioramenti nel processo di produzione dell'energia sia qui sulla Terra che per i veicoli spaziali, cosa che avrebbe importanti conseguenze economiche ed ambientali. Gli obbiettivi futuri sono indirizzati allo studio di aerosol, ozono, vapore acqueo e ossidinell'atmosfera terrestre, così come i raggi cosmici, la polvere cosmica, l'antimateria e la materia oscura nell'universo.[9]
Nel campo della fisica grosse aspettative vengono dall' Alpha Magnetic Spectrometer, un rivelatore utilizzato per la fisica delle particelle installato nella stazione grazie alla missione STS-134. Esso è progettato per la ricerca di nuovi tipi di particelle tramite la misura ad alta precisione della composizione dei raggi cosmici.[9][37]
Oltre a tutti gli esperimenti che verranno effettuati, il mantenimento stesso di una presenza costante dell'uomo nello spazio aiuterà a migliorare i sistemi per il supporto vitale ed il controllo ambientale, a trovare nuovi metodi per la cura delle malattie e per la produzione di materiali, fornendo così quelle conoscenze indispensabili alla colonizzazione umana dello spazio.
[modifica]Origine della stazione
 | Per approfondire, vedi le voci Programma Shuttle-Mir, Stazione spaziale Freedom e Mir-2. |
La Stazione Spaziale Internazionale rappresenta l'unione di vari progetti di stazioni spaziali nazionali che hanno avuto origine durante la Guerra Fredda. All'inizio degli anni ottanta, la NASA pianificò la realizzazione dellastazione Freedom come controparte delle stazioni spaziali sovietiche Saljut e Mir. Freedomtuttavia non superò la fase di progetto e, con la la caduta dell'Unione Sovietica e la fine dellacorsa allo spazio, la sua realizzazione fu annullata. Le difficoltà economiche della NASA, comuni anche alle altre agenzie spaziali, convinsero l'amministrazione statunitense a contattare altri governi interessati all'esplorazione spaziale per realizzare un progetto comune. Contestualmente il caos economico nella Russia post-sovietica, ha portato alla cancellazione di Mir-2, nonostante che il suo blocco di base, DOS-8, fosse già stato realizzato.[12]
All'inizio degli anni novanta, il governo statunitense aveva coinvolto le agenzie spaziali di Europa, Russia, Canada e Giappone nel progetto di una stazione spaziale congiunta[12], indicata come Alpha.[38] Nel giugno 1992, ilpresidente statunitense George H. W. Bush e il presidente russo Boris Eltsinstrinsero accordi ufficiali di collaborazione nell'esplorazione dello spazio e nel settembre del 1993, il vicepresidente statunitense Al Gore e il primo ministro russo Viktor Chernomyrdin annunciarono i piani per la costruzione della nuova stazione spaziale nuova.[38] L'accordo raggiunto, anche con gli altri partner, previde il ri-utilizzo delle soluzioni progettuali che ciascuna agenzia aveva sviluppato per la realizzazione di una propria stazione spaziale; così, la stazione sarebbe stata infine basata sui progetti della stazione Freedom della NASA, sulla stazione Mir-2 (che avrebbe dovuto succedere alla Mir[12] e che è divenuta il cuore del modulo Zvezda), sul laboratorio Columbus dell'ESA, che inizialmente doveva essere un modulo autonomo e sul laboratorio giapponese Kibo.
Allo scopo di incrementare la collaborazione tra le agenzie spaziali russa e statunitense e testare quelle soluzioni che permetteranno l'integrazione delle tecnologie russa e statunitense nella ISS, nel settembre del 1993, Al Gore e Viktor Chernomyrdin presero accordi per l'avvio del Programma Shuttle-Mir, che condusse a missioni dello Space Shuttle verso la stazione spaziale sovietica Mir.[14]
Quando il primo modulo Zarya fu lanciato nel 1998 si stimava che la stazione sarebbe stata completata entro il 2003. Ritardi hanno portato ad una nuova data di completamento stimata per il 2012.[39]. L'ESA, inoltre, stima che il costo del progetto dalla fine degli anni ottanta fino al 2016 superi i 100 miliardi di euro[21].
[modifica]Assemblaggio
| Per approfondire, vedi la voce Assemblaggio della Stazione Spaziale Internazionale. |
Il montaggio della Stazione Spaziale Internazionale è un imponente sforzo di architettura spaziale, iniziato nel novembre del 1998[40]. I moduli russi, con l'eccezione di Rassvet, sono stati messi in orbita tramite lanciatori senza equipaggio e agganciati in modo automatico. Tutti gli altri elementi sono stati portati grazie ai voli dello Space Shuttle e assemblati dai membri dell'equipaggio della navetta o della stazione per mezzo di attività extraveicolari e con l'utilizzo del braccio robotico. Al 5 giugno 2011, sono state effettuate complessivamente 159 passeggiate spaziali finalizzate all'assemblaggio per un totale di oltre 1.000 ore di lavoro, 127 di queste passeggiate hanno avuto origine dalla stazione, le rimanenti 32 hanno avuto luogo dalla navetta ancorata ad essa.[41]
Il primo segmento della ISS, Zarya, fu lanciato il 20 novembre 1998 a bordo di un razzo russo Proton automatico. Il modulo è provvisto di propulsione, di strumenti per il controllo dell'orientamento, per le comunicazioni e per la produzione di energia elettrica, ma mancava di un supporto vitale a lungo termine. Due settimane più tardi, lo Space Shuttle Endeavour, nel corso della missione STS-88, trasportò in orbita il modulo Unity della NASA, che fu agganciato a Zarya grazie ad una EVA. Il modulo è dotato di due porte (PMA): una utilizzata per realizzare il collegamento permanente con Zarya, l'altra per permettere il docking tra la navetta e la stazione spaziale. In quel tempo, la stazione russa Mir era ancora abitata. L'ISS è rimasta senza equipaggio per due anni, durante i quali la Mir fu fatta de-orbitare, giungendo alla sua distruzione controllata nell'atmosfera. Il 12 luglio 2000 è avvenuto il lancio di Zvezda. Grazie al software di bordo e al controllo da terra, il modulo si è agganciato a Zarya, integrando il complesso allora esistente di dormitori, servizi igienici, una cucina, impianti di riciclaggio di anidride carbonica, deumidificatori, generatori di ossigeno, apparecchiature di esercitazione, oltre agli strumenti per la trasmissione di dati e comunicazioni vocali con il controllo missione; rendendo, in tal modo, abitabile in modo permanente la stazione.[42][43]
La missione Expedition 1, il primo equipaggio residente, è quindi giunta sulla stazione nel novembre 2000 a bordo della Soyuz TM-31, nell'intermezzo tra le missioniSTS-92 e STS-97, degli Space Shuttle. Attraverso quest'ultime sono stati aggiunti alla stazione dei segmenti della Integrated Truss Structure, che le ha fornito dei pannelli fotovoltaici, unaantenna per le comunicazioni inbanda Ku e degli strumenti per il controllo di assetto.[44]
Nel corso dei due anni successivi, la stazione ha continuato ad espandersi. Un razzo Soyuz-U ha portato il modulo Pirs. Gli Space Shuttle Discovery,Atlantis e Endeavour hanno consegnato il laboratorio Destiny e l'airlockQuest, oltre al braccio robotico principale, il Canadarm2 e diversi segmenti appartenenti alle Integrated Truss Structure.[45]
Il disastro dello Space Shuttle Columbia
Dopo l'incidente del Columbia avvenuto il1º febbraio 2003, e la successiva sospensione del programma Space Shuttle, il futuro della ISS rimase incerto fino al 2006. Infatti, subito dopo il lancio dello Shuttle Discovery nel luglio 2005 con la missione STS-114 sorsero diversi problemi che vennero risolti con riparazioni estemporanee in spazio aperto. La NASA decise allora una nuova sospensione del programma spaziale fino alla risoluzione dei nuovi problemi emersi.
