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Tre membri dell’equipaggio della Stazione Spaziale Internazionale sono pronti a ritornare sulla Terra domani, mercoledì 11 Marzo dopo circa sei mesi sull’avamposto orbitante durante i quali hanno lavorato ed eseguito molti esperimenti scientifici e diverse dimostrazioni tecnologiche.

Il comandante dell’Expedition42 Barry Wilmore (NASA) ha consegnato il comando della ISS al suo collega Terry Virts (NASA) in una cerimonia avvenuta questo pomeriggio (ora italiana), segnando così l’inizio dell’Expedition43.

Wilmore ritornerá sulla Terra a bordo della Soyuz TMA-14M insieme agli ingegneri di volo  Alexander Samokutyaev (Roscomos) ed  Elena Serova (Roscomos). Questi alcuni dettagli per seguire al meglio il loro viaggio di ritorno alla gravità:

Qui invece il video con il replay del passaggio del comando della Stazione Spaziale:

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Il preparativo, il lancio, il viaggio: tutti momenti emozionanti. Ma quale sarà il primo ambiente della Stazione Spaziale in cui Samantha metterà piede? O meglio: non metterà piede. D’accordo, riformuliamo la domanda: quale sarà il primo ambiente della Stazione Spaziale in cui Samantha potrà fluttuare senza peso?

Samantha si troverà in territorio russo: la Soyuz, infatti, si connetterà con il segmento della Stazione sotto la responsabilità della Russia. In particolare, la navicella attraccherà al modulo Rassvet, termine che significa “alba”. Rassvet, che tecnicamente è conosciuto come Mini-Research Module 1, è un modulo relativamente piccolo. Ha un volume abitabile di pochi metri cubi: in pratica è un “disimpegno” per tutti coloro che arrivano in orbita con il volo spaziale della Soyuz. Piccolo, ma sufficiente per allungare finalmente le gambe.

È un modulo arrivato sulla Stazione da relativamente poco, dal maggio 2010, a bordo della penultima missione dello shuttle Atlantis, la STS-132. Con l’installazione del Rassvet, che ha alcuni spazi dedicati ai laboratori e altri dedicati allo stoccaggio di materiale di vario genere, le porte di attracco del segmento russo sono diventate ben quattro. Questo consente di gestire al meglio il traffico di Progress, Soyuz e ATV dell’ESA che salgono e scendono dalla Stazione.

Rassvet conduce a un altro modulo russo, Zarya, che è stato il primo modulo della Stazione Spaziale a essere lanciato in orbita, il 20 novembre 1998: ormai sedici anni fa. Dal segmento russo, Samantha raggiungerà poi il Nodo 1 e da lì avrà poi la possibilità di dare una prima occhiata alla sua nuova casa spaziale. E di raggiungere il suo “angolino” riservato per qualche minuto di privacy.

Stefano Sandrelli

Per saperne di più sul modulo Rassvet:

https://www.space.com/72-iss-module-russian-mrm-1-rassvet.html

https://www.russianspaceweb.com/iss_mim1.html

Il conto alla rovescia non inizia da 10, ma da 10800 secondi: ovvero tre ore prima del lancio vero e proprio. Tradizione russa.

Nei primi due minuti di volo, il veicolo è spinto verso l’alto da quattro propulsori (ognuno di circa 20 metri, tanto per dare un’idea delle dimensioni), che si sganceranno al termine del loro compito.

In meno di cinque minuti verranno bruciate 225 tonnellate di RP-1 e ossigeno liquido. L’RP-1 e un cherosene ad alta raffinazione simile al combustibile per aviogetti.

In poco meno di 10 minuti, la Soyuz si troverà a orbitare intorno al nostro pianeta a velocità  di 25 000 km/h, a circa 210 km di quota, 190 km “sotto” l’orbita della Stazione Spaziale. Il primo compito della navicella sarà di innalzare la proprio altezza: questa fase è un vero e proprio inseguimento orbitale, degno della migliore fantascienza classica: una navicella che corre alla volta di una Stazione Spaziale.

