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Niente panico: le simulazioni di emergenza sulla ISS

Le simulazioni di emergenza sono necessarie e perciò accetto ben volentieri che la caserma dei pompieri dietro casa faccia partire le sirene la sera, anche se mette regolarmente in agitazione nostra figlia un attimo prima che vada a dormire. C’è chi si esercita, come i pompieri, in attesa di una chiamata di emergenza e chi invece, come gli astronauti sulla Stazione Spaziale, si esercita nel caso l’emergenza capiti proprio a lui. Quando ci si trova a circa 400 km dalla Terra bisogna essere in grado di arrangiarsi: gli astronauti a bordo della ISS devono essere addestrati per ogni scenario di emergenza anche perché in alcuni casi persino i contatti radio con i centri di controllo a Terra possono essere interrotti.

Nella simulazione di emergenza di oggi i centri di controllo e l’equipaggio della Stazione Spaziale hanno lavorato insieme in uno scenario di emergenza a bordo (OBT: On Board Training) che prevedeva una perdita di pressione nella ISS dovuta a una fuoriuscita di aria dal modulo giapponese KIBO.

L’allarme è suonato sulla Stazione Spaziale, con il suo penetrante e riconoscibilissimo suono, mentre in contemporanea diversi messaggi di errore si sono accesi qui al centro di controllo: la ISS era entrata in modalità di emergenza. Subito dopo gli astronauti si sono messi in contatto con Houston al Mission Control riportando, comunicando una perdita di pressione a bordo. In questi casi tutte le comunicazioni sono precedute da una frase standard utilizzata per fare in modo che tutti in qualsiasi momento siano consapevoli che si tratta solo di una simulazione e in italiano suona circa come “per l’esercitazione”.

Il direttore di volo a Houston ha già dichiarato la situazione di emergenza (Space Craft Emergency), ovviamente preceduta dalla frase di rito. Nel frattempo Sinje Steffen del gruppo STRATOS del Centro di Controllo Columbus si sta occupando di controllare se il laboratorio spaziale europeo si è o meno riconfigurato automaticamente per lo scenario di perdita rapida di pressione.

Mentre il lavoro procede nei centri a Terra, gli astronauti si dirigono verso le loro navicelle Soyuz, le “scialuppe di salvataggio” della ISS. A bordo ogni astronauta ha il proprio posto e il proprio ruolo. Le navicelle russe sono solitamente il primo punto di raduno in caso di emergenza, per ovvie ragioni. Una volta lì l’equipaggio decide insieme come procedere sulla base della procedura “warning – gather – fight”. Nello scenario di questa volta il loro tempo a disposizione era di cinque ore prima che la Stazione raggiungesse il valore minimo di pressione necessario alla sua sopravvivenza.

Una volta definita l’emergenza gli astronauti hanno iniziato le procedure di controllo di chiusura dei diversi portelli cercando di capire da quale parte la pressione calasse più velocemente e sono riusciti poi, lentamente ma con precisione, a identificare la sorgente della perdita.

Il direttore di volo di Columbus Katja Leuoth e il suo team erano nel frattempo impegnati a stare al passo con il calo di pressione all’interno del laboratorio europeo: ogni componente al suo interno ha infatti un valore minimo di pressione dell’aria e ognuno di loro andava spento prima di raggiungere il livello critico ed essere compromesso. Tuttavia, trattandosi di una simulazione nessuno degli esperimenti è stato veramente spento…

Una veloce perdita di pressione è uno dei tre principali scenari di emergenza definiti per la Stazione Spaziale Internazionale.

A seconda della grandezza della perdita ci sono diversi modi di “tappare il buco”: da una toppa fino all’utilizzo di un materiale simile alla plastilina. Tutto il lavoro è ovviamente eseguito dall’interno della struttura della Stazione ed è relativamente facile: rispetto al vuoto dello spazio la pressione della ISS è decisamente elevata e spinge qualsiasi guarnizione contro la superficie… è molto più semplice che quando si ripara il foro nella ruota di una bicicletta!

Thomas Uhlig, Columbus Control Centre

Nell’immagine di copertina: Samantha Cristoforetti e l’equipaggio della ISS nella sezione russa della ISS durante l’allarme ammoniaca del 15 gennaio 2015. Gli allarmi sono segnati in rosso sugli schermi dei computer.

