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L’Eclissi solare dalla Stazione Spaziale

Questo venerdí 20 Marzo parte dell’emisfero terrestre settentrionale si oscurerà a causa del transito della Luna tra la Terra e il Sole. Se sulla Terra bisognerà sperare che il tempo sia buono per Samantha Cristoforetti e i suoi colleghi sulla Stazione Spaziale questo problema non si pone: dalla loro orbita a circa 400 km dalla superficie terrestre la visione dell’eclissi sarà spettacolare.

L'ombra della Luna sulla superficie della terra durante un'eclissi.  Credit: Mir 27 Crew; Copyright: CNES

L’ombra della Luna sulla superficie della terra durante un’eclissi.
Credit: Mir 27 Crew; Copyright: CNES

Dalle 8:51 (ora italiana) alle 9:12 la Luna coprirà  gran parte del Sole dal punto di vista della ISS che non vedrà purtroppo un’eclissi totale.

Oltre che riuscire forse a vedere eclissi Samantha avrà anche l’occasione di poter probabilmente assistere ad un’altra vista: l’ombra della Luna proiettata sulla Terra. Già nel 1999 dalla stazione spaziale russa MIR era stato possibile vedere un tale spettacolo e questa era la vista che gli astronauti avevano avuto:

Tuttavia il lavoro sulla Stazione Spaziale Internazionale non si ferma per niente e nessuno o quasi: al momento dell’eclissi Samantha starà lavorando all’esperimento Triplelux che si occupa di capire come le cellule del sistema immunitario si adattino alla microgravità. Durante questa sessione Samantha dovrà inserire le cellule in una centrifuga (la stessa che vedete nella foto) per 90 minuti e poi riposizionarle nel freezer della Stazione per permettere poi l’analisi a terra.

Reinstallando i rotori della centrifuga dopo la manutenzione nel Biolab.  Credits: ESA/NASA

Reinstallando i rotori della centrifuga dopo la manutenzione nel Biolab.
Credits: ESA/NASA

Se tutto procederà secondo I piani Samantha dovrebbe avere abbastanza tempo tra le due sessioni per prendere la macchina fotografica e provare a immortalare eclissi dalla Cupola.

Per noi sulla Terra non rimane altro che sperare in un giorno senza nuvole e seguire ovviamente @Astrosamantha su twitter.

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17/03/2015

L’esperimento Drain Brain: intervista al prof. Paolo Zamboni

Negli uomini la circolazione cerebrale è uno dei principali fattori che regolano la fisiologia del cervello ma ad oggi non se ne hanno conoscenze approfondite e complete.

Proprio di questo si occupa l’esperimento Drain Brain, sviluppato dal prof. Paolo Zamboni del Centro Malattie Vascolari dell’Università degli Studi di Ferrara, selezionato dall’Agenzia Spaziale Italiana per essere svolto sulla Stazione Spaziale Internazionale durante la missione FUTURA.

L’inizio delle operazioni è stata una vera sfida per il team del progetto. La prima versione dello strumento è andata perduta nell’ottobre del 2014 nell’incidente del veicolo americano Orbital-3. Per cercare di rimanere nei tempi prestabiliti l’Università di Ferrara e i suoi partner, hanno realizzato un nuovo strumento arrivato il 12 gennaio con lo SpaceX-5 Dragon, partito due giorni prima da Cape Canaveral, permettendo così a Samantha di iniziare le misurazioni.

Come ci ha raccontato lei stessa nel suo Diario Di Bordo “gli strumenti specifici per Drain Brain comprendono tre pletismografi a estensimetro, che hanno l’aspetto di collari di un materiale estensibile… In realtà sono sensori in grado di misurare il flusso sanguigno nelle vene in un modo molto semplice e non invasivo che non dipende dalle abilità e dall’interpretazione dell’operatore, come nel caso dell’ecografia. Indossando questi collari al collo, al braccio e alla gamba, ho eseguito una serie di respirazioni al 70% della capacità dei polmoni rimanendo ferma, oppure distendendo e contraendo la mano o la caviglia.”

Ma quali sono gli obiettivi e le modalità di svolgimento di questo esperimento?