Nel corso di circa 4 orbite, la Soyuz si alza di quota automaticamente, mentre l’equipaggio verifica i sistemi di bordo con l’aiuto del centro di controllo russo.

Una volta che tutto sia a posto e che la Soyuz sia allineata con il portellone di attracco della Stazione Spaziale, a una distanza di circa 100 metri, il centro di controllo verifica l’allineamento. Poi inizia la fase finale di avvicinamento tra le due navicelle, che si muovono a una velocità relativa di pochi centimetri al secondo.

Il “rendezvous” è automatico, come pure l’attracco, ma l’equipaggio è addestrato per prendere il comando manuale della Soyuz, nel caso in cui qualcosa non funzionasse. Samantha ci ha raccontato tutto questo nel suo Diario di Bordo (Altri esami Soyuz passati dal nostro equipaggio!)

Dopo l’attracco, l’equipaggio esegue il bilanciamento della pressione dell’aria tra la Soyuz e l’avamposto in orbita. Dopo essersi tolti le tute di volo, gli astronauti aprono i boccaporti per entrare nella casa in orbita che li ospiterà nei sei mesi successivi.

Ecco le fasi classiche del lancio della Soyuz:

L – 6 min:            INIZIO SEQUENZA AUTOMATICA DI LANCIO

L – 2 min 40 s:   Separazione torre ombelicale terzo stadio

L – 1 min:           Separazione torre ombelicale primo stadio

L – 20 s:             Avvio sequenza di accensione dei motori

L – 15 s:             Separazione torre ombelicale secondo stadio

L – 5 s:               Massima spinta

L – 0 s:               DECOLLO

L + 1 min 58 s:  Separazione propulsori laterali – primo stadio

L + 4 min 47 s:  Separazione secondo stadio  e  accensione terzo stadio

L + 8 min 44  s: Spegnimento terzo stadio

L + 8 min 48 s:  Separazione della navicella Soyuz dal terzo stadio

Stefano Sandrelli

Dal diario di bordo di Samantha:

L-207: Altri esami Soyuz passati dal nostro equipaggio!

https://www.astronautinews.it/2014/05/01/l-207-altri-esami-soyuz-passati-dal-nostro-equipaggio/

Qui invece potete trovare due video che spiegano la sequenza di lancio e il successivo docking della Soyuz alla Stazione Spaziale Internazionale (il video è in inglese ma sono disponibili i sottotitoli in italiano):

https://www.youtube.com/watch?v=AVvgpKt5uCA&feature=youtu.be&hl=it https://www.youtube.com/watch?v=M2_NeFbFcSw&feature=youtu.be&hl=it

Una bolla d’aria: ecco come viene descritta dall’astronauta canadese Chris Hadfield la tuta Sokol, che Samantha e i suoi colleghi indosseranno nel corso del lancio della Soyuz che li porterà sulla Stazione Spaziale, nella notte fra domenica 23 e lunedì 24 novembre. Una bolla d’aria, e non perché sia leggera come il vento o morbida come un soffio d’aria sul viso, ma perché è la descrizione letterale del suo funzionamento. La Sokol è infatti una tuta che, in caso di emergenza, è in grado di sigillare l’astronauta al proprio interno, garantendogli le giuste condizioni ambientali, con un’aria pienamente respirabile.

Il mantenimento della bolla respirabile nella tuta è dovuto a uno strato interno di policaprolattame gommificato e uno strato esterno di tela di nylon bianco. La tenuta è garantita per circa 30 ore in un ambiente pressurizzato, mentre per un paio di ore in ambiente non pressurizzato. La tuta, inoltre, è provvista di cavi elettrici che alimentano un ventilatore, per eliminare o ridurre il sudore, e di cavi che riforniscono la tuta di ossigeno e di aria.