Niente Panico

21/04/2015

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

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

La carica dei 101

Quando me lo ha chiesto, qualche mese fa, non ci credevo. “Vai e intervistali”, ha detto la Capa. “Ma dici sul serio?”, le ho risposto. “Dovrei intervistare quei…” Ma lei aveva già distolto lo sguardo, annoiata. Andare e intervistare: ecco tutto quel che dovevo fare. L’ennesima intervista a un astronauta? A Samantha Cristoforetti? A un controllore di volo del Col CC? Forse a Stefano Polato o Filippo Ongaro? Macché.

No, la Capa mi aveva chiesto di intervistare proprio loro: quei minuscoli, presuntuosi, orribili moscerini della frutta. “Presto saranno le vere star spaziali,” ha detto mentre uscivo. Aveva ragione. Forse è per questo che è la Capa. Sono un cronista serio, do alla Capa quel che è della Capa e riporto la trascrizione integrale dell’intervista.

Houston, 2014.07.01

Allora, perché stai zitto e ci guardi con quell’aria scettica?

Intanto, cari moscerini della frutta, dovrebbe essere l’intervistatore a fare la prima domanda, non voi. Non credete?

Sì vabbe’: ma ci guardi con un’aria da pera cotta da un quarto d’ora. Avremmo anche qualcosa di meglio da fare, dato che viviamo solo un paio di settimane, non credi?

Con tutto il rispetto, mi sarei aspettato di dover intervistare qualcuno di un po’ più…

Un po’ più…

Un po’ più… con rispetto, eh! Un po’ più importante, più stimolante. Al limite, anche un po’ più di bell’aspetto, ecco. 

Ora, se la metti sulla bellezza… senti, partiamo con le domande, per cortesia, fra 5 minuti abbiamo la BBC, la CNN e Rainews che devono intervistarci. E speriamo che abbiano mandato qualcuno con un po’ più di sale in zucca.

Sentite… la prima domanda che ho preparato è questa. Non so se vi piacerà… dunque… vado eh?

Vai, vai, sbrigati.

Allora: voi siete solo moscerini, esserini mosci e piccini, come dice il nome, piuttosto insignificanti. Ronzate intorno alla frutta, vi appiccicate le larve, la rovinate. Di peggio conosco solo le zanzare. Ecco, mi chiedo allora: perché qualcuno dovrebbe volervi sulla Stazione Spaziale?

Come si parte male! Tanto per iniziare, abbiamo già partecipato a varie missioni sullo Shuttle della NASA e il nostro nome scientifico è Drosophila melanogaster. Tu come ti chiami?

Stefano Sandrelli…

Ecco, vedi da solo la differenza! Drosophila melanogaster: suona un po’ meglio, no? Un tantino più nobile, se vuoi. E se non fossi così ignorante, sapresti anche che da anni diamo buoni suggerimenti agli umani che ci studiano. In effetti, siamo moscerini molto noti, nella ricerca. Siamo un vero e proprio “organismo modello”.

E cosa significa “organismo modello”?

Significa che non facciamo storie per essere allevate, ci riproduciamo molto più dei conigli, il nostro DNA è ben noto da circa 20 anni, abbiamo solo 4 cromosomi  e, se non ti basta, il nostro codice genetico non è troppo lontano da quello dell’uomo, specialmente per quanto riguarda la trasmissione delle malattie. Circa il 77% per cento dei geni portatori di malattie nell’uomo ha un analogo nel nostro genoma: il morbo di Parkinson, l’Alzheimer e così via.

Quindi siete inutili: se conosciamo già quelle malattie nell’uomo, a che servite voi?

Senti amico, cerca di accendere il cervello, per favore. Gli scienziati conoscono le malattie genetiche dell’uomo, ma è difficile studiare il meccanismo di trasmissione genetica di una malattia, dato che campate 70-80 anni. Noi, invece, ci riproduciamo pazzamente: la nostra vita dura più o meno un paio delle vostre settimane e ogni nostra femmina depone circa 600 uova. Capito? Trasmettiamo il nostro genoma “in diretta”, di fronte ai vostri occhi, a un sacco di discendenti.

Dalla tua espressione mi sembra di capire che questo non ti dica molto, vero?

Ma quanti siete?

Partiamo in più di 100. È il meccanismo della trasmissione genetica che interessa gli scienziati, capito? E noi glielo mostriamo, generazione dopo generazione.