Lo abbiamo chiesto direttamente al prof. Paolo Zamboni, P.I. di drain Brain e potete ascoltare le sue risposte qui:

per maggiori informazioni su Drain Brain: http://www.asi.it/it/news/gli_esperimenti_di_samantha http://www.nasa.gov/mission_pages/station/research/experiments/1278.html http://avamposto42.esa.int/blog/diario-di-bordo/single/l5-i-trucchi-dellecografia-spaziale/ http://avamposto42.esa.int/blog/diario-di-bordo/single/l57-l58-la-lunga-giornata-della-fisiologia-umana/

Gli esperimenti di Futura | Link

06/03/2015

Esperimento PRO K: spazio alle…ossa!

Avete mai sentito parlare del cilindro di O’Neill? Forse sì, se siete appassionati di fantascienza. Si tratta di un progetto per un habitat spaziale molto particolare: due cilindri in contro rotazione, alti  30 km e con un raggio di 3 km, che permettono di creare una forza di gravità simulata dalla forza centrifuga sulla superficie interna. Siamo ancora lontani da un simile scenario, ma questo espediente è stato utilizzato da molti scrittori di fantascienza in passato.

Vista interna in un disegno che mostra come potrebbe apparire un cilindro di O'Neill.

Vista interna in un disegno che mostra come potrebbe apparire un cilindro di O’Neill.

Oggi dobbiamo ancora fare i conti con gli effetti negativi della microgravità, come l’osteoporosi, ma iniziamo ad avere le prime contromisure. L’esperimento Pro K, per esempio, è un’indagine che ha il compito di valutare quali possono essere gli accorgimenti da adottare da un punto di vista alimentare per ridurre la perdita osseadegli astronauti. Pro K propone una dieta con un rapporto ridotto di proteine ​​animali (acide) rispetto alla quantità assunta di potassio (basico). Questo dovrebbe consentire una diminuzione della perdita minerale ossea.

Il meccanismo che riduce la massa ossea nello spazio coinvolge molteplici fattori. Il protocollo dell’esperimento è progettato per valutare l’influenza dei precursori acido e base nella dieta. Il concetto che la dieta possa alterare l’equilibrio acido-base del nostro organismo non è affatto nuovo ed è ormai accertato che una diminuzione del pH del sangue, causata dai prodotti acidi del metabolismo (acidosi metabolica), influisce negativamente sulla massa ossea. Questo fenomeno è stato osservato anche durante le simulazioni a terra tramite il riposo prolungato a letto.

PRO K vuole verificare l’ipotesi che diminuendo rapporto tra i precursori acidi e quelli alcalini (in particolare, come detto, proteine ​​animali rispetto al potassio) nella dieta si possa ridurre la perdita minerale ossea durante il volo spaziale e la successiva fase di recupero una volta rientrati sulla Terra. Il rapporto tra le proteine ​​animali e il potassio presenti nella dieta degli astronauti viene dunque controllato prima, durante e dopo le missioni, in un arco di tempo di 4 giorni. Questo permette ai ricercatori di valutare gli effetti della dieta sulla perdita ossea in orbita e sul suo recupero una volta rientrati nella gravità terrestre.

In caso di successo, lo studio potrebbe portare a miglioramenti nella salute delle ossa durante le missioni di lunga durata (sei o più mesi), tra cui lo sviluppo di una contromisura che è praticamente priva di rischi e non necessita di un carico utile (il cosiddetto payload) supplementare. Tra l’altro, PRO K non incide negativamente nemmeno sul tempo utilizzato dall’equipaggio o su altre risorse importanti.

Per saperne di più: http://www.nasa.gov/mission_pages/station/research/experiments/721.html

Una curiosità: Nel film Interstellar è proprio un cilindro di O’Neill quello mostrato nelle scene finali.

Proteine e muscoli | Scienza a gravita' zero

04/03/2015

Sistemi e tecniche di coltivazione per i Sistemi Biorigenerativi di Supporto alla Vita

I Sistemi Biorigenerativi di Supporto alla Vita nello Spazio (Bioregenerative Life Support Systems, BLSSs) sono ecosistemi artificiali basati sulle interazioni tra uomo, microorganismi e piante superiori, in cui ciascuno utilizza come risorsa i prodotti di scarto del metabolismo dell’altro.