Durante la sospensione dei voli degli Shuttle la stazione è sopravvissuta solamente grazie ai rifornimenti della navetta russaSojuz. Dalla Expedition 7 l'equipaggio fu ridotto a 2 persone rispetto alle 3 previste dal piano di volo. La mancata visita dello Shuttle alla stazione per un lungo periodo pose seri problemi, dato che la costruzione era interrotta (lo Shuttle è l'unica navetta in grado di portare in orbita i moduli principali) e le stesse operazioni erano limitate dalla presenza di rifiuti non trasportati sulla Terra. Tuttavia i trasportiProgress e la missione STS-114 permisero di ridimensionare il problema dei rifiuti.
(Nell'immagine: L'ultimo decollo sello Space Shuttle Columbia) |
Il programma di espansione della stazione è stato bruscamente interrotto daldisastro dello Space Shuttle Columbiaavvenuto durante la missioneSTS-107 nel 2003, che ha portato all'interruzione del programma di assemblaggio fino alla ripresa dei voli avvenuta con la missione del Discovery STS-114 nel 2005.[46]
All'inizio del 2006 sono stati effettuati alcuni cambiamenti al piano di sviluppo della stazione. Diversi moduli sono stati cancellati o rimpiazzati da altri e il numero dei voli dello Shuttle è stato ridotto rispetto al piano originario. La ripresa ufficiale dell'assemblaggio è avvenuta con l'arrivo di Atlantis, nella missione STS-115, che ha installato un secondo set di pannelli fotovoltaici sulla stazione. Diversi segmenti e una terza serie di pannelli sono stati consegnati nelle missioni STS-116, STS-117 e STS-118. Queste aggiunte hanno permesso di portare un importante sviluppo nelle capacità di produzione di energia della stazione. Poco dopo sono stati aggiunti il nodoHarmony e il laboratorio europeo Columbus, seguiti dai primi due componenti del laboratorio Kibo. Nel marzo 2009, la missione STS-119 ha completato l'Integrated Truss Structure con l'installazione del quarto e ultimo set di pannelli fotovoltaici. La sezione finale di Kibo è stato assemblata nel luglio 2009 grazie alla missione STS-127, seguito poi dal modulo Poisk russo. Il terzo nodo, Tranquility, è stato assemblato nel febbraio 2010, durante la missione STS-130 dello Space Shuttle Endeavour con a fianco il moduloCupola. L'ultimo modulo pressurizzato, Leonardo, è stato portato alla stazione nel corso dell'ultima missione del Discovery, la STS-133, seguito dall'Alpha Magnetic Spectrometer nella missione STS-134 dell'Endeavour.
Nel giugno del 2011, la stazione consiste di quindici moduli pressurizzati e del sistemaIntegrated Truss Structure. Mancano da installare il laboratorio russo Nauka e alcuni componenti esterni, tra cui il braccio robotico europeo. L'assemblaggio dovrebbe essere completato entro il 2012, quando la stazione raggiungerà una massa superiore alle 400tonnellate.[40][39]
[modifica]Moduli pressurizzati
Una volta completata a fine 2011, la Stazione Spaziale Internazionale sarà composta da sedici moduli pressurizzati con un volume di circa 1.000 metri cubi (35.000 piedi cubi).[47] Questi moduli comprendono laboratori, docking compartimenti, a tenuta, nodi e abitazione. Quindici di questi componenti sono già in orbita, con il restante in attesa del lancio. Ogni modulo è stato o sarà lanciato sia lo Space Shuttle, razzo Proton o razzo Soyuz.[45]
A marzo 2011 la stazione risulta composta dai seguenti moduli ed elementi:
| Modulo | Missione | Data di lancio | Veicolo di lancio | Nazione | Immagine | Note |
|---|---|---|---|---|---|---|
| Zarya | 1A/R | 20 novembre 1998 | Proton-K | Russia(costruttore) USA(finanziatore) |  | [48] |
| Il primo componente della ISS ad essere stato lanciato, Zarya era in grado di provvedere all'energia elettrica, all'immagazzinamento, alla propulsione e al controllo di assetto durante le prime fasi di assemblaggio. Attualmente il modulo è utilizzato principalmente come magazzino. | ||||||
| Unity (Node 1) | 2A | 4 dicembre 1998 | Space Shuttle,STS-88 | USA |  | [49] |
| Il primo modulo nodo di collegamento, connette la sezione statunitense con quella russa. | ||||||
| Zvezda (lit. star) (service module) | 1R | 12 luglio 2000 | Proton-K | Russia |  | [50] |
| Modulo di servizio della stazione. Provvede a fornire spazio per il soggiorno degli astronauti, per i sistemi per il controllo di assetto e per i dispositivi di supporto vitale. Il modulo provvede inoltre all'aggancio con lenavette Sojuz, con la navetta Progress e con l'Automated Transfer Vehicle. L'aggiunta di questo modulo ha reso la stazione abitabile. | ||||||
| Destiny (laboratorio USA) | 5A | 7 febbraio 2001 | Space Shuttle,STS-98 | USA |  | [51] |
| Prima struttura dedicata alla ricerca scientifica a bordo della ISS. Destiny è dedicato ad esperimenti di carattere generale. Il modulo serve inoltre come punto di aggancio per gran parte della Integrated Truss Structure della stazione. | ||||||
| Quest (airlock) | 7A | 12 luglio 2001 | Space ShuttleAtlantis,STS-104 | USA |  | [52] |
| Primo airlock per la ISS, Quest permette leattività extraveicolari realizzate con la statunitense EMU e la tuta spaziale russaOrlan. Quest è strutturata in due segmenti: in uno vengono conservate le tute spaziali e l'equipaggiamento, l'altro permette l'uscita degli astronauti nello spazio. | ||||||
| Pirs | 4R | 14 settembre 2001 | Sojuz-U,Progress M-SO1 | Russia |  | [53] |
| Pirs provvede a fornire alla ISS un porta addizionale per il docking per le navetteSojuz e Progress. Inoltre consente aicosmonauti l'uscita e l'entrata per lepasseggiate spaziali che utilizzano la tuta spaziale Orlan, fornendo spazio per immagazzinarne tre. | ||||||
| Harmony (nodo 2) | 10A | 23 ottobre 2007 | Space Shuttle,STS-120 | Europa(costruttore) USA(gestore) |  | [54] |
| Il secondo nodo di collegamento della stazione, Harmony, è il fulcro delle attività della ISS. Il modulo contiene quattroInternational Standard Payload Rack che forniscono energia elettrica e inoltre, grazie ai suoi sei punti di attracco, risulta essere il punto centrale di collegamento per vari altri componenti. Il modulo laboratorio EuropeoColumbus e quello giapponese Kibo sono permanentemente ancorati al modulo. Lo Space Shuttle statunitense si aggancia alla ISS tramite PMA-2, collegato alla porta anteriore di Harmony. Inoltre, il modulo serve come punto di attracco per il Multi-Purpose Logistics Modules. | ||||||