Ma perché sulla ISS?

Perché sulla ISS non c’è peso. E il peso potrebbe essere una componente del famoso meccanismo di trasmissione genetica. Gli scienziati hanno ideato un bellissimo esperimento!

Parlatemene… come funziona?

Il Fruit Lab System ha tre componenti: una piccola casettina in cui siamo lanciati. Una seconda casettina dove viviamo e che permette l’inserimento di nuovo cibo e, soprattutto, l’estrazione delle nostre larve. Senza contaminazioni, però!

E che ci fanno gli astronauti con le vostre larve? Le mangiano? Cibo fresco?

Ma da dove sei uscito, tu? Le larve vengono portate in un bel frigorifero, un MELFI, conservate e portate a terra per essere studiate. Infine, c’è una terza casettina, in cui possiamo svolazzare liberamente, sempre che l’assenza di peso non ci disturbi troppo. E qui gli scienziati hanno montato una telecamera per guardarci 24 ore su 24. Una specie di Grande Fratello per moscerini. Inoltre parte di noi vivono in microgravità e parte in una  casetta inserita in una centrifuga, che simula la gravità terrestre. Le larve che produciamo vengono congelate, riportate a terra e studiate.

Siete proprio convinti che potrebbe venire fuori qualche cosa di interessante anche per gli uomini?

Certo, questa è la speranza nostra e degli scienziati che stiamo cercando di aiutare. Sono quasi 100 anni che aiutiamo gli uomini a capire il proprio funzionamento!

Se proprio volete saperne di più, ecco il blog dell’esperimento:

http://www.nasa.gov/ames/research/space-biosciences/fruit-fly-lab-ffl-01-engineers-blog/#.VMDVsCzhino

E qui Samantha Cristoforetti ne ha parlato nel suo blog: http://avamposto42.esa.int/blog/diario-di-bordo/single/l53-astromoscerini-spaziali/

Nell’immagini di copertina: L’habitat per gli astromoscerini creato appositamente per gli studi in microgravità. Credits: NASA / Dominic Hart

Stefano Sandrelli

Niente Panico

23/01/2015

Il motto di ieri: niente panico!

Nella foto: Samantha Cristoforetti durante una simulazione di emergenza durante l’addestramento prima del lancio.


“Niente panico” è scritto a chiare lettere sulla Guida Galattica per Autostoppisti nella serie di Douglas Adams. “Niente panico” è stato, però, anche il motto ieri al Columbus Control Centre a Oberpfaffenhofen, in Germania, come anche al Centro di Controllo della Stazione Spaziale a Houston, Mosca e Tsukuba (Giappone).

Alle 9:44 italiane all’interno della ISS è scattato un allarme di emergenza, che poteva indicare la presenza di ammoniaca (proveniente dai circuiti di raffreddamento esterni) nell’ atmosfera della Stazione. Seguendo le procedure di emergenza, gli astronauti si sono immediatamente recati nel segmento russo della Stazione, dove non vi sono circuiti di raffreddamento ad ammoniaca e dove hanno potuto verificare dalle misure effettuate che non vi erano tracce di ammoniaca in aria.

Già da subito sono sorti dubbi sul fatto che si trattasse veramente di un inquinamento di ammoniaca nell’aria che respirano gli astronauti, ma per ragioni di sicurezza (la precauzione non è mai troppa quando ci trova nello Spazio) all’equipaggio è stato chiesto di restare nel segmento russo mentre la situazione veniva analizzata nel dettaglio.

In questo tipo di emergenza il circuito di raffreddamento esterno ad ammoniaca viene subito spento e la pressione viene ridotta per impedire ulteriori perdite di gas tossico nei moduli abitativi della Stazione Spaziale. Ieri il sistema di controllo termale B ad acqua è stato spento, rendendo non disponibile ben metà del sistema di raffreddamento della ISS.

Anche il laboratorio Columbus è stato spento dal suo centro di controllo (COL-CC) per ridurre la produzione di calore negli ambienti della Stazione.

Mentre gli astronauti attendevano l’ok per riaprire il portello che divide il segmento russo dal resto della Stazione, i Centri di Controllo erano impegnati a farsi una prima impressione di cosa era accaduto e cercare di adattare la configurazione della ISS per affrontare la situazione. Nel frattempo alcuni esperti sono stati chiamati per analizzare i dati relativi agli allarmi scattati; nel pomeriggio la situazione si è fortunatamente stabilizzata e si è potuto concludere che si fosse trattato di una serie di falsi segnali, generati a livello di computer.

