Il punto della situazione sul modulo BEAM

Il modulo BEAM installato sulla ISS - (C) NASA/Bigelow Aerospace via Twitter

“Bigelow Space Hotel”? Questa potrebbe essere, in un futuro non troppo lontano, la prima concreta realizzazione di Bigelow Aerospace nel campo dell’imprenditoria spaziale, se i test che si stanno conducendo sul modulo espandibile BEAM sulla ISS confermeranno il successo dimostrato fino ad ora.

Un tweet lanciato a metà gennaio dalla startup di Las Vegas (Nevada) recitava che i risultati positivi mostrati dall’esperimento BEAM, ben al di la delle attese, stavano facendo riconsiderare alla NASA, tempi e scopi della mssione.

BEAM sta fornendo dati importanti ed inattesi su come materiali e strutture espandibili si comportano nello spazio. Stiamo confrontandoci con Bigelow Aerospace per valutare i prossimi test da effettuare sul modulo, eventualmente prolungando la sua permanenza oltre i due anni previsti.

ha commentato Cheryl Warner, portavoce dell’ente spaziale americano.

BEAM è stato portato in orbita l’8 aprile 2016 nel vano carico della capsula Dragon CRS-8 (Commercial Resupply Service) di SpaceX ed è stato agganciato due giorni dopo alla porta posteriore del modulo Tranquility grazie al braccio robotico Canadarm2, pilotato dall’astronauta britannico dell’ESA Tim Peake.

Il 28 maggio, al termine di un delicato processo di espansione e pressurizzazione, il modulo BEAM è stato completamente gonfiato e l’astronauta NASA Jeff Williams, ingegnere di volo della expedition 47, e l’omologo russo Oleg Skripochka hanno potuto entrare al suo interno per la prima volta.

Dopo un campionamento dell’aria e la configurazione dei dispositivi che avrebbero monitorato lo stato della “dependance” della ISS, il portello che lo separa dal resto della ISS è stato richiuso, per essere poi riaperto lo scorso 26 gennaio quando l’astronauta NASA Peggy Whitson ha installato all’interno dei rilevatori di vibrazioni che stanno raccogliendo dati utili per comprendere come il modulo reagisca agli urti con micrometeoriti.

Le procedure prevedono che i dati siano inviati direttamente a terra, ma controlli periodici sono effettuati dagli equipaggi della ISS per verificare che l’integrazione del modulo BEAM coon la ISS non crei comportamenti anomali e che il suo adattamento alle estreme condizioni dell’ambiente spaziale proceda regolarmente.

La nascita dei moduli espandibili

La NASA iniziò ad esplorare questa tecnologia alla fine degli anni ’60 fino alla creazione del prototipo TransHab, il cui sviluppo, che coinvolgeva anche l’Alenia Spazio. Il progetto fu’ però definitivamente cancellato dal Congresso americano nel 2000.

La Bigelow Aerospace acquisì i brevetti di questa tecnolgia, e nel biennio 2006-2007 lanciò in orbita due dimostratori tecnologici: Genesis I e II. Nel 2011 si concluse l’iter progettuale che portò alla nascita di BEAM, per l quale l’anno successivo Bigelow Aerospace riuscì a conquistare dalla NASA un contratto di 17,8 milioni di dollari per la costruzione di un modo sperimentale da agganciare alla ISS nel quadro del programma AES (Advanced Exploration Systems).

Caratteristiche ed obiettivi di BEAM

La struttura abitativa espandibile di BEAM ha massa e volume sensibilmente inferiori a quello dei moduli in metallo che compongono la Stazione Spaziale Internazionale. Con uno scheletro d’alluminio e due paratie metalliche alle estremità, in fase di decollo occupa uno spazio di 2,16 m di diametro per 2,36 m di lunghezza. Con un peso contenuto in 1.413 kg, BEAM può garantire la pressurizzazione necessaria per la presenza umana.

La posizione di BEAM nel complesso della ISS – (C) NASA

Al massimo della sua espansione il modulo misura 4,01 m di lunghezza interna e 3,23 m di diametro per 16 m3 abitabili, pari al volume di una tenda da campeggio per famiglia. Il modulo europeo Columbus, al confronto, ha un volume interno di 75 m3, di cui 25 occupati da rack e strumentazione.

Alla schermatura dalle radiazioni cosmiche provvede un tessuto formato da più strati di kevlar separati da una speciale schiuma vinilica. Si tratta della soluzione denominata “whipple shield”, già in uso sulla Terra per la protezione con le radiazioni nei laboratori d’analisi per il personale sanitario.

Il “whipple shield” della sonda Stardust – (C) NASA

Entro il 2018 NASA e Bigelow vogliono mettere a punto alcuni punti chiave di questa tecnologia:

  • provare l’economicità dei moduli gonfiabili rispetto a quelli metallici grazie alla riduzione di peso ed ingombri;
  • sviluppare nuove metodologie per la costruzione e l’impacchettamento del guscio flessibile nelle ogive dei lanciatori;
  • misurare le radiazioni cosmiche, migliorando il livello di protezione;
  • validare le scelte progettuali e tecnologiche relativamente alle sollecitazioni termiche, meccaniche di affaticamento dei materiali che costituiscono il guscio protettivo;
  • dimostrare la sicurezza delle procedure di dispiegamento ed espansione del modulo.

Il futuro dei moduli gonfiabili

Nelle intenzioni dell’ente spaziale americano le strutture come BEAM rappresentano il futuro delle unità modulari con le quali costruire future stazioni spaziali e le strutture abitative degli insediamenti umani sulla Luna e su Marte. Per quanto riguarda BEAM il piano attuale è quello di staccarlo dalla ISS nel corso del 2018 e di farlo precipitare in maniera controllata nell’atmosfera terrestre liberando la porta per altri impieghi.

Le “lesson learnt” che Bigelow Aerospace sta acquisendo in questi mesi stanno per essere reimpiegate nel progetto di un nuovo modulo gonfiabile, analogo a BEAM ma più capiente. Le possibilità d’impiego per questa classe di moduli sono molto ampie e diversificate: dalla composizione di stazioni orbitanti di ricerca private o iniziative imprenditoriali come esclusive stanze di hotel nello spazio.

Uno dei design selezionati da NASA per una possibile base marziana – (C) NASA/Team LavaHive

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