| Columbus (Laboratorio Europeo) | 1E | 7 febbraio 2008 | Space ShuttleAtlantis,STS-122 | Europa |  | [55][56] |
| La struttura di ricerca principale per gli esperimenti scientifici Europei a bordo della ISS. Columbus offre un laboratorio generico e strutture appositamente progettate per labiologia, la ricerca biomedica e per lo studio della fisica dei fluidi. Diverse posizioni di montaggio sono poste all'esterno del modulo e che forniscono alimentazione e dati per esperimenti esterni come la European Technology Exposure Facility (EuTEF), ilSolar Monitoring Observatory, il Materials International Space Station Experiment, e l'Atomic Clock Ensemble in Space. Un certo numero di espansioni sono previste per lo studio della fisica quantistica e lacosmologia. | ||||||
| Kibō - Modulo logistico (ELM) | 1J/A | 11 marzo 2008 | Space ShuttleEndeavour,STS-123 | Giappone |  | [57] |
| Parte del modulo per esperimenti scientifici giapponese Kibō. Esso provvede a fornire una struttura per il trasporto e l'immagazzinamento dei carichi scientifici. | ||||||
| Kibō - Modulo pressurizzato (JEM–PM) | 1J | 31 maggio 2008 | Space ShuttleDiscovery,STS-124 | Giappone |  | [57][58] |
| Parte del modulo per esperimenti scientifici giapponese Kibō. Questo è il cuore del modulo Kibō ed è il laboratorio più grande dell'intera stazione con lo spazio per 23 racks che includono 10 racks per esprimenti. Il modulo è utilizzato per condurre esperimenti di medicina dello spazio, biologia, osservazione della Terra, produzione di materiali, biotecnologie e ricerca nel campo delle telecomunicazioni. Il modulo dispone, inoltre, della Exposed Facility, una piattaforma esterna che permette di esporre gli esperimenti direttamente al vuoto dello spazio. La piattaforma è poi raggiungibile tramite un braccio robotico. | ||||||
| Poisk (modulo per esperimenti 2) | 5R | 10 novembre 2009 | Sojuz-U,Progress M-MIM2 | Russia |  | [59][60] |
| Uno dei componenti russi della ISS, Poisk è usato per l'aggancio delle navette Sojuz eProgress, come airlock per le passeggiate spaziali e come interfaccia per gli esperimenti scientifici. | ||||||
| Tranquility (node 3) | 20A | 8 febbraio 2010 | Space ShuttleEndeavour,STS-130 | Europa(costruttore) USA(gestore) |  | [61][62] |
| Terzo e ultimo nodo di collegamento statunitense della stazione, Tranquilitycontiene un avanzato sistema di supporto vitale per il riciclo dell'acqua, che viene utilizzata da parte dell'equipaggio e per la generazione di ossigeno respirabile. Il nodo fornisce inoltre l'aggancio per altri moduli pressurizzati. | ||||||
| Cupola | 20A | 8 febbraio 2010 | Space ShuttleEndeavour,STS-130 | Europa(costruttore) USA(gestore) |  | [63] |
| Cupola è un modulo osservatorio che provvede a fornire all'equipaggio della ISS una vista diretta delle operazioni del braccio robotico e dell'aggancio delle navette. Inoltre è un punto di osservazione della Terra. Il modulo è fornito di una finestra di 80 cm di diametro, la più larga della stazione. | ||||||
| Rassvet (modulo di ricerca 1) | ULF4 | 14 maggio 2010 | Space ShuttleAtlantis,STS-132 | Russia |  | [39] |
| Rassvet è utilizzato per il docking e come magazzino. | ||||||
| Leonardo (Permanent Multipurpose Module) | ULF5 | 24 febbraio 2011 | Space ShuttleDiscovery,STS-133 | Italia(Costruttore) USA(Gestore) |  | [64][65][66] |
| Il Leonardo Multi-Purpose Logistics Moduleospita i pezzi di ricambio e varie forniture, consentendo tempi più lunghi tra le missioni di rifornimento e liberando spazio in altri moduli, in particolare in Columbus. L'arrivo del modulo PMM ha segnato il completamento del segmento orbitale americano. | ||||||
[modifica]Programmati per il lancio
| Modulo | Missione | Data di lancio | Vettore | Nazione | Immagine | Note |
|---|---|---|---|---|---|---|
| Nauka (Multipurpose Laboratory Module) | 3R | Maggio 2012[67] | Proton-M | Russia |  | [39][68] |
| L' MLM sarà il modulo di ricerca principale della Russia e sarà utilizzato per esperimenti di microgravità generale, l'aggancio e la logistica. Il modulo fornisce uno spazio per il lavoro e una zona relax e sarà equipaggiato con un sistema di backup del controllo di assetto della stazione. Sulla base dell'attuale programma di assemblaggio, l'arrivo di Nauka porterà a termine la costruzione del segmento russo e sarà l'ultimo grande componente aggiunto alla stazione. | ||||||
[modifica]Moduli cancellati
Molti moduli pianificati per la stazione sono stati cancellati nel corso del programma, sia per motivi legati al bilancio, sia perché non si sono più resi necessari e sia a seguito della riprogettazione della stazione a seguito dell'incidente del Columbia. I moduli cancellati includono:
- La statunitense Centrifuge Accommodations Module per esperimenti a variabile livello di gravità artificiale.[69]
- L'Habitation Module (statunitense), che doveva fornire alla stazione una zona abitativa. Le zone dedicate al sonno sono adesso dislocate in diversi luoghi della stazione.[70]
- Gli statunitensi Interim Control Module e ISS Propulsion Module erano stati progettati per sostituire il modulo Zvezda nel caso che il lancio fosse fallito.[71]
- L'Universal Docking Module di progettazione russa, dove avrebbe dovuto essere agganciato il laboratorio spaziale russo poi cancellato.[72]
- La russa Science Power Platform che avrebbe dovuto fornire energia elettrica al segmento russo indipendentemente dai pannelli solari della ISS.[72]
- Due Russian Research Module erano stai pianificati per la ricerca scientifica.[73]
[modifica]Elementi non pressurizzati
Oltre ai moduli pressurizzati, l'ISS offre un gran numero di componenti esterni. Il più grande è l'Integrated Truss Structure (ITS), al quale sono montati i principalipannelli solari della stazione e iradiatori.[15] La ITS è costituita da dieci segmenti separati che formano una struttura di 108,5 m.