Infine verso sera è stato possibile dare all’equipaggio l’ok per rientrare nella parte statunitense della ISS, indossando comunque le maschere anti-gas per sicurezza, mentre veniva analizzata l’atmosfera del modulo. Una volta confermata l’assenza di ammoniaca, alle 21:00 Samantha Cristoforetti e gli altri membri della Stazione hanno avuto il via libera per tornare a dormire nei loro letti.

Nonostante si sia trattato di un falso allarme, il sistema termale di controllo B rimane tuttora spento; non vogliamo agire con troppa fretta: la Stazione Spaziale è un sistema complesso ed è bene che recuperi la sua completa funzionalità in modo graduale. In effetti, l’emergenza si è trasformata in niente altro che un problema di organizzazione per noi, che ci siamo ritrovati a riaggiustare la schedule degli astronauti per recuperare il tempo perso!

In un certo senso, questa giornata di allarme è arrivata nel momento migliore: gli astronauti erano pronti a iniziare una serie di esperimenti con alcuni esemplari di moscerini della frutta (vivi) e altri esperimenti di biologia che sarebbero falliti se non seguiti in maniera continua (come sarebbe successo durante il tempo passato dall’equipaggio nel segmento russo).

Nonostante il Columbus sia stato spento gli esperimenti e l’hardware del Laboratorio sembrano essere in buono stato e aver superato bene l’emergenza. Se tutto procede secondo i piani probabilmente nella giornata di oggi Samantha Cristoforetti e Terry Virts saranno in grado di condurre la prima sessione per l’esperimento Airway Monitoring.

In conclusione: anche se ci fosse davvero stata una perdita di ammoniaca la situazione era sotto controllo sia sulla Stazione Spaziale sia ai Centri di Controllo. Questo ci ricorda però quanto essenziali siano le simulazioni alle emergenze e l’addestramento che astronauti e personale a Terra fanno più e più volte prima di una missione (Samantha Cristoforetti aveva partecipato ad una simulazione di emergenza proprio per un caso come questo un paio di settimane prima del lancio).

E ci ricorda quanto saggio sia il motto della nostra missione: Niente Panico!

Per l’ articolo originale (in tedesco): http://www.dlr.de/blogs/de/desktopdefault.aspx/tabid-9260/15960_read-791/

Thomas Uhlig, Columbus Flight Director

Niente Panico

15/01/2015

Il volo del Dragone

Dopo vari tentativi, finalmente il Dragon della Space X (notate il nome da fantascienza anni ’30) ha spiccato il volo ed è stato accolto da Samantha e colleghi a bordo della Stazione Spaziale. E noi ne approfittiamo per dargli un’occhiata più da vicino.

Con i suoi 25 metri cubi di volume, il Dragon può trasportare circa 6000 kg di carico utile suddivisi fra una capsula pressurizzata (11 metri cubi) e una zona “bagagliaio” non pressurizzata. Per confronto, l’ATV europeo può contare su 48 metri cubi di volume pressurizzato e una capacità di trasporto di circa 8 tonnellate. Per chi ama le misure, il Dragon è lungo circa 4,4 metri e ha una base con un diametro 3,66 metri. Il “bagagliaio” non pressurizzato, dal canto suo, ha un’altezza di circa 2,8 metri. Provate a fare i conti e se le cose non vi tornano, prendetevela con la geometria interna del modulo e provate a consultare i link in fondo a questo post.

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Dragon prima della cattura da parte di Canadarm2.

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Dragon in una foto del cosmonauta Anton Shkaplerov.

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Dragon poco prima dell’arrivo alla ISS in una foto dell’astronauta russo Anton Shkaplerov.

Tra i suoi punti di forza, il Dragon annovera uno scudo termico di altissima tecnologia. Non è un caso: diversamente da quanto accade per gli altri cargo per la ISS, che vengono combusti in atmosfera, la capsula pressurizzata è progettata per rientrare a Terra in modo controllato. L’obiettivo finale è chiaro: SpaceX ha puntato a sviluppare un servizio utilizzabile anche dagli astronauti a partire dal 2017, in alternativa alla Soyuz.

