STAZIONI SPAZIALI: LO SPAZIO A MISURA - Federmanager Milano
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STAZIONI SPAZIALI: LO SPAZIO A MISURA D’UOMO
STAZIONI SPAZIALI: INTRODUZIONE Solitamente, la maggior parte delle fonti forniscono la seguente definizione di stazione spaziale: «Una stazione spaziale è una costruzione creata dall'uomo destinata a far vivere esseri umani nello spazio. Una stazione spaziale si distingue dalle altre navicelle per il trasporto umano, per la mancanza di propulsione» Fg = Fc V= Quindi, per la sua stessa sopravvivenza, una stazionale spaziale E’ dotata di sistemi di propulsione!!
LA STAZIONE AMERICANA: LO SKYLAB Stazione Spaziale Skylab Data di Lancio 14/05/1972 Ultima Missione 20/09/1973 N° Missioni 3 Lunghezza 13,7 m Massa 90 t Lanciatore Saturn V
LA GENESI DELLO SKYLAB Tenendo uno sguardo sempre attento sul bilancio, lo Skylab non è stato costruito come stazione spaziale «ex novo», bensì riadattando il terzo stadio del razzo vettore Saturn V originariamente destinato alla missione lunare Apollo 18 ormai cancellata APOLLO SKYLAB BOZZA ORIGINALE
MANUTENZIONE SPAZIALE Lo Skylab ha subito seri danni durante la fase di decollo, che ne hanno pregiudicato il funzionamento e hanno rischiato di rende inutilizzabile la stazione. Per la prima volta nella storia un equipaggio (quello della missione Skylab 2) ha provveduto alle riparazioni mediante una serie di attività extraveicolari
LA VITA NELLO SKYLAB Rispetto alle anguste e spartane capsule utilizzate nelle missioni Gemini e Apollo, lo Skylab offriva ai suoi occupanti una serie di comodità e di lussi: sala da pranzo in cui consumare cibi in scatola, bagni muniti di docce per l’igiene personale e ampi spazi dove poter lavorare comodamente
LA STAZIONE RUSSA: LA SALJUT Stazione Spaziale Saljut («saluto») Inizio Programma 19/04/1971 Chiusura Programma 19/09/1986 N° Stazioni Lanciate 7 (+1) Lunghezza Media 15 m Massa Media 20 t Lanciatore Proton ELENCO MISSIONI EFFETTUATE: Saljut 1 Saljut 2 / Almaz 1 Cosmos 557 Saljut 3 / Almaz 2 Saljut 4 Saljut 5 / Almaz 3 Saljut 6 Saljut 7
IL PROGRAMMA MILITARE: LE ALMAZ
SALJUT 6 E 7: UN PASSO VERSO IL FUTURO Le stazioni Saljut 6 e Saljut 7 hanno introdotto una novità rivoluzionaria: la possibilità di ricevere rifornimenti da navi cargo provenienti dalla Terra, un’operazione fondamentale anche per le stazioni moderne
LA RIVOLUZIONE: NODI E MODULI Dopo la chiusura del programma Saljut, è partita la rivoluzione scientifica: non più stazioni monoblocco, bensì costituite da diversi moduli, lanciati separatamente e assemblati nello spazio. Fondamentale in questo senso è stata l’invenzione dei nodi
LA PRIMA STAZIONE MODULARE: LA MIR Stazione Spaziale Mir («pace» e «mondo») Lancio Primo Modulo 20/02/1986 Fine Missione 23/03/2001 Dimensioni (m) 31 x 27,2 x 19 Massa 130 t (250 t con lo Shuttle) Quota 290 – 420 Km Velocità Orbitale Media 27 700 Km/h
IL PROGRAMMA MIR - SHUTTLE Nel 1993 è stato varato il programma congiunto Mir-Shuttle, nel quale la stazione spaziale russa e la navetta americana hanno combinato le loro potenzialità. E’ stata necessaria l’aggiunta di un nuovo modulo che rendesse possibile il docking tra i due veicoli
LA FINE DELLA MIR Avendo superato ogni previsione ed ogni aspettativa circa la sua durata, la Mir ha iniziato inevitabilmente a diventare vecchia ed obsoleta. Nel 1997, in particolare, i guasti e gli incidenti hanno iniziato a diventare sempre più seri e preoccupante. Nel 2001 il programma è stato chiuso definitivamente e la Mir è stata dismessa facendo la rientrare nell’atmosfera terrestre, distruggendola