L'Alpha Magnetic Spectrometer(AMS), un esperimento di fisica delle particelle, installato grazie alla missione STS-134, è stato montato esternamente sul ITS.[74]
L'ITS serve come base per il braccio robotico denominato Mobile Servicing System (MSS), basato sul canadese Canadarm2. Il braccio è in grado di muoversi su dei binari e di raggiungere tutte le parti del segmento statunitense della stazione.[75]
Nella configurazione finale della stazione sono previsti altri due sistemi di manipolazione remota: l'European Robotic Arm che servirà il segmento russo e l' Experiment Module Remote Manipulator System facente parte del laboratorio giapponese Kibo[76]. Oltre a questi bracci robotici, ci sono due gru russe utilizzate per la movimentazione di astronauti e materiale intorno al proprio segmento.[77]
[modifica]Sistemi principali della ISS
[modifica]Alimentazione
L'alimentazione della stazione è fornita tramite pannelli fotovoltaici che convertono la radiazione solare incidente in corrente elettrica. Prima dell'assemblaggio del segmento 4A (missione STS-97 del 30 novembre 2000) l'energia elettrica era fornita dai pannelli dei moduli russi Zarja e Zvezda. I segmenti russi della stazione utilizzavano una corrente continua a 28 volt (come lo Shuttle). Nel resto della stazione la tensione fornita dai pannelli solari fornisce tensioni comprese tra 130 e 180 volt. La tensione è stabilizzata e poi portata a 160 volt DC per essere immessa nella stazione e poi convertita a 124 volt per le esigenze degli utilizzatori. La potenza viene convertita e suddivisa tra i due segmenti della stazione, questo si è reso fondamentale dopo la cancellazione del modulo russo Science Power Platform. I segmenti russi dipendono dai pannelli solari montati sui moduli statunitensi per l'alimentazione.[78]
Utilizzare linee ad una tensione più alta (da 130 a 160 volt) consente di ridurre i diametri dei fili per il trasporto di corrente[79] e quindi di ridurre il materiale necessario per la loro fabbricazione e di conseguenza il peso del carico al lancio.
A marzo 2009 è stata installata l'ultima coppia di pannelli fotovoltaici. Ogni coppia misura, da un'estremità all'altra, 240 piedi (73,152 m) e ha una superficie di 890 m². Con le quattro coppie di pannelli, la stazione ha una potenza elettrica installata di 120 kW.
[modifica]Supporto vitale
L'Environmental Control and Life Support System(ECLSS) della Stazione Spaziale Internazionale (ilsistema di supporto vitale) provvede a controllare le condizioni atmosferiche, la pressione, il livello di ossigeno, l'acqua e la presenza di eventuali fiamme libere. Il suo scopo è mantenere le condizioni atmosferiche ma raccoglie, processa e immagazzina anche gli scoli della stazione. Per esempio il sistema ricicla i fluidi provenienti dai servizi igienici e condensa il vapore acqueo. L'anidride carbonica viene rimossa dall'aria dal sistema Vozdukh posto in Zvezda. Altri sottoprodotti del metabolismoumano, come il metano dagli intestini e l'ammoniaca dal sudore, vengono rimossi con filtri a carbone attivo.[80] L'ossigeno è prodotto dall'elettrolisidell'acqua.
L'atmosfera a bordo della ISS è simile a quella terrestre. [81] La pressione atmosferica normale a bordo della ISS è, infatti, 101,3 kPa (14,7 psi);[82] la stessa che si trova al livello del mare sulla Terra. Valori di questo tipo offrono benefici per il comfort dell'equipaggio e risultano molto più sicuri rispetto ad avere un'atmosfera composta da ossigeno puro che causerebbe un maggior rischio di incendio, situazione che ha portato alla morte dell'equipaggio dell'Apollo 1.[83]
[modifica]Controllo dell'assetto e dell'altitudine
.png)
La ISS è mantenuta in un'orbitaquasi circolare, con un'altitudine minima media di 278 km e un massima di 460 km. Viaggia a una velocità media di 27.724 km all'ora e completa 15,7 orbite al giorno.[84] La massima altitudine normale è 425 km per consentire l'aggancio con le navette Sojuz. Poiché la stazione perde costantemente quota a causa di un leggero attrito atmosferico ha bisogno di essere riportata più in alto circa ogni anno.[24][85] Questo incremento di altitudine può essere effettuato tramite i due motori principali posti sul modulo di servizio Zvezda, tramite una navetta di rifornimento Progress o con l'ATV dell'ESA. Ci vogliono circa due orbite (tre ore) perché l'incremento di altitudine possa essere completato.[85]
Nel dicembre 2008, la NASA ha firmato un accordo con la società Ad Astra Rocket per la sperimentazione sulla ISS di un motore a propulsione al plasma VASIMR.[86] Questa tecnologia, se risultasse utilizzabile, potrebbe consentire un abbattimento dei costi per il mantenimento della stazione.[87][88] La posizione della stazione e la velocità vengono stabilite in maniera indipendente grazie al sistema Global Positioning System (GPS) statunitense e tramite e il sistema russoGLONASS.
L'orientamento della stazione è mantenuto grazie a due sistemi: il sistema principale utilizza vari giroscopi per mantenere orientata la stazione sempre allo stesso modo rispetto alla Terra. Il sistema secondario è quello russo, realizzato tramite piccoli propulsori a razzo. La conoscenza dell'assetto avviene grazie a sensori di orizzonte posti su Zvezda e il GPS statunitense. Queste informazioni vengono poi inviate ai vari sistemi di controllo.
