la stazione spaziale ISS

la costruzione della cupola di osservazione

e come è dentro

La Stazione Spaziale Internazionale (International Space Station o ISS) rappresenta un avamposto permanente della presenza umana nello spazio, è abitata continuativamente dal 2 novembre 2000 da almeno 2 astronauti. L'equipaggio, da allora, è stato sostituito più volte, con cadenza semestrale. Segue i programmi Skylab (statunitense) e Mir (russo) ed è un progetto congiunto di cinque agenzie spaziali.

La stazione spaziale si trova in una orbita attorno alla Terra ad un'altitudine di circa 350 km, in quella che viene normalmente definita LEO (low Earth orbit, orbita terrestre bassa). L'altezza dell'orbita può variare di qualche chilometro a seconda della resistenza atmosferica. L'orbita ha un periodo di circa 92 min. Al 14 agosto 2007, la stazione spaziale aveva completato più di 50.000 orbite.

È servita principalmente dagli Space Shuttle, dalla Sojuz, dalla Progress, e dall'ATV, il cui primo aggancio è avvenuto il 3 aprile 2008. Al momento la stazione ha la capacità di ospitare un equipaggio di sei persone contemporaneamente. Fino all'Expedition 13, tutti i membri (permanenti) dell'equipaggio provenivano dal programma spaziale americano o russo. Con l'Expedition 13 è salito a bordo della stazione Thomas Reiter, astronauta ESA proveniente dalla Germania. L'ISS è stata visitata da molti altri astronauti, un certo numero dei quali di altri paesi (e da 2 turisti spaziali).

All'inizio degli anni ottanta la NASA pianificò la realizzazione della Stazione Spaziale Freedom come controparte delle stazioni spaziali sovietiche Saljut e Mir. La stazione non ha mai superato la fase di progetto e con la fine della Guerra Fredda il progetto è stato annullato. La fine della guerra fredda e della competizione nella corsa allo spazio spinse l'amministrazione statunitense a contattare altri governi interessati all'esplorazione spaziale per realizzare un progetto comune. All'inizio degli anni 90 il governo statunitense aveva coinvolto nel progetto l'agenzia europea, quella russa, quella canadese e giapponese. Il progetto venne presentato nel 1993 e la stazione venne chiamata Alpha. Il progetto prevedeva l'utilizzo delle conoscenze comuni e quindi la stazione sarebbe stata basata sui progetti della stazione Freedom della NASA, sulla stazione Mir-2 (il successore della Mir e cuore del modulo Zvezda) e sul modulo Columbus Laboratory Module ESA che inizialmente doveva essere un modulo autonomo.

Durante gli anni '90 il progetto ha subito frequenti modifiche, con slittamenti dei tempi ed incrementi dei costi. L'ESA stima che il costo del progetto dalla fine degli anni '80 fino al 2016 superi i 100 miliardi di euro

Il primo modulo, Zarya, venne posto in orbita nel novembre 1998 da un razzo Proton. Due settimane dopo, la missione STS-88 dello shuttle pose in orbita Unity, il primo dei tre moduli di collegamento, e lo agganciò a Zarya. Questi primi due moduli, nucleo della ISS, rimasero senza equipaggio per un anno e mezzo, finché nel luglio 2000 fu aggiunto il modulo Russo Zvezda che permise ad un equipaggio minimo di due astronauti di insediarsi. La Expedition 1, che entrò nella stazione spaziale il 2 novembre 2000, era formata dall'astronauta statunitense William Shepherd e da due cosmonauti russi Yuri Gidzenko, e Sergei Krikalev. Dal 2001 al 2007, l'unico altro modulo pressurizzato trasportato sulla ISS dalla missione STS-98 nel 2001 è il Destiny Laboratory Module.

Nel 2008 è stato aggiunto il modulo europeo Columbus nella missione STS-122 ed è stato quasi completato il laboratorio Kibō con le missioni STS-123 e STS-124.