All’interno dei BLSSs, il ruolo delle piante è rigenerare l’aria assorbendo anidride carbonica ed emettendo ossigeno attraverso la fotosintesi, purificare l’acqua mediante la traspirazione, e produrre cibo fresco utilizzando scarti dell’equipaggio e luce come fonte di energia. Tuttavia, affinché le piante possano assolvere a queste funzioni è necessario che siano allevate in opportune condizioni climatiche e colturali. Per questo motivo, negli esperimenti sulla Terra finalizzati alla progettazione di BLSSs per lo Spazio, la creazione di camere di crescita, equipaggiate per un preciso controllo ambientale, è di fondamentale importanza.

In particolare, scopo delle camere di crescita è riprodurre i livelli di intensità luminosa, temperatura, umidità relativa e concentrazione di anidride carbonica ottimali per le diverse colture. Tali parametri si ritengono ottimali quando sono in grado di determinare le migliori performances delle piante in termini di accrescimento, durata del ciclo produttivo e soprattutto resa (prodotto utile per unità di superficie impiegata), anche intesa come proporzione tra la componente edibile, cioè commestibile (semi, bacche, foglie o tuberi), e la biomassa di scarto (radici, fusti, ecc.).

Il rapporto tra frazione edibile e biomassa totale delle piante, definito indice di raccolto, dipende dalla specie e, nell’ambito di questa, dalla varietà ma può, entro certi limiti, essere migliorata impiegando idonee tecniche di coltivazione. L’indice di raccolta rappresenta un requisito importante nella scelta delle specie candidate all’utilizzo nello Spazio, a causa del ridotto volume disponibile alla coltivazione e alla conservazione e trasformazione degli scarti vegetali nei moduli spaziali.

Figura Sistemi e Tecniche di coltivazione ItalianoLe ricerche finalizzate alla realizzazione di BLSSs sono condotte utilizzando impianti di coltivazione sofisticati, comunemente indicati come “senza suolo” o “fuori suolo” o “idroponici”. Con tali termini sono definite coltivazioni condotte in assenza di terreno naturale in cui le piante, collocate in substrati solidi per l’ancoraggio delle radici o opportunamente sorrette in contenitori vuoti, sono alimentate con soluzioni nutritive diluite, complete in elementi minerali.

La tecnica, ideata da fisiologi vegetali per condurre in laboratorio studi sulla nutrizione, ha origini molto antiche, con testimonianze risalenti già alla metà del 1800. Collaudata ormai da numerose esperienze sulla terraferma, l’idroponica fu utilizzata dagli Americani durante la Seconda Guerra Mondiale nelle stive delle navi, munite di impianti di illuminazione artificiale, per fornire alle truppe ortaggi freschi nei lunghi tempi di permanenza in mare.

Tra le diverse varianti di sistemi idroponici, la prevalenza delle ricerche spaziali realizzate sulla Terra utilizza substrati in contenitore o la tecnica del film nutritivo (Nutrient Film Technique o NFT). Nel primo caso, sono impiegati materiali fisicamente e chimicamente inerti (es. lana di roccia), allo scopo di minimizzare l’influenza del substrato in termini di ritenzione idrica e scambio ionico, consentendo un dosaggio preciso di acqua e nutrienti. La somministrazione delle soluzioni nutritive (fertirrigazione) è effettuata con sistemi a piccola portata di erogazione (microirrigazione), e gli interventi hanno frequenza e durata variabile in funzione del substrato, della coltura e dello stadio di sviluppo (accrescimento vegetativo, fioritura, formazione di bacche, tuberi, semi), che determinano il ritmo di consumo idrico e minerale delle piante per assorbimento e per perdita attraverso la traspirazione.

Nei sistemi NFT, invece, le piante sono collocate in canaline vuote, leggermente inclinate, in cui le radici sono lambite da un sottile film di soluzione nutritiva, che scorre per gravità ed è raccolta in un serbatoio da cui è nuovamente erogata alle piante da una pompa sommersa. In entrambi i casi, il ricircolo della soluzione drenata impone la correzione di alterazioni (es. volume, conducibilità elettrica e pH) determinate dall’assorbimento di acqua e ioni minerali da parte del sistema radicale.