[modifica]Computer
La stazione spaziale internazionale è dotata di circa 100 IBM e Lenovocomputer portatili ThinkPad modelli A31 e T61p. Ogni computer è un modello in libero commercio che viene poi modificato per aumentare la sicurezza e per poter affrontare l'ambiente di assenza di peso ed essere alimentato a 28 V. Il ThinkPad è il solo portatile certificato per il volo di lunga durata a bordo della ISS anche se altri modelli sono stati utilizzati per esperimenti specifici.[89] Tutti i laptop a bordo della ISS sono collegati alla LAN della stazione tramite wifi e sono collegati con la terra con 3 Mbps di ricezione e 10 Mbps di trasmissione, paragonabile alla velocità media di una connessione domestica DSL.[90]
[modifica]Comunicazioni
Le comunicazioni radio permettono il trasferimento dei dati telemetrici e degli esperimenti scientifici tra la stazione e il centro di controllo a terra. Le comunicazioni radio vengono utilizzate anche durante le procedure direndezvous e aggancio, per la trasmissione di audio e video tra l'equipaggio e i controllori di volo e tra gli astronauti e le proprie famiglie. Questi utilizzi hanno comportato che la stazione sia dotata di diversi sistemi di comunicazione utilizzati per scopi diversi.[91]
Il segmento russo comunica direttamente con la terra attraverso l'antenna Lira montata sul modulo Zvezda.[18][92]L'antenna Lira ha anche la capacità di utilizzare come ripetitore il satellite Luch.[18]Questo sistema, utilizzato inizialmente per le comunicazioni con Mir, non viene però più usato dal 1990,[12][18][93] nonostante si prevede il lancio dei satelliti Luch-5A e Luch-5B nel 2011 per ripristinare il sistema.[94] Un altro sistema russo di comunicazione è il Voskhod-M che permette le comunicazioni telefoniche interne tra Zvezda, Zarya, Pirs e Poisk, fornendo anche un collegamento radio VHFal centro di controllo a terra.[95]
Il segmento statunitense della stazione si avvale di due ponti radio separati: la banda S (usato per l'audio) e la banda Ku (utilizzata per audio, video e dati). Queste trasmissioni vengono instradata tramite il sistema satellitareTracking and Data Relay Satellite (TDRSS) posto in orbita geostazionariache consente una comunicazione continua in tempo reale con il Mission Control Center (MCC-H) di Houston.[13][18][91] I canali dati per il Canadarm2, per il laboratorio europeo Columbus e il giapponese Kibo vengono indirizzati attraverso la banda S e i sistemi in banda Ku, anche se il sistema europeoEuropean Data Relay Satellite e uno simile giapponese andranno ad integrare i TDRSS in questo compito.[13][96] Le comunicazioni tra i moduli sono realizzate tramite una rete digitale wireless.[97]
La radio UHF è utilizzata dagli astronauti e cosmonauti per la conduzione delle EVA. L'UHF è utilizzato anche dagli altri veicolo spaziali per l'aggancio e lo sgancio dalla stazione, come la Sojuz, la Progress, l'HTV, l'ATV e lo Space Shuttle (lo Shuttle si avvale anche della banda S e dei sistemi banda Ku via TDRSS).[98][99]
[modifica]Politiche, utilizzazione e finanziamenti
[modifica]Aspetti giuridici
La Stazione Spaziale Internazionale è un progetto congiunto di diverse agenzie spaziali diverse: lacanadese (CSA), l'europea (ESA), la giapponese (JAXA - già NASDA), l'agenzia russa (RKA) e quella statunitense (NASA).[17]
Essendo un progetto multinazionale, gli aspetti giuridici e finanziari risultano essere particolarmente complessi. Tematiche di interesse comprendono la proprietà dei moduli, l'utilizzo della stazione da parte delle nazioni partecipanti e le responsabilità per il rifornimento della stazione. I diritti e i doveri sono stabiliti da uno speciale accordo intergovernativo (IGA). Questo trattato internazionale è stato firmato il 28 gennaio 1998 dalle principali nazioni coinvolte nel progetto della Stazione Spaziale: Stati Uniti d'America, Russia, Giappone, Canada e undici stati membri dell'Agenzia spaziale europea (Belgio, Danimarca, Francia, Germania, Italia, Paesi Bassi, Norvegia, Spagna, Svezia, Svizzera e Regno Unito).[19] Un secondo livello di accordi è stato poi stipulato, denominato Memorandum of Understanding(MOU), tra la NASA e l'ESA, CSA, RKA e JAXA. Questi accordi sono poi ulteriormente suddivisi in obbligazioni contrattuali tra le nazioni.[19] L'uso del segmento orbitale russa è stato negoziato a questo livello.[20]
Oltre a questi principali accordi intergovernativi, il Brasile, tramite l'Agenzia Spaziale Brasiliana, aveva inizialmente aderito al programma come partner bilaterale degli Stati Uniti da un contratto con la NASA per la fornitura di strutture.[100] In cambio, la NASA avrebbe fornito al Brasile l'accesso alle sue strutture in orbita, così come un'opportunità di volo per un astronauta brasiliano nel corso del programma ISS. Tuttavia, a causa di problemi di costo, il subappaltatore Embraer non è stato in grado di fornire le apparecchiature promesse e così il Brasile ha lasciato il programma.[101]L'Italia ha un contratto analogo con la NASA per fornire servizi analoghi, anche se l'Italia partecipa al programma direttamente.[102] La Cina ha espresso spesso l'interesse alla partecipazione al progetto, tuttavia fino al dicembre 2010, non risulta direttamente coinvolta.[103][104] I responsabili delle agenzie spaziali indiane e sud-coreane hanno annunciato, durante l'International Astronautical Congress del 2009, di accedere al programma in funzione di permettere un'estensione della vita della ISS.[105]
[modifica]Diritti di utilizzo
La parte russa della stazione viene gestita e controllata dalla agenzia spaziale della Federazione russa e la Russia fornisce il diritto di quasi la metà del tempo per l'equipaggio della ISS. La ripartizione del tempo per le altre sezioni è stato assegnato come segue:
- Modulo Columbus: 51% per l'ESA, il 46,7% per la NASA, e il 2,3% per CSA.[19]
- Kibō: 51% per la JAXA, 46,7% per la NASA, e il 2,3% per CSA.[96]
- Modulo Destiny: 97,7% per la NASA e il 2,3% per CSA.[106]
- Tempo dell'equipaggio, energia elettrica, diritti dei servizi di supporto (ad esempio dati e comunicazioni): 76,6% per la NASA, 12,8% per JAXA, 8,3% per l'ESA, e il 2,3% per i CSA.[19][96][106]
[modifica]Costi
Le stime dei costi per la realizzazione della stazione vanno dai 35 ai 160 miliardi di dollari.[107] L'ESA stima a 100 miliardi di euro la spesa totale per l'intera stazione in oltre 30 anni.[21] Una stima precisa dei costi per l'ISS è poco chiara, infatti è difficile stabilire quali costi vanno attribuiti al programma ISS, o come il contributo russo deve essere calcolato.[107]
[modifica]Critiche
I critici della ISS sostengono che il tempo e il denaro speso per la ISS potrebbe essere speso meglio su altri progetti, siano essi missioni spaziali robotiche, per l'esplorazione spaziale, per le indagini di problemi sulla Terra, per la colonizzazione di Marte, o anche solo risparmi fiscali.[22][23] Alcuni critici, come Robert Park, sostengono che la ricerca scientifica effettuata sia stata meno proficua di quanto previsto e che la peculiarità di un laboratorio nello spazio, il suo ambiente di microgravità, può essere simulato per mezzo di un meno costoso aereo in caduta libera.[22][108][109]
