Si avvicina la missione “annuale” sulla ISS

Scott Kelly e Mikhail Kornienko Credits: NASA
Scott Kelly e Mikhail Kornienko Credits: NASA
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Il prossimo equipaggio che salirà a bordo della ISS (International Space Station) sarà diverso da tutti quelli che lo hanno preceduto negli oltre 14 anni di abitazione dell’avamposto spaziale in orbita attorno al nostro pianeta. Il 27 marzo prossimo è previsto il lancio, dal cosmodromo di Baikonur in Kazakistan, della navicella Soyuz TMA-16M con a bordo tre astronauti, i russi Gennady Padalka e Mikhail Kornienko e l’americano Scott Kelly.

Normalmente nelle missioni di lunga durata sulla ISS gli astronauti rimangono in orbita per quasi sei mesi, ma questa volta due dei tre membri dell’equipaggio che saliranno a bordo a fine marzo vi rimarranno per un tempo doppio, ossia per quasi un anno! Il loro rientro a terra è infatti previsto per il 3 marzo 2016, cioè 342 giorni dopo il decollo. Gli astronauti che effettueranno questa missione di lunghissima durata saranno Kornienko e Kelly, mentre Padalka rimarrà sulla Stazione per una più tradizionale durata di 168 giorni.

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L’equipaggio che il prossimo 27 marzo partirà per la ISS a bordo della Soyuz TMA-16M. Da sinistra a destra Kelly, Padalka, Kornienko. Credit: NASA

La decisione di mantenere delle persone nello spazio per così tanto tempo nasce dall’esigenza di raccogliere una grande quantità di informazioni sul comportamento del nostro corpo sottoposto a condizioni di assenza di peso e microgravità per dei periodi molto prolungati. Questo si rende necessario in vista di missioni rivolte all’esplorazione umana di corpi posti ben oltre l’orbita lunare e per le quali gli astronauti dovranno rimanere lontani dalla Terra per un anno o anche più. Sebbene al momento non esista nessuna missione di questo tipo già pianificata, con l’entrata in servizio del nuovo e potentissimo razzo SLS (Space Launch System) della NASA, il cui primo lancio di prova è previsto nel 2018, ci si potrà nuovamente spingere oltre l’orbita terrestre e proseguire l’esplorazione umana del Sistema Solare interrotta nel 1972 dopo l’ultima missione del programma Apollo e la successiva dismissione del razzo Saturn V. Da allora l’umanità non ha più avuto a disposizione un vettore che fosse in grado di portare dei veicoli con equipaggio oltre l’orbita terrestre e tutte le attività spaziali sono state conseguentemente limitate alla cosiddetta orbita bassa o LEO (Low Earth Orbit), dove si trova la stessa Stazione Spaziale Internazionale.

Entro una decina d’anni il razzo SLS accoppiato alla navicella Orion, il nuovo veicolo per equipaggi in corso di sviluppo e che ha visto il primo test orbitale proprio poche settimane fa, permetterà l’effettuazione di missioni nel cosiddetto spazio profondo o BEO (Beyond Earth Orbit) verso obiettivi ancora da stabilire ma che potranno comprendere pianeti, asteroidi, comete e naturalmente anche la vicina Luna a seconda della strategia di esplorazione che si vorrà adottare. A prescindere dal tipo di missione che si sceglierà di intraprendere, il comune denominatore sarà rappresentato dal lunghissimo tempo che gli equipaggi dovranno passare nello spazio prima di poter tornare alla gravità terrestre.

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Rappresentazione pittorica del razzo SLS in volo. La sua potenza supererà quella del Saturn V e permetterà di effettuare missioni anche oltre l’orbita lunare. Credit: NASA

Negli oltre 50 anni di presenza dell’uomo nello spazio (all’inizio con missioni molto brevi e sporadiche e poi via via sempre più lunghe e regolari) si è compreso come il nostro corpo subisca degli effetti negativi se svincolato dalla gravità superficiale terrestre. In particolare gli effetti più importanti riguardano una diminuzione delle masse ossee e muscolari nonché dell’efficienza cardiaca, l’indebolimento del sistema immunitario, ed anche alcuni problemi all’apparato visivo dei quali ci si è accorti in anni recenti. Un altro problema per chi si avventura al di fuori dell’atmosfera o addirittura del campo magnetico terrestre riguarda la maggiore dose di radiazioni solari e cosmiche che vengono assorbite dal corpo.