I sistemi idroponici sono ampiamente diffusi in tutto il mondo nella coltivazione in serra di numerose specie, soprattutto orticole e floricole. Nell’ottica dell’utilizzo in BLSSs, tuttavia, soluzioni tecniche compatibili con le restrizioni delle missioni nello Spazio (es. limitazioni di volume/peso del materiale trasportabile nei veicoli spaziali) sono tuttora allo studio. Analogamente, specifiche tecnologie idonee alla distribuzione della soluzione nutritiva in ambiente spaziale, dove i flussi idrici non possono essere guidati dalla forza di gravità ma dipendono esclusivamente da altri meccanismi (es. capillarità), sono oggetto di ricerca.

Università di Napoli / Roberta Paradiso & Stefania De Pascale

Per saperne di più: http://www.dipartimentodiagraria.unina.it/

I sistemi biorigenerativi

02/03/2015

A spasso nello spazio con Barry e Terry

E dopo 91 giorni, finalmente si esce di casa. Certo, non per prendere una boccata d’aria, s’intende.

Barry Wilmore, che ha già fatto una EVA lo scorso ottobre e Terry Virts, alla sua prima volta, inaugurano una serie di tre missioni all’esterno della ISS che si snoderanno lungo qualche settimana.

Nel corso della loro prima uscita, Barry e Terry (nomi azzeccatissimi per un duo da palcoscenico, sia pure spaziale!) dovranno stendere alcuni cavi e iniziare a preparare il Canadarm-2, uno dei bracci robotici della stazione, per quando – più avanti – saranno installati due adattatori IDA (International Docking Adapters) per l’attracco di navicelle spaziali.

Gli IDA, costruiti dalla Boeing, arriveranno sulla ISS uno alla volta – a bordo delle navicelle Dragon della SpaceX e troveranno posto entrambi sul Nodo-2, Harmony. Niente di complicato, in linea di massima. Il Nodo-2, infatti, può contare su dei PMA (Pressurized Mating Adapter), oggetti da nome nome oscuro, ma dalla funzione chiara: sono dei canali di connessione lunghi un paio di metri fra la stazione e i veicoli spaziali. Hanno una funzione simile a quei tunnel che collegano gli aerei con i locali interni degli aeroporti.

Basterà collegare, quindi, ciascun IDA a un PMA e il gioco è fatto, come in un lego spaziale. Ma c’è sempre il modo di rendere il gioco più divertente, come quando, con i lego casalinghi, ci accorge che “questo bel pezzo giallo stava meglio là piuttosto che qua”.

Nel nostro caso, se è vero che il primo IDA si potrà collegare direttamente al PMA-2, che già si trova all’estremità anteriore (rivolta verso la direzione di moto della ISS, forwards-facing, come dicono gli inglesi) di Harmony, per il secondo l’operazione è un po’ più complessa. La seconda IDA sarà collegata all’adattatore PMA-3, ma prima bisognerà spostare quest’ultimo dal Nodo-3 al Nodo-2, in posizione zenitale (verso l’alto, space-facing). Insomma, il solito balletto di smonta e rimonta a cui ci hanno abituato gli astronauti in questi anni.

Perché prendersi questa briga? In teoria, i nuovi portelloni di accesso dovranno accogliere nuovi veicoli commerciali a partire dalla fine del 2017, secondo quando annunciato da Boeing e SpaceX. Nel lungo termine, i due IDA permetteranno all’equipaggio di crescere da 6 a 7 membri. Un’astronauta in più permetterebbe di dedicare molto più tempo alla ricerca.

Ma in queste ore, oltre a prepararsi all’uscita nello spazio, gli astronauti hanno anche questioni molto concrete. È arrivato finalmente il Progress russo, con tre tonnellate di cibo, acqua, rifornimenti e nuovo hardware per gli esperimenti. Rimarrà attraccato alla ISS fino ad agosto.  E con l’arrivo del Progress, termina questo inteso periodo di va e vieni dalla Stazione che, come ricorderete, ha visto anche la partenza del Dragon e dell’ultimo ATV europeo.

Stefano Sandrelli

Per altre foto sulla spacewalk di sabato 21 febbraio: http://www.nasa.gov/mission_pages/station/expeditions/expedition42/gallery.html#.VOtMxvmG-So

Nell’immagine di copertina: l’astronauta Terry Virts visto dalla Cupola e fotogafato da Samantha Cristoforetti verso la fine della sua spacewalk con il collega Butch Wilmore.

Niente Panico

23/02/2015

Allenarsi come un’astronauta!