La capacità di ricerca della ISS è stata criticata dopo la cancellazione delCentrifuge Accommodations Module che ha limitato le potenzialità di ricerca scientifica. Questo ha infatti comportato l'utilizzo della stazione per esperimenti che non richiedono attrezzature specializzate. Ad esempio, nel primo semestre del 2007, la ricerca svolta sulla ISS ha trattato principalmente su argomenti correlati allo studio delle capacità dell'uomo di vivere e lavorare nello spazio ed altri aspetti medici come: calcoli renali, studio del ritmo cardiaco, studio degli effetti dei raggi cosmici sul sistema nervoso.[110][111][112] Altre critiche mosse alla stazione riguardano alcuni aspetti tecnici, come la scelta dell'inclinazione orbitale che ha comportato un costo più elevato per i lanci.[113]
[modifica]La vita a bordo
[modifica]Attività dell'equipaggio
Il fuso orario utilizzato a bordo della ISS è il Coordinated Universal Time (UTC). Nelle ore notturne, le finestre vengono coperte per dare l'impressione di oscurità, poiché nella stazione il sole sorge e tramonta per 16 volte al giorno. Durante le visite dello Space Shuttle, l'equipaggio della ISS segue per lo più il Mission Elapsed Time (MET), che è un fuso orario flessibile strutturato in base al tempo di lancio della missione shuttle.[114][115] Quando l'UTC e il MET sono discordanti di parecchie ore, l'equipaggio della stazione si adegua a partire da alcuni giorni prima e dopo dell'arrivo dello shuttle, in una pratica nota come "spostamento del sonno".[116]
La giornata tipo per l'equipaggio inizia con la sveglia alle 06:00, seguita da attività di post-sonno e un controllo generale della stazione. L'equipaggio poi consuma la prima colazione e partecipa ad un briefing di pianificazione quotidiana con il Controllo Missione. Il lavoro inizia poi circa alle 08:10. La pausa pranzo inizia alle 13:05 e dura circa un'ora, il pomeriggio è dedicato a diverse attività che si concludono alle 19:30 con una cena e un briefing. Gli astronauti si recano a dormire alle 21:30. In generale, l'equipaggio lavora dieci ore al giorno in un giorno feriale e cinque ore il sabato, con il resto del tempo dedicato al riposo o ai lavori rimasti incompiuti.[117]
[modifica]Esercizi fisici
Gli effetti più negativi dell'assenza di peso a lungo termine sono l'atrofia muscolare e l'osteopeniada volo spaziale. Altri effetti significativi includono la ridistribuzione dei fluidi, un rallentamento del sistema cardiovascolare, la riduzione della produzione di globuli rossi, i disturbi dell'equilibrio e un indebolimento del sistema immunitario. Minore sintomi includono la perdita di massa corporea, congestione nasale, disturbi del sonno, eccesso di flatulenza e gonfiore del viso. Questi effetti scompaiono rapidamente al ritorno a Terra.[31]
Per evitare alcuni di questi effetti negativi, la stazione è dotata di due tapis roulant, alcuni attrezzi per il sollevamento di pesi e una cyclette, ogni astronauta passa almeno due ore al giorno a compiere esercizi.[118][119] Gli astronauti utilizzano corde elastiche per agganciare se stessi al tapis roulant.[120] I ricercatori ritengono che l'esercizio fisico sia una buona protezione per le ossa e serva anche a contenere la perdita di massa muscolare che si ha quando si vive per lungo tempo senza gravità.[121]
[modifica]Igiene
La ISS non è dotata di una doccia, anche se era prevista come parte dell'ormai cancellato Habitation Module. Invece, i membri dell'equipaggio possono lavarsi con un getto d'acqua, salviette umidificate e sapone erogato da un tubetto. Gli astronauti sono dotati anche di uno shampoo e undentifricio commestibile per risparmiare acqua.[122]
Ci sono due bagni sulla ISS, entrambi di progettazione russa, situati suZvezda e Tranquility.[118] I rifiuti solidi sono raccolti in sacchi individuali che sono immagazzinati in un contenitore di alluminio. Una volta che i contenitori sono pieni vengono trasferiti al veicolo spaziale Progress per lo smaltimento.[118][123] I rifiuti liquidi vengono raccolti e trasferiti al sistema di recupero dell'acqua, dove vengono riciclati sotto forma di acqua potabile.[124]
[modifica]Cibo e bevande
La maggior parte del cibo mangiato da parte degli equipaggi della stazione è congelato, refrigerato o in scatola. I menu sono studiati dagli astronauti, con l'aiuto di un dietista, prima della missione.[124] Poiché il senso del gusto è ridotto in orbita, il cibo piccante è uno dei preferiti di molti equipaggi.[119] Ogni membro dell'equipaggio ha pacchetti singoli di alimenti e li cuoce nella cucina di bordo dotata di due scaldavivande, un frigorifero e un distributore di acqua sia calda che fredda.[118] Le bevande sono fornite sotto forma di polvere disidratata che poi viene mescolata con acqua prima del consumo.[118][124] Le bevande e le zuppe vengono sorseggiate tramite sacchetti di plastica con cannucce, mentre il cibo solido è mangiato con coltello e forchetta, i quali sono attaccati ad un vassoio magnetico. Qualsiasi alimento in grado di produrre residui come briciole e frammenti di cibo deve essere raccolto per evitare l'intasamento dei filtri d'aria della stazione e le altre attrezzature.[124]
[modifica]Dormire nello spazio
La stazione prevede alloggi per ogni membro dell'equipaggio permanente, con due "stazioni di sonno" poste nel segmento russo e altre quattro nel moduloTranquility. Gli alloggi statunitensi sono realizzati in cabine dimensionate per una persona e insonorizzate. All'interno un membro dell'equipaggio è in grado di dormire in un sacco a pelo, ascoltare musica, usare un computer portatilee conservare oggetti personali in un cassetto di grandi dimensioni o in reti fissate alle pareti. L'alloggio fornisce inoltre una lampada da lettura e una mensola.[118][124][119]
Gli equipaggi in visita alla stazione che non hanno un proprio alloggio assegnato, possono dormire in un sacco a pelo attaccato al muro.[122] Gli alloggi degli equipaggi sono ben ventilati, altrimenti gli astronauti possono svegliarsi senza fiato e per privazione di ossigeno, perché si può venire a creare una bolla della propria anidride carbonica espirata.[119]
[modifica]Operatività
[modifica]Expedition
| Per approfondire, vedi la voce Lista delle missioni Expedition. |
Ad ogni equipaggio permanente della stazione viene assegnato un numero sequenziale di expedition. Ogni expedition ha una durata di circa sei mesi e inizia con il passaggio ufficiale di consegne tra un comandante e l'altro. Leexpedition da 1 a 6 consistevano in equipaggi di tre persone, ma l'incidente dello Space Shuttle Columbia ha portato ad una riduzione dell'equipaggio a due soli membri per le expedition da 7 a 12. L'Expedition 13 ha visto il ripristino degli equipaggi composti da tre astronauti.[125][126]
Il 27 maggio 2009, Expedition 20 ha avuto inizio e ha portato per la prima volta l'equipaggio della ISS a sei membri permanenti. Questo è avvenuto anche grazie alla missione Shuttle STS-115 che ha permesso di espandere la capacità della stazione. L'equipaggio di Expedition 20 è giunto sulla stazione in due distinti voli Sojuz TMA lanciati in due momenti diversi (ogni Sojuz TMA può contenere solo tre persone): Sojuz TMA-14 il 26 marzo 2009 e Sojuz TMA-15 il 27 maggio dello stesso anno. Tuttavia la stazione non è stata abitata permanentemente da sei membri, infatti quando l'equipaggio diExpedition 20 (Roman Romanenko, Frank De Winne e Robert Thirsk) ritornò sulla Terra nel novembre 2009, per un periodo di circa due settimane solo due membri dell'equipaggio (Jeffrey Williams e Max Surayev) rimasero a bordo. Gli astronauti a bordo aumentarono a cinque ai primi di dicembre, quandoOleg Kotov, Timothy Creamer e Soichi Noguchi sono giunti con Sojuz TMA-17. L'equipaggio è poi sceso nuovamente a tre, nel marzo 2010, per poi ritornare a sei nell'aprile 2010 con l'arrivo della Sojuz TMA-18 che ha portatoAleksandr Skvortsov, Mikhail Korniyenko e Tracy Caldwell Dyson.[125][126]