Indossarla è più semplice di quanto non accada con una tuta per le attività extraveicolari, ma non è certo come mettersi una t-shirt. La Sokol è un pezzo unico, guanti a parte, dalla testa agli scarponi. Ci si infila dentro come… avete mai visto il film di fantascienza (con varie punte di horror) che si intitola La cosa? Il regista era John Carpenter. Un alieno cattivissimo usciva improvvisamente da sotto lo sterno dei malcapitati umani che ne erano vittime. Per la Sokol è un po’ il viceversa. Ci si cala dentro la tuta – iniziando dai piedi – all’altezza dello sterno, infilandosi dentro a una specie di membrana che forma un budello. Quando la parte inferiore del corpo è a posto, allora si procede a infilare anche braccia e spalle infine la testa, inchinandosi e facendola poi riemergere nell’alloggiamento a cui è fissato il casco. I guanti vengono messi dopo.

Unici pregi, per quanto riguarda la vestizione: pesa appena 10 kg ed è tagliata su misura per ogni membro dell’equipaggio. Per curiosità: quella di Samantha è la Sokol numero 422, che contiene il numero 42 – quello della spedizione e quello della nota risposta alla domanda fondamentale della Guida galattica.

Una volta indossato questo bozzolo protettivo, la vera comodità arriva solo quando l’astronauta assume una posizione “alla Soyuz”. Ovvero seduto, con le ginocchia piegate verso la cassa toracica, in posizione di partenza. Come molti altri elementi spaziali russi, insomma, è un oggetto molto orientato al suo scopo, terribilmente efficiente ma che non lascia grandi spazi di manovra.

Una volta attraccati alla Stazione Spaziale, Samantha e i suoi colleghi lotteranno diversi minuti per togliersi questa tuta e si cambieranno d’abito prima dell’ingresso nella casa orbitale. Come conviene a chi festeggia l’arrivo in una nuova casa.

[youtube 2gaFXZWhp4k nolink]

Altre foto di Samantha con la Sokol qui.

Stefano Sandrelli

Tanto per evitare di fare confusione: Soyuz si chiama il lanciatore e Soyuz si chiama anche la navicella spaziale nella quale Samantha viaggia alla volta della Stazione Spaziale.

La prima delle due Soyuz, il lanciatore, com’è facile immaginare, è l’evoluzione pacifica di un missile balistico intercontinentale prodotto dall’Unione Sovietica in piena guerra fredda. Dalla seconda metà degli anni ’60 a oggi, sono stati eseguiti oltre 1700 lanci, il 90% dei quali senza equipaggio, con un’altissima percentuale di successo.  Come molti altri lanciatori, ha una struttura a tre stadi.

La seconda Soyuz, quella che emotivamente ci coinvolge di più, è la navicella TMA-15M, che ospita gli astronauti. Si tratta di una versione di ultima generazione ( TMA- M),  con un corredo digitale più moderno, un computer avanzato per il controllo del volo e dispositivi che permettono una migliore manovrabilità. E un po’ di spazio in più a disposizione dell’equipaggio. La navicella Soyuz è composta da tre moduli separabili: il modulo orbitale, di discesa e di servizio.

Durante l’ascesa verso la Stazione Spaziale, gli astronauti si sistemano nel modulo centrale orbitale, la cui scomodità è leggendaria: 5 m³ di volume interno, da dividere in tre per qualche ora. Stretti, certo, ma vuoi mettere la soddisfazione di poter contare anche su una finestrella, che permette di guardare un po’ fuori dall’abitacolo e che è stata aggiunta solo nelle versioni più’ recenti della navicella? Nel modulo orbitale ci sono invece anche una toilet e tutti i sistemi di guida. Il modulo ha due portelloni: uno che lo collega al modulo di discesa e uno laterale, che viene usato dagli astronauti per entrarvi nella fase di lancio.

Anche nel corso della discesa, invece, gli astronauti si sistemano nel modulo meridiano, che è dotato di uno scudo termico che gli permette di raggiungere terra senza che l’attraversamento dell’atmosfera lo incendi o faccia salire troppo la temperatura interna dell’abitacolo. Ha un volume abitabile ancora più piccolo, appena 3 m³. Ma del rientro parleremo più in dettaglio fra 6 mesi circa.