Uno dei principali effetti della microgravitá é l’indebolimento delle ossa e del sistema muscolare degli astronauti.

Per questo motivo tutti i membri dell’equipaggio della Stazione Spaziale Internazionale si allenano due ore e mezzo ogni giorno. La ISS é dotata di una “palestra spaziale”con diversi macchinari, tra cui l’Advanced Resistive Exercise Device o per gli amici ARED.

Abbiamo chiesto a Samantha Cristoforetti di mostrarci come ci si allena nello spazio…pronti?


   

Proteine e muscoli | Una cosa da ragazzi

20/02/2015

Il ruolo delle piante superiori nei sistemi biorigenerativi di supporto alla vita nello Spazio

Allo stato attuale, le risorse necessarie per missioni spaziali brevi sono interamente trasportate dalla Terra, tuttavia questo non sarà possibile per missioni di lunga durata, per motivi di natura tecnica ed economica. Infatti, è calcolato che ciascun astronauta necessita di circa 30 kg al giorno di risorse (cibo, acqua, ossigeno), pertanto, considerando una permanenza nello Spazio di 2 anni (tempo minimo per una missione su Marte con gli attuali sistemi di propulsione), il fabbisogno sarebbe di circa 22 t per astronauta. In questa prospettiva, il rifornimento periodico dalla Terra, e il parallelo smaltimento dei rifiuti prodotti dall’equipaggio, risulterebbe logisticamente difficile ed economicamente dispendioso.

La corretta nutrizione e il benessere degli astronauti è una condizione fondamentale per la riuscita delle missioni spaziali. La preparazione del cibo e il confezionamento rappresentano aspetti critici: l’alimento deve essere compatto, per evitare che in condizioni di ridotta gravità eventuali frammenti possano disperdersi nell’ambiente ed essere inalati o danneggiare strumenti, e avere un ridotto contenuto di umidità per rallentare il deterioramento e prevenire lo sviluppo di odori sgradevoli. L’uso di alluminio, a esempio, garantisce una buona durata ma non consente il riscaldamento in microonde e aumenta il peso delle confezioni rispetto alla plastica. Nel corso della conservazione, inoltre, le caratteristiche organolettiche (sapore, colore, consistenza) e nutrizionali (es. contenuto vitaminico) subiscono alterazioni che possono rendono l’alimento meno appetibile e sano, imponendo il ricorso a integratori chimici.

L’esigenza di una corretta alimentazione appare anche più importante se si considera che le condizioni di vita nello Spazio (es.  ridotta gravità) possono predisporre all’insorgenza di diverse patologie (es. osteoporosi, atrofia muscolare), il cui rischio può essere ridotto dall’assunzione di composti funzionali presenti nel cibo (es. antiossidanti del pomodoro, proteine della soia).

Figura Art BLSSSulla base di tali presupposti, è evidente che la realizzazione di missioni di lunga durata è subordinata alla messa a punto di sistemi in grado di rigenerare le risorse (aria e acqua), integrare la dieta dell’equipaggio e riciclare i rifiuti del metabolismo umano. Tale concetto è alla base dei Sistemi Biorigenerativi di Supporto alla Vita (Bioregenerative Life Support Systems, BLSSs), ecosistemi artificiali basati sullo scambio di materiali ed energia tra compartimenti, destinati all’uomo e a componenti biologiche diverse, in un ciclo ideale in cui ciascun compartimento utilizza prodotti di scarto dell’altro.

Numerosi organismi (microalghe, batteri, pesci, piante superiori) sono stati proposti come componenti biologiche, tuttavia ad oggi le piante rappresentano i rigeneratori più promettenti, grazie alla loro relazione “complementare” con l’uomo. Infatti, semplificando, le piante sono in grado di rigenerare l’aria assorbendo anidride carbonica ed emettendo ossigeno attraverso la fotosintesi, purificare l’acqua mediante la traspirazione, e produrre cibo fresco impiegando scarti dell’equipaggio (feci, urine). Nell’ottica di lunghe permanenze nello Spazio, inoltre, è stato dimostrato che la presenza di piante mitiga lo stress psicologico della missione e delle condizioni di isolamento, creando un ambiente più simile a quello terrestre e offrendo l’opportunità di un’attività ricreativa.

