Il Columbus comincia il suo viaggio

Columbus è il laboratorio multifunzione dell’ESA per la ricerca spaziale che dal 2004 sarà permanentemente attaccato al Nodo 2 della Stazione Spaziale Internazionale e verrà utilizzato per sperimentazioni nel campo delle scienze dei materiali, della fisica dei fluidi e delle bioscienze. La sua vita operativa è prevista per 10 anni.

Il Columbus è un importante contributo al completamento della parte europea della Stazione Spaziale Internazionale. Consiste, essenzialmente, in un modulo cilindrico in alluminio di circa 4,5 metri di diametro per una lunghezza di poco superiore a 6,5 metri, che, completamente equipaggiato, ospita 16 doppi racks (gli speciali contenitori standard della Stazione Spaziale) o i loro volumi equivalenti.

In dieci di questi racks sarà alloggiato il carico utile per le sperimentazioni, mentre gli altri sono dedicati allo stivaggio e ai sottosistemi, i carichi utili di Columbus. Columbus è un laboratorio di ricerca in microgravità per esperimenti in diversi ambiti disciplinari e ognuno di questi necessita di speciali attrezzature e strumenti.

L’ESA sta sviluppando cinque dei racks “armadi” specializzati per la Stazione Spaziale, quattro dei quali installati su Columbus, che saranno largamente automatizzati e quasi completamente controllabili dai centri di supporto a terra. Per l’Italia, il centro (ALTEC, consorzio tra Alenia Spazio e Telespazio) si trova a Torino.

Quali sono e che funzione specifica hanno questi contenitori? Il Biolab è dedicato alle scienze biologiche e progettato per supportare esperimenti su microorganismi, cellule, colture di tessuti biologici, piccoli vegetali e invertebrati, per sperimentare l'assenza di peso sugli organismi viventi. Il Fluid Science Laboratory (laboratorio di scienze dei fluidi), realizzato da Alenia Spazio, permette di studiare la fisica dei fluidi in ambiente di microgravità, specie i fenomeni influenzati dalla gravità terrestre, quali la termoconvezione, la sedimentazione, la stratificazione, la crescita di cristalli. L’European Physiology Modules Facility (laboratorio europeo di fisiologia) è utilizzato per lo studio della fisiologia umana e per l’analisi di alcuni processi patologici o degenerativi, tra cui i processi d'invecchiamento, osteoporosi, perdita del tono muscolare e, in particolare, gli effetti sul nostro corpo causati dalle lunghe permanenze nello Spazio. L’European Drawer Rack ospita esperimenti multidisciplinari di dimensioni minori.

Il quinto rack, quello non installato nel Columbus, il Materials Science Laboratory (laboratorio di scienza dei materiali) sarà integrato in un rack NASA ed opererà nel laboratorio americano Destiny, già in orbita dall’aprile 2001, supportando esperimenti sulla liquefazione e la solidificazione di metalli conduttivi, leghe o semiconduttori in alto vuoto o in atmosfere di gas ultrapuri e sulla produzione di materiali dalle caratteristiche eccezionali.

All’esterno, Columbus può ospitare quattro punti di attracco per esporre all’ambiente spaziale carichi utili scientifici e di osservazione: dal modulo si potrà così studiare la capacità di resistenza e il comportamento di colonie di batteri alle condizioni estreme dello spazio, i fenomeni di attività vulcanica e l’inquinamento delle acque sulla Terra.

La preintegrazione della parte termomeccanica del sistema Columbus (PICA, Pre Integral Columbus APM) è gestita, per conto dell’ESA, da Alenia Spazio. PICA comprende la struttura primaria e secondaria di Columbus, il sistema di protezione micrometeoritica, il controllo termico attivo e passivo, il controllo ambientale, i cablaggi e tutti i relativi equipaggiamenti di supporto a terra.

Inoltre, PICA racchiude alcune delle principali funzioni vitali del sistema: garantisce la risorsa del volume pressurizzato, l'accomodamento degli equipaggiamenti dei sottosistemi e dei carichi utili, il controllo della temperatura e dell'atmosfera, il sistema di rilevazione e spegnimento del fuoco.