Per contrastare o minimizzare tutti questi effetti indesiderati si stanno sviluppando tecniche e rimedi sempre più efficaci che permettono il mantenimento di un accettabile “stato di salute” degli astronauti anche in missioni di lunga durata, come quelle effettuate sulla ISS. Questi “antidoti” però potrebbero non essere altrettanto efficaci nel caso in cui un equipaggio dovesse rimanere nello spazio per molto più tempo rispetto ai sei mesi tipici delle missioni attuali. Durante queste missioni sono gli stessi astronauti a fare da cavie, tramite esperimenti e test da effettuare a bordo che vanno ad aggiungersi a tutta una serie di misurazioni ed analisi effettuate prima e dopo il loro volo. In questo modo si riescono a comprendere sempre meglio i disturbi che li affliggono ma anche l’efficacia delle relative contromisure.

Dal momento che all’orizzonte ci sono missioni la cui durata supererà di molto tutte quelle finora effettuate si rende necessario estendere fin da subito la nostra conoscenza sulla fisiologia umana nello spazio aumentando il tempo di permanenza sulla ISS, che rappresenta attualmente l’unico laboratorio spaziale in cui si possono effettuare ricerche di questo tipo. Ed ecco quindi che è stata messa a punto la cosiddetta missione annuale (in realtà la durata complessiva sarà di poco superiore agli 11 mesi) sulla ISS, dove Kornienko e Kelly passeranno più tempo di chiunque altro in precedenza prima di poter tornate a terra. Grazie alla loro permanenza sulla Stazione verranno raccolti dei dati importantissimi per poter pianificare in futuro missioni spaziali ancora più lunghe.

Se la permanenza di Kornienko e Kelly rappresenterà un record relativamente alla ISS, in passato ci sono state però missioni ancora più lunghe che hanno visto un totale di quattro astronauti passare più di un anno consecutivamente nello spazio. Tutte queste missioni furono effettuate grazie alla stazione spaziale russa Mir, che operò in orbita terrestre dal 1986 al 2001. Anche allora furono raccolte informazioni sulla fisiologia degli astronauti ma gli strumenti di ricerca e indagine disponibili attualmente consentono di avere una mole ed una qualità di dati molto maggiore. E per la missione che inizierà il prossimo marzo ci sarà anche un’opportunità più unica che rara di studiare il comportamento di un uomo nello spazio avendo un perfetto metro di paragone sulla Terra. Scott Kelly ha infatti un fratello gemello nato 6 minuti prima di lui (Mark, anche lui astronauta) con il quale condivide lo stesso patrimonio genetico. Confrontando i due soggetti prima, durante e dopo il volo si potranno ricavare ulteriori e preziosissime informazioni sulle modificazioni che subirà Scott a fronte della sua lunga permanenza nello spazio.

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La stazione spaziale russa Mir che a partire dalla seconda metà degli anni ’80 del secolo scorso ha permesso l’effettuazione delle prime missioni di lunghissima durata. Credit: NASA

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La gigantesca Stazione Spaziale Internazionale (ISS) che dal 2015 verrà utilizzata come laboratorio per testare il comportamento del corpo umano in missioni di lunghissima durata, primo passo verso nuove missioni di esplorazione umana del Sistema Solare. Credit: NASA

Gli esperimenti a cui si sottoporranno Kornienko e Scott Kelly saranno più di trenta, dei quali un terzo coinvolgeranno anche il fratello Mark che farà da “cavia” di riferimento a terra. Fra questi ci saranno studi sull’efficienza cardiovascolare, misurazioni dei livelli di ossigenazione del sangue e di volumetria del sangue stesso, monitoraggio della densità ossea, dell’invecchiamento cellulare e della distribuzione dei fluidi nel corpo. Verranno anche realizzate ecografie dell’occhio e del nervo ottico per cercare di capire da cosa derivino i problemi di visione che affliggono alcuni astronauti. Si effettueranno addirittura delle comparazioni ad intervalli regolari del microbioma dei due gemelli tramite analisi delle relative urine e feci. Non verrà escluso neppure l’aspetto mentale. I due astronauti sulla ISS verranno seguiti da psicologi che terranno sotto controllo le funzioni cognitive, l’umore e il livello di stress anche tramite interviste private effettuate ad intervalli regolari.

Scott Kelly dovrà dare un arrivederci lungo un anno alle sue due figlie Charlotte e Samantha, rispettivamente di 11 e 20 anni, e alla sua compagna Amiko Kauderer con la quale si è unito 5 anni fa a seguito del divorzio dalla prima moglie. Da parte sua Kornienko lascerà sul pianeta ad aspettarlo la moglie Irina e una figlia trentaduenne che lo ha da poco reso nonno.

Il “sacrificio” dei due astronauti e delle rispettive famiglie, che dovranno separarsi per così tanto tempo, servirà a rendere possibili nel prossimo futuro missioni spaziali ambiziosissime. Il fine ultimo è naturalmente quello di poter un giorno disporre di equipaggiamenti e procedure che consentano agli astronauti di rimanere anche per molti anni nello spazio, e di conseguenza poter esplorare corpi molto distanti dalla Terra, senza per questo incorrere in gravi problemi di salute.

