L’ora di Columbus

Che cosa è il laboratorio Columbus?

Columbus è il più importante dei molti contributi che l’Agenzia Spaziale Europea fornisce alla Stazione Spaziale Internazionale. Columbus è un laboratorio scientifico multidisciplinare, che ospiterà al proprio interno ben 10 sottolaboratori (rack) dedicati alla biologia, alla fisiologia, alla scienza dei materiali, alla fisica dei fluidi, alla scienza della vita, alla tecnologia e, ultimi ma certo non meno importanti, a esperimenti di didattica. I rack sono strutture indipendenti fra loro, che possono lavorare in modo del tutto autonomo l’una dall’altro.

Oltre agli esperimenti che si svolgeranno all’interno del laboratorio, Columbus è stato progettato per ospitare esperimenti sulle pareti esterne, in modo da approfittare dell’esposizione all’ambiente spaziale. I primi saranno EuTEF e SOLAR: EuTEF è progettato per eseguire vari esperimenti contemporaneamente, tra cui uno di esobiologia. SOLAR, invece, studierà il Sole.

Dopo l’installazione di Harmony, il Nodo-2 di costruzione italiana, anche Columbus ha visto una fortissima partecipazione delle industrie nazionali. In particolare Alenia Spazio (ora parte di Thales Alenia Space) ha fornito la struttura primaria del modulo, sulla base dell’esperienza fatta per lo sviluppo dei Moduli Logistici Presurizzati (MPLM) forniti dall’Agenzia Spaziale Italiana alla NASA. Inoltre Alenia Spazio è responsabile della costruzione per due rack: il Fluid Science Laboratory e l’European Drawer Rack. Alenia Spazio è responsabile della costruzione anche dell’apparato sperimentale di SOLARIS, mentre la Carlo Gavazzi Space lo è di EuTEF.

Con Columbus, la ISS acquista il primo laboratorio scientifico di nazionalità diversa da quella statunitense e russa, la cui operatività scientifica è prevista in circa dieci anni. Si entra quindi in una nuova fase di vita della Stazione Spaziale Internazionale?

La Stazione Spaziale è internazionale fin dalla nascita, naturalmente, ma con il lancio di Columbus si entra in una fase più matura ed equilibrata della gestione della stazione stessa. Intanto perché Columbus potrà essere largamente utilizzato per l’esecuzione di esperimenti europei. una struttura permanente in orbita permette all’ESA di sviluppare un programma scientifico ampio e di grande respiro nei vari campi che abbiamo menzionato.

Inoltre la presenza di Columbus apre la strada a frequenti partecipazioni di astronauti europei a voli di lunga durata, in qualità di membri dell’equipaggio permanente, un’opportunità che finora era toccata solo a russi e a statunitensi, se si esclude l’eccezione dell’europeo Thomas Reiter, lo scorso anno.

Infine, è bene sottolineare che, una volta in orbita, le attività e le prestazioni di Columbus saranno seguite dal Centro di Controllo Columbus dell’ESA che sorge a Oberpfaffenhofen, nei pressi di Monaco di Baviera, presso la DLR, l’agenzia aerospaziale tedesca. E anche in questo modo l’ESA entra nel ristretto club delle Agenzie Spaziali in grado di gestire in diretta da terra le attività umane in orbita. È un passo importante per il futuro.

Cerchiamo di vedere più da vicino il laboratorio Columbus. Come è organizzato?

Columbus parte con 4 sottolaboratori attrezzati al proprio interno: il Fluid Science Laboratory, l’European Physiology Module, il Biolab e l’European Drawer Rack. Ciascuno di questi può alloggiare una serie di esperimenti predisposti in specifici “cassetti”, che saranno lanciati di volta in volta attraverso gli MPLM alloggiati all’interno della stiva dello Shuttle, oppure attraverso il cargo europeo ATV, il cui esordio sulla scena spaziale è previsto nei prossimi mesi.

Il Biolab e l’European Physiology Module approfondiranno studi sulla biologia e la fisiologia umana e non, in modo da approfondire la conoscenza dei processi biologici che hanno luogo in condizioni di microgravità. Gli altri due laboratori, per certi versi, indagano settori meno noti. Per esempio il Fluid Science Laboratory è dedicato alla comprensione della dinamica dei fluidi, che indaga il comportamento di sostanze molto diverse fra loro.