Allo stato attuale, i BLSSs non sono ancora impiegati nello Spazio, a causa del consumo energetico e di peso e volume elevati, e nel prossimo futuro la coltivazione in orbita sarà probabilmente limitata a moduli di dimensione ridotta per studi sulla fisiologia e la produttività delle piante e per la produzione di modeste quantità di cibo fresco. In un futuro non lontano, tuttavia, è ipotizzabile che stazioni orbitanti e piattaforme planetarie ospiteranno BLSSs di larga scala, in grado di garantire una parziale autonomia alle colonie spaziali. In questa ottica, le basi planetarie potrebbero anche sfruttare risorse disponibili localmente (es. “regolite” lunare come substrato di coltivazione) superando le attuali limitazioni al trasporto di materiali e la presenza di gravità, sebbene ridotta rispetto a quella terrestre (1/6 g sulla Luna e 1/3 g su Marte), consentirebbe di  risolvere i problemi legati all’assenza di gravità delle stazioni orbitanti e l’adozione di tecnologie di coltivazione simili a quelle comunemente adottate sulla Terra.

Diverse specie vegetali, con requisiti nutrizionali adatti a soddisfare i fabbisogni alimentari dell’equipaggio, sono studiate come candidate per i BLSSs (grano tenero e grano duro, patata, soia, pomodoro, ecc.). Nell’ottica di una produzione di cibo elevata e costante, tuttavia, un’intensa attività di ricerca è ancora necessaria per definire protocolli di coltivazione in grado di ottimizzare la produttività e la qualità del cibo, minimizzando gli scarti.

Roberta Paradiso, Roberta Buonomo & Stefania De Pascale (Università di Napoli)

Per saperne di più: http://www.dipartimentodiagraria.unina.it/

I sistemi biorigenerativi

19/02/2015

Ciao ATV, ciao!

È tempo di addii! La navicella Dragon ha appena lasciato la Stazione Spaziale Internazionale, all’inizio di questa settimana, e oggi l’ATV dell’ESA Georges Lemaître (che bel nome!) si è staccato dalla ISS e, dopo un bel po’ di orbite, si tufferà nell’atmosfera terrestre.

Presto l’enorme calore dovuto all’attrito, che la frenerà durante l’attraversamento dell’atmosfera, trasformerà la navicella in una grande palla di fuoco – una fine adeguata, se si pensa che Lemaître è stato uno dei pdri fondatori della teoria ddel Big Bang!

Purtroppo questo sarà l’ultimo degli ATV – dopo cinque missioni di grande successo, il progetto è ora completo. A ciascuna missione, il Columbus Control Center (Col-CC) ha contribuito con le necessarie infrastrutture di terra, rifornendo i nostri colleghi dell’ATV Control Center di Tolosa, in Francia, delle connessioni con il  network della ISS per lo scambio di semplici dati, di video, di messaggi vocali.

Ieri, quando l’astronauta dell’ESA Samantha Cristoforetti e il cosmonauta Alexander Samokutyaev hanno chiuso i portelloni dell’ATV, la Stazione Spaziale si è preparata alle ultime ore prima del distacco. Abbiamo spento la piccola stazione radio amatoriale di Columbus e l’esperimento esterno Rapidscat, per evitare ogni possibile interferenza radio tra la ISS e il sistema di navigazione dell’ATV.

Lentamente la Stazione Spaziale ha assunto l’orientamento previsto per il distacco. Quanto è arrivato il momento, il controllo attivo di posizione della ISS è stato spento del tutto: Georges Lemaître aveva bisogno di darsi una spinta per lasciare la Stazione senza che la navicella-madre cercasse di compensare l’impulso ricevuto.

E infine non rimaneva che salutarsi…

Gli ATV fanno part di una vera e propria flotta di navicelle di rifornimento della ISS. Quando lo Space Shuttle della NASA è andato in pensione, la navicella russa Soyuz è diventuta l’unico “ascensore” per il trasporto delle persone su e giù dalla Stazione Spaziale. Tre astronauti dividono un piccolo spazio – e di sicuro non c’è un gran posto per molti altri bagagli!

Nonostante questo, la capacità di trasporto è rimasta sufficiente per rifornire la ISS dei carichi più importanti. A questo hanno pensato per anni la navicella cargo russa Progress, l’HTV giapponese e il nostro ATV. Le new entries della flotta cargo, relativamente parlando, sono i due veicoli commerciali statunitensi: il Dragon della Space X e il Cygnus della Orbital Science.