La navicella è completata dal modulo di servizio: serbatoi dell’ossigeno, propellente, propulsori per l’assetto, elettronica , sistemi di guida della navigazione. Questo modulo è controllato a distanza.

Stefano Sandrelli

Per saperne di piú, direttamente dal diario di bordo di Samantha Cristoforetti:

L-207: Altri esami Soyuz passati dal nostro equipaggio!

https://www.astronautinews.it/2014/05/01/l-207-altri-esami-soyuz-passati-dal-nostro-equipaggio/

L-18: Ripensando agli esami Soyuz della settimana scorsa

https://www.astronautinews.it/2014/11/05/l-18-ripensando-agli-esami-soyuz-settimana-scorsa/

E alcuni dettagli tecnici:

https://esamultimedia.esa.int/multimedia/publications/Futura_IT/ (da pagina 20)

Sì, sto portando dei libri con me nello spazio. Non intendo i libri digitali – di quelli posso farmene mandare più di quanto possa leggerne in una vita intera!

No, parlo proprio di libri di carta, quelli dove puoi fare l’orecchia alla pagina per tenere il segno. Ho esitato un po’, perché i libri di carta pesano e occupano volume e ho una disponibilità di peso e volume piuttosto limitata nel mio “bagaglio” personale per lo spazio.

Ma alla fine, nello spazio non si va tutti i giorni. E l’esperienza di fluttuare nella Cupola e di sfogliare le pagine di un libro mentre davanti (o sotto, o sopra) scorrono maestosamente oceani e continenti val bene la rinuncia a qualche tavoletta di cioccolato extra-fondente o qualche busta di frutta liofilizzata!

Che cosa ho scelto? Due libri parecchio sgualciti, perché li ho letti più volte: Palomar, di Italo Calvino. E Pilote de Guerre, di Antoine de Saint-Exupéry. Questi li avevo messi da parte da tempo. Poi, all’ultimo momento, ho ordinato due libricini per bambini di Gianni Rodari. Uno è “Agente X.99: storie e versi dallo spazio”. L’altro è: “I Viaggi di Giovannino Perdigiorno”. Magari registrerò qualche lettura: voi che ne pensate?

Viaggeremo un po’ insieme e un po’ separatamente, io e i libri. Alcuni saranno con me nella Soyuz. “Pilote de Guerre”, invece, lo recupererò all’arrivo di SpaceX-5, in dicembre, nel mio Crew Care Package, uno di quei “pacchi da casa” che arrivano sulla ISS per gli astronauti, un po’ come succede per i militari in missione.

Ah, ho poi parecchie copie di un minilibro che ho fatto stampare apposta, uno di quei libri piccoli piccoli, non più di 3 centimetri per lato. È una raccolta di frasi e poesie (e persino un’equazione) che, per me, raccontano il significato di questo mio viaggio nello spazio. L’ho chiamato “Untraveled World”: da quella famosa poesia di Alfred Tennyson, l’avrete forse studiata a scuola.

I am a part of all that I have met; Yet all experience is an arch wherethrough Gleams that untraveled world whose margin fades For ever and for ever when I move.

(Ulysses, by A. Tennyson)