Vale la pena di ricordare che il Dragon è portato in orbita da un lanciatore Falcon, anch’esso sviluppato da Space X, e che – secondo il progetti – dovrebbe essere parzialmente riutilizzabile. In particolare il booster del primo stadio, una volta terminata la sua spinta propulsiva, era programmato per tornare a Terra, atterrando su una nave  robotica.

L’esperimento è riuscito a metà, perché l’atterraggio non è stato esattamente soffice come era stato previsto e la nave ha subito dei danni. Però non è affondata… ed è già una buona notizia.

Il Dragon resterà sulla Stazione fino al 10 febbraio: la capsula farà un rientro controllato nell’Oceano Pacifico con il suo carico pressurizzato, dopo aver abbandonato il suo “bagagliaio” prima di tuffarsi in atmosfera.

Stefano Sandrelli

Per saperne di più:

http://www.spacex.com/dragon

http://www.nasa.gov/sites/default/files/files/SpaceX_NASA_CRS-5_PressKit-105.pdf

Niente Panico

12/01/2015

Space Fashion #2: stile russo

Se gli americani rinnovano la propria collezione per rendere più “eleganti” (cioè più sicure ed efficienti) le passeggiate spaziali, i russi non sono da meno.

Entro il 2015, infatti, è stato annunciato in arrivo sulla Stazione Spaziale, la nuova tuta per EVA, la Orlan modello MKS. Per la verità, doveva essere già sulla stazione dal 2013, ma a causa di alcuni ritardi l’uscita è stata posticipata.

Una volta messa a punto nel 1977, la Orlan ha accompagnato i cosmonauti in centinaia di passeggiate spaziali senza subire stravolgimenti, com’è nello spirito russo: affidabile e sicura per decenni. Nel corso del tempo, però, sono stati apportati numerosi ritocchi, piccoli miglioramenti, che hanno dato luogo a diversi modelli: la Orlan-D, la Orlan-DM, la Orlan-DMA, la Orlan-M. Al momento, sulla stazione spaziale si usa il modello Orlan-MK, che fu introdotto nel 2009 e che è stata la prima tuta spaziale russa completamente computerizzata. Il pc integrato nella tuta guida il cosmonauta in tutte le procedure di utilizzo e controllo della tuta nel corso delle attività veicolari.

Sebbene dai 59 kg del modello D si sia passati ai 120 kg del MK, la Orlan ha sempre mantenuto alcune caratteristiche che la differenziano dalla EMU della NASA.

Samantha_spacewalk_training orlan suitPer esempio, la tuta russa ha una struttura semi-rigida, che non permette movimenti altrettanto fluidi – per modo di dire, s’intende – di quelli consentiti dalla EMU. In compenso è decisamente più semplice da indossare: a differenza della EMU, non è necessario l’aiuto di un collega e occorrono appena 5 minuti. Nella Orlan, infatti, si entra dalla parte posteriore, aprendo l’intera piattaforma che ospita il sistema (il life support equipment), che mantiene le condizioni ideali per il cosmonauta che la indossa. Un vero e proprio portellone d’accesso, insomma.

Anche la manutenzione è più semplice: una volta terminata l’EVA, la tuta può essere immediatamente preparata per l’attività extraveicolare successiva. Come nel caso della EMU, l’atmosfera interna è mantenuta a 0,4 atm: occorrono circa 30 minuti di preparazione specifica da parte degli astronauti, prima di chiudersi nella loro nuova pelle. Perché nelle tute spaziali non si ricrea un’atmosfera simile a quella terrestre? Pazientate ancora un poco: ne parleremo in un prossimo post.

Nel frattempo, ecco la storia di Mr Smith – un nome perfetto per una spia degna di 007 – che visse un breve momento di celebrità quando, nel febbraio 2006, fu letteralmente defenestrato dalla Stazione Spaziale. Il cosmonauta Valeri Tokarev e il suo collega della NASA Bill McArthur, che lanciarono Mr Smith in orbita, potrebbero difendersi dicendo che era un “pallone” gonfiato e, per certi versi, è vero. O che fosse impalpabile e inconsistente, come un fantasma. Anche questo è vero. Solo che nessuno li accuserebbe mai di omicidio. Mr Smith era una tuta Orlan che fu immessa in orbita intorno alla Terra utilizzando la Stazione spaziale come base di lancio. Naturalmente senza alcun astronauta al suo interno. Si voleva verificare se fosse possibile utilizzare tute spaziali come piattaforme per alloggiare piccoli satelliti per uso amatoriale, risparmiando enormemente sui costi di lancio. Nel casco di Mr Smith era stato montato un radio trasmettitore, che doveva servire per le comunicazioni di tipo ARISS.