Mentre però l’ATV e il Progress volano fino alla ISS e attraccano per conto loro, gli altri hanno bisogno di assistenza da parte della Stazione: si avvicinano e poi volano “in formazione” con la ISS – un meccanismo orbitale complesso, non troppo semplice da programmare – prima di essere catturati dolcemente dal braccio robotico, che li avvicina a un portellone di attracco. Solo allora gli astronauti possono entrare e iniziare a scaricare i rifornimenti.

Paradossalmente, portare qualcosa dalla ISS a Terra è invece molto più complicato. Le navicelle ATV, HTV, Progress e Cygnus sono sprovviste di scudi termici o di altri sistemi necessari per sopravvivere a un rientro in atmosfera. Sono invece progettati per consumarsi negli strati superiori dell’atmosfera. È per questo motivo che gli astronauti li caricano di rifiuti e che vengono utilizzati come “pattumiere cosmiche”.

A parte la capsula Soyuz usata per il rientro degli astronauti, solo il Dragon è progettato per resistere alla tremenda energia dovuta agli strati atmosferici, che frenano la navicella a partire da una velocità oltre 23 volte maggiore di quella del suono.

Tom Uhlig, Direttore di volo del Columbus Control Centre – traduzione a cura di Stefano Sandrelli. 

Niente Panico

17/02/2015

Allenamento e assunzione di proteine

Quando svolgiamo attività fisica i muscoli non hanno bisogno solo di energia e quindi di carboidrati ma anche di proteine che di fatto servono per riparare i danni creati nei muscoli dallo sforzo e renderli più potenti e forti.

Questo è in particolare vero per gli sport cosiddetti di forza o di potenza dove il fattore limitante sono appunto i muscoli piuttosto che il fiato o la capacità di resistenza di cuore e polmoni.

Per questi sport si suggerisce un apporto di proteine pari a 1.5 o anche 2 grammi per chilo di peso corporeo distribuiti nel corso della giornata in particolare da alimenti come pesce, carni magre, uova e legumi.

Negli ultimi anni però molti ricercatori hanno posto l’attenzione sul cosiddetto “timing” dell’assunzione di proteine, ossia sull’effetto che il consumo di proteine ha in diversi momenti della giornata.

In particolare immediatamente dopo uno sforzo fisico si apre una “finestra anabolica” che dura 30-45 minuti in cui i muscoli sono particolarmente affamati di proteine e le assorbono e utilizzano in modo ottimale. L’assunzione di proteine nella fase post-allenamento serve proprio ad innescare la risposta anabolica e cioè a facilitare la crescita e la riparazione dei muscoli utilizzati. In queste situazioni sono sufficienti 20-30 grammi di proteine di alto valore biologico come per esempio quelle fornite da integratori di proteine isolate dal siero del latte. Queste sono prive di lattosio ma ricche di frazioni proteiche importanti non solo per il muscolo ma per la salute in generale. Infatti, alcune ricerche oggi indicano che lattoferrina, lattoglobulina e lattoalbumina contenute nel siero del latte sono potenti modulatori del sistema immunitario e che la loro assunzione regolare può avere effetti preventivi. Le proteine in polvere di questo tipo non sono quindi da vedere come integratori solo per atleti o “palestrati” ma per tutti coloro che utilizzano i muscoli con una certa intensità anche solo per prevenire la perdita di massa e di forza tipica dell’invecchiamento.

Filippo Ongaro

per saperne di più: http://www.filippo-ongaro.it/

Proteine e muscoli | Una cosa da ragazzi

11/02/2015

Un’intervista elegante

Dopo la brutta esperienza con i moscerini della frutta, oggi la Capa sembra tornata in sé: mi propone un’intervista telefonica con qualcuno che ha definito “elegante”. “E trasparente,” ha aggiunto con un sorriso. È una brava Capa, la mia Capa: so che ha fiducia in me e che mi sa valorizzare.  I moscerini sono stati solo una brutta parentesi. Telefono e trascrivo.

 

Buongiorno professore, grazie di aver accettato l’intervista con Avamposto 42!

Si figuri: per me e i miei colleghi è un dovere e un piacere dare un piccolo contributo alla scienza e alla sua diffusione.