Il 20 novembre 2008 la stazione spaziale ha compiuto il suo decimo anniversario, in concomitanza con la missione STS-126 dello Shuttle Endeavour. Dopo un decennio dal lancio del primo modulo Zarya, la stazione è stata quasi completata e possiede una massa di 284402 kg con un volume interno di oltre 700 m3. I pannelli solari hanno una superficie di 2 675 m2 Essa è stata visitata da 167 astronauti provenienti da 15 nazioni, che hanno consumato oltre 19 000 pasti. Essa contiene 19 strutture di ricerca, sponsorizzate dall'agenzia spaziale statunitense, europea e giapponese. La stazione ha, in dieci anni, compiuto 57 309 orbite attorno alla Terra, percorrendo 1.432.725.000 miglia (2.305.747.382,4 km), una distanza superiore a quella che divide la Terra da Saturno.

La costruzione della stazione richiederà più di 40 viaggi nello spazio. Di questi 36 saranno svolti dallo Shuttle, 30 sono stati effettuati e 6 saranno svolti entro il 2010. Gli altri voli di assemblaggio saranno svolti dai russi con i vettori Proton o con i vettori Sojuz. Inoltre serviranno circa 30 viaggi del vettore Progress per rifornire periodicamente la stazione fornendole le risorse necessarie per il suo sostentamento fino al 2010. Gli equipaggiamenti per gli esperimenti, il combustibile e tutto il materiale di consumo verrà portato da molti vettori come lo Shuttle (fino al 2010), i vettori Progress, l'europeo ATV e il giapponese HTV (ancora in sperimentazione).

Una volta completata la ISS avrà approssimativamente un volume pressurizzato di 1000 metri cubi, una massa di 400000 chilogrammi, genererà 120 kW di potenza elettrica e avrà un equipaggio di sei persone. Sarà essenzialmente costituita da un insieme di moduli pressurizzati lungo circa 74 metri, collegati ad un'intelaiatura (lunga 110 metri e posta trasversalmente rispetto ai moduli) sulla quale sono fissati i pannelli solari che alimentano la stazione. Sono previsti 10 moduli principali: Zarya, Zvezda, Destiny, Unity (Node 1), Harmony (Node 2), Tranquility (Node 3), Columbus, Kibo, il Multipurpose Laboratory Module, e il Docking Cargo Module.

La stazione spaziale si trova in una orbita attorno alla Terra ad un'altitudine di circa 350 km, in quella che viene normalmente definita LEO (low Earth orbit, orbita terrestre bassa). L'altezza dell'orbita può variare di qualche chilometro a seconda della resistenza atmosferica. L'orbita ha un periodo di circa 92 min. Al 14 agosto 2007, la stazione spaziale aveva completato più di 50.000 orbite.

È servita principalmente dagli Space Shuttle, dalla Sojuz, dalla Progress, e dall'ATV, il cui primo aggancio è avvenuto il 3 aprile 2008. Al momento la stazione ha la capacità di ospitare un equipaggio di sei persone contemporaneamente. Fino all'Expedition 13, tutti i membri (permanenti) dell'equipaggio provenivano dal programma spaziale americano o russo. Con l'Expedition 13 è salito a bordo della stazione Thomas Reiter, astronauta ESA proveniente dalla Germania. L'ISS è stata visitata da molti altri astronauti, un certo numero dei quali di altri paesi (e da 2 turisti spaziali).

Attualmente la stazione è formata da sette moduli pressurizzati, i due moduli russi Zarya e Zvezda, i tre moduli USA Destiny, Unity Module e Harmony, il modulo europeo Columbus e la sezione giapponese Jem. Zarya è stato il primo modulo lanciato nel novembre 1998 da un razzo Proton, in seguito una missione Shuttle ha collegato il modulo Zarya al Node 1. I due moduli sono rimasti disabitati per più di sei mesi, fino al lancio del modulo Zvezda che una volta aggiunto agli altri ha permesso di realizzare un nucleo minimo per permettere la sopravvivenza di due astronauti nello spazio.