Per esempio di liquidi come l’acqua, ma anche di gas come la nostra atmosfera o di materiale solido, come la lava o il mantello terrestre. Studiare le caratteristiche di questi fenomeni in assenza di gravità serve a indagare quegli effetti che hanno luogo nei fluidi ma che sulla Terra sono dominati dalla gravità. Per esempio la diffusione del calore e il trasferimento di massa nei processi di cristallizzazione, la simulazione dei flussi geofisici, la stabilità delle emulsioni. Approfondire la comprensione dei fluidi in generale può portare a comprendere particolari che possono avere applicazioni molto pratiche sul nostro pianeta, dalla meteorologia alla previsione dei comportamenti dei flussi lavici.

Il quarto laboratorio, l’European Drawer Rack, è un laboratorio multidisciplinare per la scienza dei materiali, che inizialmente sarà attrezzato per esperimenti sulla cristallizzazione delle proteine. Da studi di questo genere ci aspettano soprattutto ricadute di tipo industriale.

Quando sarà pienamente operativo il laboratorio europeo?

Per ora la sfida è installarlo alla ISS e renderlo funzionante! Poi nelle prossime settimane il laboratorio sarà attivato in tutte le sue strutture. Per iniziare, Columbus è accompagnato in orbita da due astronauti dell’ESA, il tedesco Hans Schlegel e il francese Léopold Eyharts. Schlegel, che resterà a bordo della ISS per gli 11giorni di missione dello Shuttle Atlantis, sarà protagonista dell’installazione del nuovo modulo.

L’astronauta tedesco dell’ESA, infatti, prenderà parte a due uscite nello spazio (EVA, Extra-Vehicular Activity), e nel corso della prima uscita, il quarto giorno di volo, sarà impegnato, insieme con lo statunitense Rex Walheim, a connettere il laboratorio Columbus alla porta di tribordo (sulla parte destra) di Harmony, il Nodo-2 che è stato portato in dotazione alla ISS nel corso della missione ESPERIA a cui ha preso parte l’astronauta italiano dell’ESA Paolo Nespoli.

Dopo la connessione meccanica con il Nodo-2 e il relativo cablaggio per la tensione, la circolazione di dati, gas, acqua ecc., Schlegel e Eyharts inizieranno la delicata fase di per la messa in funzione del laboratorio. Eyharts, in particolare, sarà il protagonista principale della seconda fase della missione, quando cioè lo shuttle Atlantis si sarà sganciato dalla ISS. Eyharts resterà sulla ISS per i prossimi mesi, proprio per seguire il laboratorio nelle prime fasi della sua vita operativa. Al momento il suo rientro è previsto per fine febbraio, con il volo shuttle STS-123. Nel corso della terza passeggiata spaziale, prevista per l’ottavo giorno di volo, saranno installati i primi due esperimenti scientifici all’esterno del Columbus: EuTEF e SOLAR.

Le interviste

Dal maggio 2000, con cadenza settimanale, RAI NEWS 24 - canale televisivo digitale della RAI dedicato all'aggiornamento in tempo reale - riserva all'ESA uno spazio di approfondimento di 5 minuti: un'intervista su una notizia di attualità legata alle attività nello spazio.

I servizi vengono ritrasmessi ulteriormente su RAI International e RAI 3. Si va dagli approfondimenti sulla Stazione Spaziale Internazionale, alle scoperte scientifiche dei satelliti dedicati all'astronomia, alle applicazioni concrete legate alle osservazioni della Terra dallo spazio.

I giornalisti della Rai, Lorenzo di Las Plassas, Stefano Masi, Marco Dedola si alternano nel discutere con il giornalista scientifico che collabora con l'ESA, Stefano Sandrelli, per dare un'idea dell'argomento e per approfondirne un aspetto, in modo che, leggendo di seguito le interviste relative a uno stesso settore se ne abbia uno spaccato sempre più ampio, venendo a conoscenza di cose sempre nuove.

Per ulteriori informazioni, rivolgersi a: Franca.Morgia@esa.int.