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I gemelli Scott (a sinistra) e Mark Kelly in una foto del 2008. Sono entrambi stati selezionati dalla NASA nel maggio 1996. Mark ha al suo attivo quattro voli spaziali, tutti a bordo dello Space Shuttle e dedicati all’assemblaggio della ISS. Credit: NASA

Durante la loro permanenza sulla Stazione, Kornienko e Kelly effettueranno anche alcune uscite extraveicolari o EVA (Extra Vehicular Activity) sebbene non assieme. Kornienko ne effettuerà una sola e dedicata ad attività relative al settore russo della ISS, perciò verrà accompagnato da un connazionale. Kelly da parte sua sarà coinvolto in almeno tre EVA, tutte rivolte alla riconfigurazione della Stazione Spaziale per consentire l’attracco delle nuove navicelle americane per equipaggi che raggiungeranno la ISS a partire dal 2017 o 2018. Si tratta della CST-100 di Boeing e della Dragon V2 di SpaceX che sono attualmente in fase di sviluppo e che fra tre anni o poco più inizieranno a portare gli astronauti americani sulla Stazione affrancandoli dalle Soyuz che dopo l’abbandono delle navette spaziali (Space Shuttle) sono diventate l’unico mezzo per poter raggiungere la ISS. Ma per poter ricevere questi veicoli, la Stazione dovrà subire delle modifiche che necessiteranno di almeno sei “passeggiate spaziali” (come vengono anche chiamate le EVA) da effettuarsi nel 2015. Le prime tre saranno effettuate fra gennaio e febbraio da Barry Wilmore e Terry Virts, due dei sei astronauti che si trovano attualmente a bordo, che inizieranno l’installazione dei cavi necessari alla connessione di due adattatori che verranno montati davanti ad altrettanti portelli di attracco per i nuovi veicoli e al cablaggio di nuovi sistemi per la comunicazione con i veicoli stessi. L’opera di riconfigurazione esterna proseguirà durante il 2015 con altre EVA e perfino con lo spostamento in luglio del modulo PMM (Permanent Multipurpose Module) dall’attuale posizione sotto il Nodo 1 ad una nuova “location” sulla destra del Nodo 3. In aggiunta a tutte queste attività esterne sarà necessario riconfigurare molti equipaggiamenti che si trovano all’interno della ISS e Scott Kelly sarà coinvolto anche in queste mansioni come pure nell’utilizzo del braccio robotizzato ove richiesto.

Oltre agli americani Wilmore e Virts, l’equipaggio attuale della Stazione vede presenti i russi Alexander Samokutyaev, Yelena Serova (la prima donna russa ad essere mai salita sulla ISS), Anton Shkaplerov e la nostra connazionale Samantha Cristoforetti in rappresentanza dell’ESA (l’agenzia spaziale europea) che come noto è anche la prima donna italiana nello spazio. Wilmore, Samokutyaev e Serova torneranno a terra il prossimo 11 marzo e verranno sostituiti 16 giorni dopo proprio dal trio composto da Padalka, Kornienko e Kelly. Il 10 maggio sarà la volta di Shkaplerov, Virts e Cristoforetti lasciare la Stazione Spaziale per fare posto al trio successivo costituito dal russo Oleg Kononenko, dall’americano Kjell Lindgren e dal giapponese Kimiya Yui che saliranno a bordo il 26 maggio. A quel punto la normale rotazione imporrebbe che siano Padalka, Kornienko e Kelly i prossimi a rientrare sulla Terra (il giorno 11 settembre) ma sarà proprio in quel momento che le loro strade si separeranno. Il 1 settembre saranno nel frattempo saliti a bordo il russo Sergei Volkov, il danese Andreas Mogensen (dell’ESA) e la soprano britannica Sarah Brightman, quest’ultima in qualità di passeggero pagante. Normalmente gli astronauti raggiungono la ISS e rientrano a terra a bordo della stessa Soyuz, la cui autonomia operativa è di circa sei o sette mesi al massimo. Ed è proprio per questo che il periodo di permanenza sulla Stazione dei vari equipaggi è sempre gravitato attorno al mezzo anno. La Soyus TMA-16M essendo stata lanciata in marzo dovrà quindi rientrare a terra verso settembre. A bordo non ci saranno più Kornienko e Kelly che proseguiranno la loro permanenza sulla ISS, ma Padalka, Mogensen e Brightman con gli ultimi due che saranno così rimasti sulla stazione per soli 10 giorni. La loro Soyuz TMA-18M verrà utilizzata al ritorno sei mesi dopo (il 3 marzo 2016) da Volkov che avrà quindi effettuato una missione “standard” di sei mesi, e dalla coppia Kornienko-Kelly che terminerà la lunghissima permanenza sulla ISS. Prima di rientrare sul pianeta però accoglieranno un ulteriore trio di astronauti dopo che il 5 novembre Kononenko, Lindgren e Yui saranno tornati a terra lasciando il posto al russo Yuri Malenchenko, all’americano Timothy Kopra e al britannico Timothy Peake dell’agenzia spaziale europea, che saliranno a bordo il 20 novembre.