Dal 2000 al 2006 il principale modulo pressurizzato della stazione spaziale ad essere aggiunto fu il modulo Destiny, trasportato dal volo STS-98 nel 2001. Il laboratorio statunitense fu il primo modulo immesso in orbita sviluppato per svolgere attività di ricerca. Difatti Zarya fornisce corrente elettrica, magazzino, propulsione e sistemi di guida mentre il modulo Zvezda fornisce supporto vitale, sistemi di comunicazione, distribuzione della corrente elettrica, analisi dati, controllo di volo e sistemi di propulsione. Il Node 1 (Unity Module) ha una funzione di collegamento tra la sezione russa ed il resto della stazione ma include anche sistemi di controllo del supporto vitale, sistemi elettrici e di analisi.

Nell'attuale configurazione si trovano i moduli Quest Airlock e Pirs Airlock: si tratta di due moduli che permettono attività extraveicolari, oltre che funzioni di attracco nel caso russo. Le navette Sojuz e Progress si collegano alla stazione e ne ampliano lo spazio utile. Una Sojuz deve rimanere permanentemente collegata alla stazione come scialuppa di salvataggio e la navetta va sostituita ogni sei mesi. La navetta viene sostituita durante il rimpiazzo dell'equipaggio.

Inoltre sebbene non costantemente collegato all'ISS i Multi-Purpose Logistics Module (MPLM) diventano un componente della stazione spaziale durante molte missioni dello Shuttle. L'MPLM si collega al Node 1 e viene utilizzato per rifornire la stazione e come supporto logistico. Questi tre moduli sono stati prodotti dall'Agenzia Spaziale Italiana e ceduti alla NASA in cambio del trasporto di astronauti italiani che svolgeranno attività di ricerca nel laboratorio statunitense. Si specula che durante l'ultima missione dello Shuttle almeno un modulo MPLM (probabilmente il Leonardo) rimanga collegato in modo definitivo alla stazione.

Il modulo Harmony è stato prodotto dall'ASI sebbene la proprietà sia già stata trasferita alla NASA come parte di un accordo tra NASA e ESA Harmony contiene otto rack che forniscono energia, acqua e altri sistemi essenziali per il supporto vitale. Inoltre il modulo servirà da collegamento tra il Columbus e il modulo Kibo.

Nel febbraio 2008 è stato aggiunto il modulo Columbus dell'ESA, costruito a Torino dall'Alenia spazio, che ha prodotto per conto dell'ESA e dell'ASI anche MPLM, Node 2 e 3, Columbus, Cupola e ATV. Columbus è il secondo modulo dedicato alla ricerca scientifica della stazione spaziale e include il Fluid Science Laboratory (FSL), l'European Physiology Modules (EPM), il Biolab, l'European Drawer Rack (EDR) e diversi rack liberi. Il suo scopo è facilitare diversi tipi di esperimenti in orbita.

All'inizio di marzo del 2008 la missione STS-123 ha trasportato sulla stazione l'Experiment Logistics Module - Pressurized Section - ELM PS del Japanese Experiment Module. Si tratta del primo modulo del laboratorio giapponese.

Il 31 maggio 2008 è stato lanciato il Discovery con la missione STS-124 che ha trasportato sulla stazione il Japanese Logistic Module - Pressurized Module (JLM PM) e il Remote Manipulator System - JEM RMS, che costituiscono la seconda parte del laboratorio giapponese. Il laboratorio Kibo è stato completato nella missione STS-127, che è stata lanciata il 15 luglio 2009. Gli astronauti dell'Endeavour e della stazione hanno installato l'Experiment Logistics Module - Exposed Facility - ELM-EF. Il componente Exposed Section - ES è invece impiegato per trasferire gli esperimenti sull''Exposed Facility e viene quindi portato in orbita e riportato a Terra periodicamente. Il lancio del Node 3 è avvenuto l'8 febbraio 2010 con la missione STS-130, uno degli ultimi voli dello Shuttle. Come il precedente Node 2 anche il Node 3 è stato prodotto dall'Agenzia Spaziale Italiana per conto della NASA. Il modulo fungerà da magazzino, le sue funzioni inizialmente prevedevano anche il collegamento all'Habitation Module e al Crew Return Vehicle, ma questi progetti sono stati cancellati nel 2001.