L’esperimento SuitSat-1 (questo il suo nome formale) cessò nel settembre dello stesso anno, quando la tuta fantasma con il nome da spia da Guerra Fredda si tuffò in atmosfera, rimanendone polverizzata.

Dimenticavo: Mr Smith era chiamato anche Ivan Ivanovich. Ma questa è tutta un’altra storia.

Stefano Sandrelli

Niente Panico

09/01/2015

Space fashion: la tuta EMU

In attesa della collezione autunno-inverno di tute spaziali annunciata dalla NASA fin dall’aprile scorso (guardate la Z-2 Suit, disponibile in vari design), accontentiamoci di curiosare tra i capi di abbigliamento fra i quali un astronauta (senza o con apostrofo) può scegliere per una bella passeggiata spaziale.

Innanzi tutto la sicurezza: una tuta per le uscite extraveicolari deve essere in grado di: a) mantenere una pressione e una temperatura interne costanti; b) rifornire l’astronauta di ossigeno e rimuovere l’anidride carbonica; c) proteggere chi la indossa dalla radiazione solare, dai micrometeoriti e dai rifiuti spaziali (di piccole dimensioni); d) garantire all’astronauta una certa mobilità e d) permettergli di comunicare con l’esterno.

Al momento, diciamolo pure, il guardaroba è piuttosto sfornito. Ci sono solo due modelli che rispondono ai requisiti: la EMU (Extravehicular Activity Mobility) della NASA e la Orlan-MK, l’ultima versione della tuta spaziale russa. Hanno il loro fascino, ma non riempiono l’occhio, sebbene la loro massa si aggiri sui 150-180 kg. No, non è come infilarsi un giubbottino. Per non parlare delle scarpe…

Lasciamoci la Orlan per il prossimo post e guardiamo la EMU più da vicino. La tuta NASA, sviluppata per lo Shuttle e usata anche sulla Stazione Spaziale, ha due sottosistemi principali: uno dedicato al controllo del mantenimento delle condizioni ottimali per la vita dell’astronauta (lo LSS, Life Support System), l’altro costituito dalla tuta spaziale propriamente detta (lo SSA, Space Suit Assembly). All’interno della tuta, la pressione è circa 0,3 atmosfere e il gas è ossigeno puro.

Tessere una EMU non è un lavoretto da poco. Per esemplificare la sua complessità, ci limitiamo a descrivere la stratificazione di cui è composta, andando dall’esterno verso l’interno – e senza la pretesa di entrare nei dettagli. A partire dall’esterno, troviamo:

  • tre strati (materiali vari, fra i quali il Kevlar, il Gore-Tex e il Nomex), di cui uno a prova di acqua, uno fatto della stessa sostanza di cui sono costituiti i giubbotti antiproiettile e uno resistente al fuoco;
  • da 5 a 7 stati di Mylar alluminizzato (e un numero ancora maggiore di strati sulle braccia e le gambe), che isolano termicamente l’astronauta e che rendono la tuta simile a un thermos dall’aspetto umanoide; in questi strati risiede anche la capacità della tuta di resistere all’impatto con micrometeoriti;
  • uno strato in nylon antistrappo rivestito di neoprene (un tipo di gomma sintetica): questo tessuto, che ricorda quello delle tende da campeggio, permette di conservare la corretta forma della tuta spaziale;
  • due strati per creare e mantenere la giusta pressione sul corpo dell’astronauta (uno in Dacron e l’altro in tessuto di nylon oxford rivestito di uretano). Sono strati impermeabili, che impediscono all’ossigeno di fuoriuscire. Qui risiede anche lo strato per il raffreddamento a liquido, con tubature in neoprene.

Ne risulta una tuta piuttosto flessibile, che permette una relativa libertà di movimento (rispetto alla Orlan, non in assoluto!), ma che è piuttosto complicata da indossare e che richiede molta manutenzione: insomma, va “piegata” con cura. Si fa per dire: le tute spaziali non si piegano!