Sia Mikhail Kornienko (classe 1960) che Scott Kelly (nato invece nel 1964) hanno già effettuato una missione di lunga durata sulla ISS, il primo con una permanenza di 174 giorni fra aprile e settembre 2010 e il secondo di 157 giorni fra ottobre 2010 e marzo 2011. Per Kelly si tratterà però della terza visita alla Stazione in quanto ci era già salito una prima volta nell’agosto 2007 in qualità di comandante della missione STS-118 della navetta spaziale Endeavour che rimase attraccata alla ISS per 9 giorni. Se per Kornienko quello del 27 marzo sarà il secondo lancio della carriera, per Kelly sarà invece il quarto. La sua missione di debutto è stata infatti la STS-103 della navetta Discovery, che nel dicembre 1999 rimase 8 giorni nello spazio dedicati alla manutenzione del telescopio spaziale Hubble (HST). Al termine della loro missione congiunta quindi i due astronauti avranno accumulato oltre 500 giorni di permanenza complessiva nello spazio entrando in un ristretto club che attualmente vede farne parte solo 14 persone, cioè meno del 3% fra tutti quelli che hanno effettuato missioni spaziali dal 1961 ad oggi.

Durante questa missione annuale verranno anche stabiliti alcuni primati, sia personali che complessivi, che interesseranno anche altri astronauti oltre Kornienko e Kelly. Iniziando però da questi ultimi, la loro missione sarà come già detto la più lunga mai effettuata sulla ISS superando la coppia formata dall’americano Michael Lopez-Alegria e dal russo Mikhail Tyurin che dal settembre 2006 all’aprile 2007 rimasero per 213 giorni a bordo della Stazione Spaziale. Scott Kelly non solo effettuerà la singola missione più lunga che un americano abbia mai svolto ma diventerà anche il nuovo primatista americano in fatto di permanenza complessiva nello spazio, eclissando i 382 giorni che l’astronauta Michael Fincke ha stabilito nel giugno 2011 al termine della sua terza e per ora ultima missione spaziale. Ma un altro primato storico è destinato a cadere. Gennady Padalka, che salirà a bordo assieme a Kornienko e Kelly per quella che sarà la sua quinta missione nello spazio, a fine giugno supererà il connazionale Sergej Krikalev che dall’ottobre 2005 detiene con 803 giorni complessivi passati nello spazio il primato assoluto fra tutte le 538 persone che a tutt’oggi hanno effettuato voli orbitali. Al rientro sulla Terra Padalka avrà superato quota 870 giorni nello spazio, fissando il nuovo riferimento in questa classifica.

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Il logo del volo Soyuz TMA-16M di Padalka, Kornienko e Kelly. Gli astronauti sono rappresentati come maratoneti per evidenziare il fatto che stabiliranno tutti e tre dei nuovi record di permanenza nello spazio. Credit: NASA

Fra gli astronauti che seguiranno, Andreas Mogensen diventerà il primo danese nello spazio consentendo al suo paese di aggiungersi alla lista delle nazioni (una quarantina) che hanno avuto almeno un loro rappresentante in orbita. Ci sarà gloria anche per la sua compagna di missione Sarah Brightman che con i sui 10 giorni di permanenza nello spazio supererà gli 8 giorni dell’unico altro rappresentante del Regno Unito ad essere andato in orbita prima di lei, Helen Sharman. Il primo britannico nello spazio fu quindi una donna, che nel maggio 1991 effettuò una missione di breve durata sulla Mir. Il record della Brightman però durerà poco in quanto sarà battuto, e di molto, da Timothy Peake che effettuerà una missione di lunga durata. A chiudere la lunga serie di record che vedranno come testimoni Kornienko e Kelly ci sarà Yuri Malenchenko che effettuando la sua sesta missione spaziale eguaglierà Krikalev che non sarà più l’unico russo ad avere effettuato un così alto numero di lanci.

Fonte: Spaceflight Now

Nell’immagine di copertina: i due astronauti che dal marzo 2015 al marzo 2016 rimarranno a bordo della ISS completando la più lunga missione mai effettuata sulla Stazione Spaziale Internazionale. Credit: NASA

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Paolo Baldo

Sono nato a Trento, dove vivo e lavoro. Fra i miei molti interessi l'astronautica occupa un posto privilegiato. La mia passione mi ha portato ad incontrare molti astronauti (di tutti i programmi spaziali occidentali, dal Mercury all'ISS) in svariati eventi pubblici.

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