La Stazione Spaziale Internazionale è il veicolo spaziale che ha ricevuto più visite nella storia del volo spaziale. Al 15 dicembre 2010 ha ricevuto, infatti, 297 visitatori (196 persone diverse).[7][127] Mir ha avuto 137 visitatori (104 persone diverse).[12]
[modifica]Visite di veicoli spaziali
Veicoli spaziali provenienti da quattro diverse agenzie spaziali visitano la Stazione Spaziale Internazionale per vari scopi. L'Automated Transfer Vehicledell'Agenzia Spaziale Europea, la navicella spaziale russa e l'HTVdalla Japan Aerospace Exploration Agency forniscono servizi di rifornimento alla stazione. Inoltre, la Russia fornisce un veicolo spaziale Sojuz, utilizzato per la rotazione dell'equipaggio e di evacuazione di emergenza, che viene sostituito ogni sei mesi. Infine, gli statunitensi, servono l'ISS attraverso il programma Space Shuttle, compiendo le missioni di rifornimento, i voli di assemblaggio e logistica e la rotazione dell'equipaggio. Al 9 marzo 2011 hanno visitato la stazione: 25 Sojuz, 41 Progress, 2 ATV, 2 HTV e 35 voli dello space shuttle.[41] Ogni expedition richiede, in media, 2.722 kg di forniture, al 9 marzo 2011 gli equipaggio avevano consumato un totale di circa 22.000 pasti.[41] I voli Sojuz per la rotazione dell'equipaggio e i voli di rifornimento Progress visitano la stazione rispettivamente, in media, due e tre volte ogni anno,[128] L'ATV e l'HTV dovrebbero visitarla ogni anno, a partire dal 2010.
Dopo il ritiro dello Space Shuttle, altri veicoli spaziali sono attesi per raggiungere la stazione. Due, l'Orbital Sciences Cigno e lo SpaceX Dragon, voleranno per il Commercial Orbital Transportation Services della NASA, consegnando merci alla stazione almeno fino al 2015.[129][130] Inoltre, ilveicolo spaziale Orion, sviluppato come un sostituto dello Space Shuttle facente parte del Programma Constellation, è stato ricollocato dal presidenteBarack Obama il 15 aprile 2010, come servizio di salvataggio per la stazione.[131] La sonda, fino a quel momento, era stata del tutto cancellata del bilancio.[132]
[modifica]Centri di controllo missione
I componenti della ISS sono gestiti e controllati dalle loro rispettive agenzie spaziali, presso i centri di controllo sparsi in tutto il mondo, tra cui:
- NASA Mission Control Center presso il Lyndon B. Johnson Space Centera Houston, in Texas, funge da centro di controllo primario per il segmento americano della Stazione Spaziale Internazionale e per le missioni dello Space Shuttle.[18]
- Il Payload Operations and Integration Center presso il Marshall Space Flight Center di Huntsville, in Alabama, serve come il centro che coordina tutte le operazioni che riguardano il carico utile nel segmento statunitense.[18]
- Roskosmos Mission Control Center a Korolëv, Oblast' di Mosca, controlla il segmento russo orbitale della ISS e le singole missioni Sojuz e Progress.[18]
- L'ESA Columbus Control Centre presso il Centro Aerospaziale Tedesco(DLR) di Oberpfaffenhofen, in Germania, controlla il laboratorio europeo Columbus.[18]
- ESA ATV Control Centre, presso il Centro Spaziale di Tolosa (CST) aTolosa, in Francia, controlla i voli dell'Automated Transfer Vehicle.[18]
- Il JEM Control Centre e l'HTV Control Centre della JAXA presso ilTsukuba Space Center (TKSC) di Tsukuba, in Giappone, sono responsabili della gestione del complesso giapponese e di tutti i voli della HTV giapponese.[18]
- L'MSS control della CSA presso Saint-Hubert, Quebec, Canada, controlla e monitorizza il Mobile Servicing System, o Canadarm2.[18]
[modifica]Sicurezza
[modifica]Incidenti
Dal momento che è iniziato, il programma ISS ha avuto a che fare con diversi incidenti gravi, problemi imprevisti e fallimenti. Questi incidenti hanno avuto un impatto sul calendario di montaggio della stazione, hanno portato a periodi di ridotta capacità e, in alcuni casi, avrebbero potuto portare all'abbandono forzato della stazione se non fossero stati risolti tempestivamente.
Il primo evento importante e negativo che ha impattato sul programma è stato il disastro dello Space Shuttle Columbia, avvenuto il 1 febbraio 2003 (durante la missione STS-107), che ha portato ad una sospensione di due anni e mezzo del programma Space Shuttle statunitense, seguito da una ulteriore sosta dopo STS-114 a causa del continuo verificarsi di distacco di schiuma del serbatoio esterno. Questi eventi hanno fermato i piani di assemblaggio della stazione e ridotto le capacità operative della stazione.[133] Il disastro del Columbia è stato seguito da una serie di piccoli problemi verificatisi a bordo della stazione, tra cui una perdita d'aria dal segmento statunitense nel 2004,[134] la propagazione di fumo da un generatore di ossigeno Elektron nel 2006[135] e il guasto del computer nel 2007, durante la missione STS-117che ha lasciato il stazione senza propulsione ed altri sistemi di controllo ambientale. La causa principale degli incidenti è risultata essere la condensaall'interno dei connettori elettrici che ha portato ad un corto circuito.[136]
Questi problemi riscontrati nelle apparecchiature interne sono poi stati seguiti da moltissimi problemi con i componenti esterni. Ad esempio, durante la missione STS-120 nel 2007, in seguito allo spostamento del traliccio P6 dei pannelli solari, è stato osservato che una parte della matrice risultava danneggiata e non completamente dispiegata.[137] Una EVA di emergenza è stata realizzata da Scott Parazynski, assistito da Douglas Wheelock, per riparare la matrice, attività considerata pericolosa a causa dei brevi tempi di pianificazione e della possibilità di folgorazione.[138]
Altri problemi con i tralicci dei pannelli solari si sono verificati in seguito nello stesso anno ed in particolare al sistema che ruota le matrici nella direzione del sole. La missione STS-126 dello Shuttle ha provveduto a compiere alcune importanti riparazioni, tra cui la lubrificazione di entrambe le articolazioni e la sostituzione di 11 dei 12 cuscinetti sul giunto.[139][140]
Più di recente, alcuni problemi sono stati riscontrati con i motori e con i sistemi di raffreddamento. Nel 2009 un comando errato dato ai motori diZvezda ha causato il propagarsi in tutta la struttura di eccessive vibrazioni per oltre due minuti.[141] Anche se nessun danno per la stazione è stato segnalato, alcuni componenti potrebbero essere stati sollecitati oltre i loro limiti progettuali. Ulteriori analisi hanno confermato l'assenza di danni e sembra che "le strutture siano ancora in grado di soddisfare le loro funzioni per il normale corso della loro vita preventivata". Ulteriori valutazioni sono tuttora in corso.[142]
Il 2009 ha visto anche danni al radiatore S1, una delle componenti del sistema di raffreddamento della stazione.[143] Il 15 maggio 2009 una tubazione di ammoniaca del pannello radiatore danneggiato è stato chiusa meccanicamente dal resto del sistema di raffreddamento, grazie ad una valvola controllata da un computer. La stessa valvola è stata usata subito dopo per sfogare l'ammoniaca dal pannello danneggiato, eliminando la possibilità di una fuga dal sistema di raffreddamento tramite il pannello danneggiato.[143]
[modifica]Un problema al circuito di raffreddamento
Il 1° agosto 2010, un fallimento nel sistema di raffreddamento, ha lasciato la stazione con solo la metà della sua normale capacità di termoregolazione e zero ridondanza in alcuni sistemi.[144][145][146] Il problema sembra essere stato nella pompa di ammoniaca che si occupa del riciclo del liquido.