Samantha Cristoforetti

Cara Stefania, dire che c’è un bagno sulla Soyuz è forse un’esagerazione, ma c’è un piccolo “angolo toilette” che permette di espletare i propri bisogni fisiologici se necessario. Puoi fartene un’idea guardando la foto, che è stata scattata nel simulatore qui alla Città delle Stelle. Come tutte le toilette spaziali, anche questa, molto rudimentale, è basata sul principio dell’aspirazione. All’inizio dell’utilizzo si accende un ventilatore : il flusso d’aria così prodotto trasporta rifiuti solidi e liquidi nella giusta direzione. Avrai intuito che il ricettacolo conico giallo è per le urine: attraverso il tubo finiscono in un contenitore con del materiale assorbente. Il ricettacolo bianco è invece per l’uso “Numero 2”, come amano dire gli americani: in questo caso viene utilizzato un sacchetto monouso, che dopo ogni utilizzazione viene rimosso, chiuso e infilato successivamente in due buste per garantire il contenimento e prevenire la diffusioni di cattivi odori. Non c’è molta privacy sulla Soyuz. Se qualcuno deve usare il “bagno”, gli altri due membri dell’equipaggio si spostano nel modulo di discesa e socchiudono il portello. Come puoi immaginare, gli astronauti preferiscono ridurre al minimo l’uso di questa toilette e soprattutto, se possibile, l’uso “Numero 2”. Per questo quasi tutti accettano ben volentieri quello che i medici russi offrono nelle ultime ore prima della partenza: un clistere. Sono gli aspetti meno “luccicanti” dell’esplorazione spaziale, ma sono parte della realtà! Un’altro aspetto di vita reale dal gusto ben poco eroico è… il pannolone! È particolarmente importante con il nuovo profilo che ci fa arrivare sulla ISS sei ore dopo il lancio invece che, come prima, dopo due giorni. Eh si, in un certo senso le cose si sono un po’ complicate, specialmente per chi, come me, è seduta sul posto di sinistra come ingegnere di bordo. Ecco la spiegazione: in passato si arrivava in orbita, si facevano i controlli di tenuta e le prime due prime accensioni di motore e poi non c’era più molto da fare fino al giorno successivo. Quindi un sacco di tempo per sfruttare la “toilette” dopo poche ore dal lancio! E invece ora che succede? Succede che si arriva in orbita, si fanno come sempre i controlli di tenuta e le prime due accensioni, ma poi c’è soltanto una pausa molto breve fino alle successive accensioni di motore e all’inizio del rendez-vous con la Stazione Spaziale. Difficilmente l’ingegnere di bordo ha modo di muoversi dal proprio posto. Vogliamo fare un po’ di conti? Indossiamo la tuta circa tre ore prima del lancio, poi ci vogliono sei ore per arrivare sulla ISS e altre due ore circa di controlli di tenuta e altre procedure varie prima di poter aprile i portelli. Fanno almeno 11 ore! Capito perché tutti indossiamo il pannolone?

 Samantha Cristoforetti

 

Anton Shkaplerov e Terry Virts: li avete riconosciuti? Sono i compagni di missione di Samantha Cristoforetti. Con lei, sono assegnati alla missione della Soyuz TMA-15M che, a fine novembre, li condurrà a bordo della Stazione Spaziale Internazionale.

Ora provate a immaginare di chiedere loro di progettare il patch per la missione Soyuz su cui stanno per imbarcarsi. Che cosa ne verrà fuori? Un suggerimento: Samantha, Anton e Terry non sono solo tre astronauti, ma anche tre piloti. Avete già un’idea? Ecco un altro suggerimento: hanno voluto puntare tutto sul concetto di equilibrio.

A questo punto, se siete appassionati di simulatori di volo, probabilmente avete intuito qualcosa. Ma se non lo siete, avete bisogno di un terzo indizio. Eccolo: è un po’ come se tre tennisti si fossero ispirati alla loro racchetta. Come se tre ciclisti avessero preso spunto dal manubrio. Chiaro? No? D’accordo, ve lo diciamo noi: avete presente quella specie di bussola sul cruscotto di un aereo che mostra l’assetto del veicolo durante il volo? Sì, quella che vi fa capire se state andando nella direzione giusta? Quello è uno degli strumenti più importanti per un pilota: si chiama indicatore di assetto, o orizzonte artificiale.

Ecco: Samantha, Anton e Terry si sono ispirati proprio a quello. Come per dirci: noi andiamo, ma serve equilibrio e tecnologia.

Grazie alla grafica magistrale di Riccardo Rossi, nel patch le linee orizzontali di riferimento dell’indicatore sono rappresentati dalla Soyuz stessa e dei suoi pannelli solari, mentre le scale angolari rappresentano gli angoli di beccheggio e rullio. La Soyuz ha un assetto che corrisponde a un angolo di rullio di 15° (15 è il numero di serie di questa Soyuz TMA) e a un angolo di beccheggio di 51° (51 corrisponde all’inclinazione dell’orbita rispetto all’equatore).