Oltre a una telecamera, una radio, antenne, dispensatori di bevande corroboranti, serbatoi di ossigeno e via dicendo, la EMU è provvista anche di un attrezzo che sono sicuro piacerà a tutti. Il nome è SAFER, che sta per Simplified Aid For EVA Rescue. Il senso è chiaro: si tratta di un dispositivo che permette a un membro dell’equipaggio di mettersi al sicuro. Ma che cosa è? È il sogno di tutti noi: una specie di propulsione indipendente, alimentata ad azoto compresso, che in caso di bisogno fornisce all’astronauta una spinta per farlo muovere velocemente nella direzione scelta. No, mi dispiace deludervi: non serve a volteggiare liberi nel cosmo, ma – nel caso in cui un astronauta perda il contatto con la ISS – a dargli una spintarella di pochi secondi e a farlo tornare sano e salvo a contatto con la navicella madre.

 Ultima curiosità molto fashion. È necessario tutto quel bianco? Il bianco, com’è noto, riflette in modo più efficiente la luce solare di qualsiasi altro colore. In attesa di realizzare tute spaziali a specchio, accontentiamoci di questo colore: almeno eviteremo di lessare gli astronauti.

Stefano Sandrelli

Per saperne di più:

http://www.nasa.gov/externalflash/ISSRG/pdfs/emu.pdf

Niente Panico

12/12/2014

EVA contro EVA

Avete visto Gravity, il film di Alfonso Cuarón, che si è aggiudicato 7 Oscar? Nelle scene iniziali, il comandante Matt Kowalsky (George Clooney) giocherella all’esterno della navicella spaziale, spingendosi con una sedia a propulsione intorno alla dottoressa Ryan Stone (Sandra Bullock) che sta invece svolgendo un lavoro di manutenzione. L’atmosfera è serena (la quiete prima della tempesta), ideale per una passeggiata.

La passeggiata nello spazio, diciamolo, è solo un enorme equivoco. Un eufemismo con un tocco di romanticismo. In termini che asciugano fin troppo l’immaginazione, è ormai da anni in uso la dizione “attività extraveicolari” (EVA, Extra Vehicular Activity), ad indicare quel complesso di attività che un astronauta svolge all’esterno della navicella spaziale.

Sembra semplice, ma all’inizio del volo umano nello spazio, quando si sfidavano a colpi di record, statunitensi e russi non si trovavano d’accordo neanche su questo. Secondo la definizione dell’ex Unione Sovietica, infatti, un cosmonauta si trova all’esterno del proprio veicolo fin dal momento in cui è separato dal resto della navicella da un portellone ben chiuso. L’analogo potrebbe essere quello di una pallina da golf dentro una buca: non si trova “sotto terra”, perché è immersa in atmosfera – anche se bisogna ammettere che si trova neppure sul prato. Per gli statunitensi, invece, un’EVA inizia quando l’astronauta ha almeno tirato su la testa dalla sua “buca”. Una sciocchezza? Non quando le superpotenze si combattevano anche a colpi di minuti nello spazio.

In ogni caso, è bene ribadirlo, né il 18 marzo 1965 (data della prima uscita nello spazio di Alexey Leonov) né adesso, si tratta di una passeggiata. Si tratta invece della più dura e faticosa delle attività che gli astronauti sono richiesti di fare sulla Stazione Spaziale: dalle 5 alle 7 ore all’esterno della Stazione Spaziale, indossando una tuta di circa 120 kg.

È vero che le condizioni sono di assenza di peso ma, per spostarsi, l’astronauta deve vincere un’inerzia enorme. La massa della tuta si oppone a ogni movimento: braccia, gambe, corpo, testa. Per immaginare questa incresciosa situazione potete fare diverse cose: per esempio seguire una lezione dimostrativa di acquagym. Oppure, se siete più pigri o pigre, potete limitarvi a pensare all’addestramento degli astronauti: ore di immersione completa in una piscina, con indosso una tuta protettiva, a lavorare su alcuni elementi a grandezza naturale della Stazione Spaziale.

Il punto è che la tuta indossata dagli astronauti impone sforzi che sono simili a quelli che si devono fare per muoversi quando siamo immersi nell’acqua. Immaginate di montare o smontare una bicicletta mentre siete in immersione, ancorati sul fondo e indossando dei guanti che permettono solo parzialmente la presa. L’eventuale invidia per la presunta “passeggiata spaziale” dell’astronauta inizierà a far posto, prima, a una sorta di solidarietà per lui o lei, e poi di sincera soddisfazione per non essere al suo posto.