Le operazioni programmate sulla Stazione Spaziale Internazionale sono state interrotte e sono state affrontate una serie di EVA per risolvere il problema. Una prima EVA, il 7 agosto 2010, ha cercato di sostituire il modulo danneggiato, ma non è stata completata a causa di una fuga di ammoniaca. Una seconda EVA, l'11 agosto, ha rimosso correttamente il modulo della pompa.[147][148] Una terza EVA è stata necessaria per ripristinare la funzionalità normale dell'intero sistema.[149]
Il sistema di raffreddamento della stazione è in gran parte costruito dalla società americana Boeing.[150][151]
[modifica]Detriti orbitali
Alle basse quote dove orbita la ISS, vi è una varietà di detriti spaziali, costituiti da parti di razzi abbandonati, frammenti di esplosioni, scaglie di vernice, scorie di motori a combustibile solido e molti altri oggetti.[152]Questi oggetti, oltre aimicrometeoriti naturali,[153]rappresentano una minaccia per la stazione in quanto hanno la capacità di bucare i moduli pressurizzati e causare danni ad altre parti della stazione.[154][155] I micrometeoriti possono anche rappresentare un rischio per gli astronauti, in quanto tali oggetti potrebbero forare le loro tute spaziali, causando la loro depressurizzazione.[156]
I detriti spaziali vengono monitorati a distanza da terra e l'equipaggio della stazione può essere avvertito nel caso un oggetto di notevoli dimensioni fosse in rotta di collisione. Ciò consentirebbe di intraprendere una manovra dettaDebris Avoidance Manouvre (DAM) che utilizza propulsori posti sul segmento orbitale russo per modificare l'altitudine orbitale della stazione ed evitare il detrito. Le DAM non sono infrequenti e avvengono tutte le volte che i modelli di calcolo mostrano un detrito che si avvicina ad una distanza considerata pericolosa.[154] Otto manovre sono state eseguite prima di marzo 2009,[157]Le prime sette tra ottobre 1999 e maggio 2003.[158] Di solito l'orbita viene innalzata da uno o due chilometri per mezzo di un aumento della velocità orbitale nell'ordine di 1 m/s. Insolitamente si è realizzato un abbassamento di 1,7 km, il 27 agosto 2008, il primo per 8 anni.[158][159] Nel 2009 si sono verificati ulteriori due DAM, una il 22 marzo e una il 17 luglio.[160] Se una minaccia da detriti orbitali viene identificata troppo tardi per effettuare una manovra di allontanamento, l'equipaggio della stazione chiude tutti i boccaporti a bordo della stazione e si ritira nella navicella spaziale Sojuz, in modo che essi possano evacuare velocemente la stazione in caso di grave danneggiamento da impatto. Parziali evacuazioni della stazione si sono verificate tre volte, il 6 aprile 2003, il 13 marzo 2009 e il 28 giugno 2011 quando l'equipaggio ha dovuto rifugiarsi nelle due capsule Soyuz a causa di un detrito spaziale che è passato a pochi metri dalla stazione spaziale.[154][161]
[modifica]Esposizione alle radiazioni
Senza la protezione dell'atmosfera terrestre, gli astronauti sono esposti a più alti livelli di radiazione dovuta al flusso costante di raggi cosmici. Gli equipaggi della stazione sono esposti a circa 1 millisievert di radiazione ogni giorno, che è circa la stessa che ognuno riceve sulla Terra in un anno, da fonti naturali.[162] Ciò si traduce in un rischio più elevato di sviluppare untumore per gli astronauti. Alti livelli di radiazioni possono causare danni aicromosomi dei linfociti. Queste cellule sono fondamentali per il sistema immunitario e quindi il loro danneggiamento potrebbe contribuire alla bassa immunità sperimentata dagli astronauti. L'aumento dell'esposizione alle radiazioni viene correlata anche ad una maggiore incidenza di cataratta negli astronauti. Farmaci protettivi e protezioni di schermatura possono ridurre i rischi a un livello accettabile, ma i dati sono scarsi e l'esposizione a lungo termine si potrà tradurre in un aumento dei rischi.[31]
Nonostante gli sforzi per migliorare la schermatura contro le radiazioni sulla ISS, rispetto alle stazioni precedenti come la Mir, i livelli di radiazione all'interno della stazione non sono stati sufficientemente ridotti. Si ritiene che l'ulteriore avanzamento tecnologico sarà necessario per rendere possibili i voli spaziali umani a lunga durata all'interno del sistema solare.[162]
Va osservato, tuttavia, che i livelli di radiazione sperimentati a bordo della ISS, sono circa 5 volte superiori a quelle dei passeggeri delle linee aeree. Ad esempio, su un volo di 12 ore, ogni passeggero incontrerebbe 0,1 millisievert di radiazioni, solo 1/5 dell'esposizione sperimentata da ogni astronauta B - link che collega a Wikipedia : tema - L´esplorazione nello Spazio
http://it.wikipedia.org/wiki/Esplorazione_dello_spazio
B - 2 sottolink da L´esplorazione dello Spazio - voce La Colonizzazione dello Spazio
http://it.wikipedia.org/wiki/Colonizzazione_dello_spazio
C - link che collega a Wikipedia : tema -Il Portale dell´Astronautica
http://it.wikipedia.org/wiki/Portale:Astronautica
Foto esclusive della I.S.S.
( pubblicate dal quotidiano on-line " La Repubblica ")
Uno degli obiettivi principali della ISS e´fornire un posto per condurre quegli esperimenti che necessitano di condizioni difficilmente riproducibili sulla Terra . Campi principali di ricerca sono la biologia , la fisica , la scienza dei materiali , l´astronomia e la meteorologia .
RispondiElimina