 

Lei è molto gentile, Professore. So che si occuperà di un esperimento per migliorare le condizioni di salute degli astronauti nelle missioni di lunga durata. Di che si tratta?

Con altri colleghi, mi occupo dell’esperimento EPIGENETICA: cerchiamo di capire in che modo un ambiente senza peso possa indurre modificazioni genetiche ereditabili, senza però alterare la sequenza del DNA.

Ma il DNA non è il registro del patrimonio genetico? Se non viene modificato, non può trasmettere niente di diverso da quanto trasmesso in passato. Sbaglio?

In realtà ci sono cambiamenti ereditabili che non corrispondono a un’alterazione del DNA. Il DNA rimane lo stesso, ma cambia il modo con cui si esprime. Per fare un paragone molto semplice, è come quando si passa un copione teatrale da un attore a un altro. Il copione rimane lo stesso, ma cambia l’interpretazione.  La scienza che studia cambiamenti di questo genere si chiama epigenetica.

Al di là del paragone, è possibile vedere un meccanismo del genere all’opera nella vita di tutti i giorni?

Un esempio classico è la differenziazione cellulare: alcune cellule si specializzano, ma non modificano la loro struttura del DNA di base. Alcuni studi recenti indicano che mutazioni epigenetiche potrebbero influire anche sull’invecchiamento o sui processi tumorali.

Torniamo agli astronauti e allo spazio. Perché volete compiere questo esperimento in condizioni di gravità ridotta?

Vogliamo capire come una cellula che si sia adattata allo spazio trasmetta a una cellula di nuova generazione il medesimo adattamento. Come sa, le ossa e i muscoli degli astronauti subiscono modifiche nei voli di lunga durata: il nostro esperimento è volto proprio a capire meglio se ci sono modificazioni a livello di ogni cellula. E quale sia il legame tra adattamento e mutazione epigenetica.

Sono curioso di capire in che modo conducete l’esperimento. Samantha, nel suo diario di bordo, racconta di divertirsi molto con Epigenetica.

È perché ci siamo noi.

Certo Professore, lei e i suoi colleghi siete certamente persone di spirito. Ma intendevo chiederle con quali organismi viventi che si riproducono nello spazio conducete l’esperimento. Non mi dica che si tratta di quegli arroganti moscerini della frutta?

 [ride, ndr]. Non ci servono i moscerini della frutta. Come le dicevo, bastiamo noi.

Voi e Samantha Cristoforetti, naturalmente. Immagino che seguirete la nostra astronauta passo passo, in collegamento da Terra, mentre lei agirà sugli organismi. Si tratta di batteri?

Guardi [continua a ridere, ndr], c’è un equivoco. Noi siamo sulla Stazione con Samantha Cristoforetti.

In che senso?

Nell’unico senso possibile. Siamo là con lei: siamo saliti sotto forma di larva. Poi ci hanno risvegliato con un buon nutrimento batterico: alcuni di noi sono stati messi in una centrifuga che simula una gravità terrestre, mentre altri sono stati lasciati liberi di fluttuare a zero-gravità. Una volta maturi, ci siamo riprodotti: gli adulti sono stati portati via e messi in frigorifero (il MELFI) per essere analizzati a terra, mentre le larve sono cresciute mangiando allegramente per 5 giorni. E poi di nuovo: adulti in frigo e larve di seconda generazione che crescono. E così via, per 4 generazioni…. Come mai non dice niente? Non le interessa?

Professore… chi siete “voi”?

Vermi, naturalmente.

Cosa? Vermi? Sto parlando al telefono con un verme?

Sono un Caenorhabditis elegans, in effetti. Mi pregio di poter godere di una certa eleganza. Le dispiace? Pensi, siamo lunghi appena un millimetro e siamo totalmente trasparenti, in modo da permettere ai ricercatori di osservare i nostri organi interni al microscopio. E siamo quasi tutti ermafroditi. Pronto? Pronto? Dov’è finito? Signor intervistatore… noi andiamo, il MELFI ci attende: arrivederci, allora, le salutiamo Samantha!

Stefano Sandrelli

Per saperne di più questa e la pagina dell’esperimento (in inglese): http://www.nasa.gov/mission_pages/station/research/experiments/1075.html

Niente Panico

06/02/2015