E potersi sbracciare senza tanta fatica, noi terricoli, per salutare gli amici.

Stefano Sandrelli

Per saperne di più:

L-131: Di nuovo in piscina per l’addestramento alle passeggiate spaziali

http://www.astronautinews.it/2014/07/16/l-131-di-nuovo-in-piscina-per-laddestramento-alle-passeggiate-spaziali/

L-411: Ancorati al braccio robotico

http://www.astronautinews.it/2013/10/17/l-411-ancorati-al-braccio-robotico/

Nella foto:  Samantha Cristoforetti durante l’allenamento alle EVA al Neutral Buoyancy Facility al Centro Europeo di addestramento astronauti di Colonia (Germania) il 31 Agosto 2010.

Niente Panico

05/12/2014

La giornata di un astronauta

Dopo un breve sguardo alla telemetria sui miei monitor riesco a vedere subito indicazioni del fatto che il sistema elettrico relativo al Columbus si è attivato e sta utilizzando energia:

“COL-FLIGHT, STRATOS, le luci del Columbus sono ON!”.

La risposta non si fa attendere:  “Copy that, STRATOS, quindi l’equipaggio è sveglio!”

Gli astronauti sono pronti a partire!

Un normale giorno dell’equipaggio sulla ISS inizio con circa un’ora di post-risveglio. Gli astronauti possono fare colazione, prepararsi per la giornata e leggere il “Daily Summary”, una specie di giornale che creiamo noi insieme agli altri centri di controllo e che serve a dare all’equipaggio uno status generale della ISS, annotazioni per il piano della giornata, i turni del Centro di Controllo ma anche una sezione per domande e risposte e (perché no) qualche battuta e fumetto! Non suona molto diversa dalla preparazione di qualsiasi essere umano prima di andare al lavoro no?

La prima conversazione con i Centri di Controllo sparsi per il mondo è durante la “morning Daily Planning Conference” (amichevolmente chiamata mDPC): l’equipaggio e il personale a Terra si aggiornano sulle attività del  giorno, discutono eventuali cambiamenti nello schedule e le domande che possono sorgere.

La fine della mDPC è il segnale per gli astronauti che si inizia a lavorare: 6 ore e mezza della loro giornata sono infatti dedicate agli esperimenti da portare avanti, l’installazione di nuovi payload, riparazioni da effettuare e naturalmente…le “faccende di casa”!

Oltre a queste ore una viene dedicata per il pranzo e due ore e mezza sono di esercizio fisico obbligatorio: a loro disposizione ci sono una bicicletta per l’esercizio cardiovascolare, un tapis roulant e un dispositivo per l’allenamento resistivo dei muscoli.

15872989881_273b5c49bc_bUna volta conclusa la giornata lavorativa della ISS è ora di un altro meeting, la cosiddetta “evening Daily Planning Conference” (eDPC). È il tempo della “buonanotte”: le comunicazioni con i Centri di Controllo a Terra viene interrotta per permettere agli astronauti di godersi un po’di meritato riposo; vengono inoltre spente le telecamere interne alla Stazione. Solamente in caso di emergenza o urgenza il contatto viene ripristinato. Dopo un giro di chiamate con le varie stazioni di controllo l’equipaggio è ufficialmente off-duty: possono cenare, controllare i loro social media, guardare la televisione e alcuni film o passare il tempo rimanente nella tranquillità della Cupola.

Poi è ora di dormire: otto ore e mezza di sonno e sogni in microgravità!

Un’ultima cosa per chi di voi fosse interessato a qualche dettaglio in più: esiste uno strumento chiamato OSTPV (“Onboard Short Term Plan Viewer”): mostra agli astronauti e al team di controllo a Terra la timeline delle attivitá, la schedule della ISS ed è diviso in varie sezioni suddivise tra equipaggio e Centro di Controllo. Ogni attivitá è rappresentata da una barra e, molto spesso, puó dare del filo da torcere anche agli astronauti stessi!


Se foste interessati a darci un’occhiata potete farvi un’idea di come è fatto qui.

Alessandro Rovera

Niente Panico

29/11/2014