L'alimentazione della stazione spaziale è fornita dal sole tramite pannelli solari che convertono la luce in corrente elettrica. Prima dell'assemblaggio del segmento 4A (missione STS-97 del 30 novembre 2000) l'unica alimentazione era fornita dai pannelli solari dei moduli russi Zarya e Zvezda. I segmenti russi della stazione utilizzavano una corrente continua a 28 volt (come lo Shuttle). Nel resto della stazione la tensione fornita dai pannelli solari fornisce tensioni comprese tra 130 e 180 volt. La tensione è stabilizzata e poi portata a 160 volt DC per essere immessa nella stazione e poi convertita a 124 volt per le esigenze degli utilizzatori. La potenza viene convertita e suddivisa tra i due segmenti della stazione, questo si è reso fondamentale dopo la cancellazione del modulo russo Science Power Platform. I segmenti russi dipendono dai pannelli solari montati sui moduli statunitensi per l'alimentazione.

Utilizzare linee ad alta tensione (da 130 a 160 volt) permette di utilizzare linee con diametro inferiore (a parità di potenza scorre meno corrente) e quindi di ridurre il peso del carico.

A marzo 2009 è stata installata l'ultima coppia di pannelli solari. Ogni coppia misura, da un'estremità all'altra, 240 piedi (73,152 m) e ha una superficie di 890 m2. Con le quattro coppie di la stazione produce 120 kW di elettricità.

L'ambiente della stazione e il supporto vitale sono gestiti dal Life Support System che provvede a controllare le condizioni atmosferiche, la pressione, il livello di ossigeno, l'acqua e la presenza di eventuali fiamme libere. Il sistema Elektron, genera ossigeno a bordo della stazione tramite l'elettrolisi dell'acqua. Il problema principale del supporto vitale è mantenere le condizioni atmosferiche, ma il sistema raccoglie, processa e immagazzina anche gli scoli della stazione. Per esempio il sistema ricicla i fluidi provenienti dai servizi igienici e condensa il vapore acqueo. I filtri a carbone attivo sono il metodo principale per rimuovere i sottoprodotti del metabolismo umano dall'aria. Il Node 3 fornirà i più avanzati sistemi di supporto vitale che siano mai stati portati nello spazio: oltre a riciclare acqua ed aria avrà un miglior generatore d'ossigeno; sarà anche in grado di verificare la presenza di sostanze tossiche nell'atmosfera, e conterrà una nuova toilette per l'equipaggio della stazione.

Uno degli obiettivi principali della ISS è fornire un posto per condurre quegli esperimenti che necessitano di condizioni particolari difficilmente riproducibili sulla Terra, come la microgravità per esempio. I principali campi di ricerca sono la biologia (con esperimenti biomedici e sulle biotecnologie), la fisica (compresa la meccanica dei fluidi e la meccanica quantistica), la scienza dei materiali, l'astronomia (inclusa la cosmologia) e la meteorologia. Dal 2007 avvengono piccoli esperimenti riguardanti gli effetti a lungo termine della microgravità sugli esseri umani.

La ISS è un progetto congiunto di cinque agenzie spaziali, la canadese (CSA), l'europea (ESA), l'italiana (ASI) pur partecipando anche come membro ESA essendo l'Italia un membro fondatore dell'agenzia, la giapponese (JAXA - già NASDA), l'agenzia russa (RKA) e quella statunitense (NASA).

Complimenti ad Emidio per l'interessante ed esauriente spiegazione, alla quale mi permetto di aggiungere, per chi fosse interessato, il link dell'Esa con gli orari, la posizione e la magnitudo (luminosità) dell'ISS da San benedetto del Tronto.
P.S.: Vi garantisco che vederla passare è veramente emozionante ... ecco il link
http://esa.heavens-above.com/esa/iss_step2.asp?Loc=San+Benedetto+del+Tronto&Lat=42.950&Lng=13.883&TZ=CET

Marco *Team Recce*