Ma non è finita qui. Come in un bestiario medioevale, ci sono altri infiniti rimandi e simboli. Per esempio, il Sole che sorge suggerisce la consapevolezza e il rinnovo, mentre le tre stelle più evidenti, vicino alle costellazioni dell’Auriga e di Cassiopeia, rappresentano la realizzazione del sogno dei tre astronauti: il volo spaziale. Come i loro sogni fossero divenuti stelle.

Infine il numero totale di stelle corrisponde alle ultime due cifre dell’anno di lancio (2014) e – se includiamo il Sole – alle ultime due cifre dell’anno di ritorno (2015).

Infine, un’ultima nota significativa. Osservate l’ombra della Soyuz. Non ha affatto la forma della capsula russa. Ha la forma di un aereo. In particolare combina elementi di un MiG-29 russo, di un F-16 USA e di un AMX italiano, a sottolinare il legame indissolubile tra aviazione e volo spaziale.

Stefano Sandrelli

Ciao Sam, vorrei sapere a che altezza si apre lo scudo della soyuz e potete vedere lo spazio dagli oblò. Avviene in automatico o lo sganciate voi? Che velocità raggiungete a quel punto?
E. Jessica

Cara Jessica,

come giustamente ricordi, durante il lancio la capsula Soyuz, in cima al razzo lanciatore Soyuz, è protetta da uno “scudo” (shroud) che continua e conclude il profilo aerodinamico del razzo. Passati gli strati bassi, e quindi densi, dell’atmosfera, questo non è più necessario e i due “petali” di aprono e si staccano. È in quel momento che, come dici tu, iniziamo a vedere attraverso gli obló.

La separazione avviene in maniera automatica dopo circa 2 minuti e 40 secondi dal lancio, ad un altezza di circa 80 km. Non ricordo la velocità, dovrei consultare i documenti, che però non posso portare fuori dalla Russia (ora sono in Giappone)!

Samantha

Qui potete inoltre trovare un bel video che spiega i passaggi del ritorno sulla Terra della Souyz e degli astronauti; il video e’ basato su una lezione che la classe di astronauti ESA del 2009 ha seguito (la classe di Samantha Cristoforetti) durante la loro formazione di base ad ESA.

[youtube -l7MM9yoxII nolink]

Ciao Sam, vorrei sapere se sulla ISS si suda, ARED a parte, ho letto che avete pochi vestiti e che non potete lavarli. I vetri della cupola si sporcano? Fanno condensa come quelli quaggiù e dovete pulirli? Che temperatura c’è subito fuori e dentro la ISS? Che ne è della capsula di rientro dopo il vostro ritorno? Viene smantellata, riutilizzata per quei corsi di sopravvivenza? E l’ultimo pezzo della Soyuz, che fine fa? E.J. Caro E.J., sì, sulla ISS si suda, certo. Forse intendi chiedere se facciamo molte attività che ci portano a sudare? Direi principalmente le due ore di attività fisica obbligatoria (ARED, biciletta, corsa). I vetri certamente si sporcano, ma si puliscono, come in casa. In realtà i vetri sono protetti da un rivestimento trasparente, per evitare di danneggiarli. Non credo che facciano condensa, perché sono riscaldati, ma non ne sono del tutto sicura. Nella ISS si mantiene una temperatura di circa 22°C, mentre la temperatura delle superficie esterna varia tra diverse centinaia di gradi sopra e sotto zero: dipende se la ISS si trova in insolazione (quindi viene riscaldata per irraggiamento dal Sole) oppure in eclisse (quindi disperde calore per irraggiamento nello spazio). Il terzo stadio del razzo Soyuz rientra nell’atmosfera e brucia. Il modulo di discesa… bella domanda! Alcuni componenti vengono riutilizzati, il resto appartiene a Energia e non sono sicura di che cosa ne facciano. Ciao, Samantha