LA NOSTRA CASA SPAZIALE: LA ISS
Stazione Spaziale Internazionale (ISS) Lancio Primo Modul0 1998 Fine Missione Previsto 2028 Dimensioni (m) 108,5 x 73,5 x 20 Massa 420,5 t Quota 400 – 410 Km Velocità Orbitale Media 27 600 Km/h
GLI ENTI PARTECIPANTI
LE ORIGINI DEL PROGETTO
LA STRUTTURA DELLA STAZIONE Possiamo suddividere i diversi moduli della Stazione Spaziale Internazionale in cinque grosse categorie, in base alla loro finzione • MODULI BASE • MODULI DI SERVIZIO • LABORATORI SCIENTIFICI • NODI • COMPONENTI ESTERNI NON PRESSURIZZATI
MODULI BASE Il modulo Zarja è stato il primo ad essere lanciato; esso contiene i motori e sistemi per il controllo di traiettoria e assetto Due anni dopo è stato seguito da Zvezda, il modulo della ISS destinato ad ospitare gli astronauti durante il loro soggiorno
MODULI DI SERVIZIO I moduli Quest, Piris e Poisk fungono da collegamento tra la ISS e lo spazio esterno, rendendo possibili manovre come le EVA (attività extraveicolari, ossia le «passeggiate spaziali») e il docking (l’aggancio di navette provenienti dalla Terra con la stazione
La struttura base della ISS è completata dal modulo statunitense Rassvet, dall’italiano Leonardo e dal privato BEAM (Bigelow Expandable Activity Module)
LABORATORI L’area di ricerca scientifica della ISS conta tre laboratori funzionanti (Destiny, Columbia, e Kibo) e uno in costruzione (Naruka), oltre alla Cupola d’osservazione
NODI I vari moduli della ISS sono messi in comunicazione tra loro da tre nodi: Unity, Harmony e Tranquillity
MODULI NON PRESSURIZZATI La stazione è composta anche da alcuni moduli non pressurizzati e privi di controllo ambientale; due esempi sono gli enormi ITS (Integrated Truss Structure), ossia l’enorme sistema di pannelli e radiatori e i tralicci che li sostengono oppure l’esperimento AMS (Alpha Magnetic Spectrometer)…
… oltre ai tre bracci robotici (Canadarm 2, ERA e Dextre) che facilitano le varie attività extraveicolari degli astronauti e rendono più agevoli i vari lavori
RAGGIUNGERE LA ISS Con lo Space Shuttle ormai ritirato dal servizio attivo e le nuove capsule Orion ancora in fase di sviluppo, l’unico veicolo attualmente in grado di portare astronauti a bordo della Stazione Spaziale internazionale resta la russa Soyuz, in grado di trasportare tre cosmonauti per volta
Il rifornimento di ossigeno, acqua, cibo, propellente, vestiario e materiali vari è invece affidato a capsule automatiche: le russe Progress (già utilizzate per le Saljut e la Mir), le europee ATV, le giapponesi HTV e le capsule private Dragon, realizzate e gestite da Space X
LAVORARE A BORDO DELLA ISS
VIVERE A BORDO DELLA ISS La vita a bordo della ISS è molto più comoda e «lussuosa» rispetto a qualunque altro veicolo spaziale del passato
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UN SALUTO A PAOLO NESPOLI Paolo Nespoli è alla sua terza missione a bordo della ISS. L’attuale spedizione (Vitalità, Innovazione, Tecnologia, Abilità) è partita il 28/07
OLTRE LA ISS: TIANGONG E GENESIS Il 29 settembre 2011 la Cina è diventata la terza nazione del mondo a lanciare in orbita una propria stazione spaziale, la Tiangong 1, seguita da una seconda nel 2016. Basate sul progetto delle vecchie Saljut russe, sono il primo passo per la realizzazione di una stazione modulare prevista per il 2023 Anche gli investitori privati stanno muovendo i primi passi verso la colonizzazione del cosmo. In particolare, la Bigelow Aerospace ha lanciato nel 2006 e nel 2007 due stazioni monoblocco gonfiabili. I due veicoli, rimasti in orbita per circa un anno ciascuno, non sono mai stati abitati da cosmonauti e avevano solamente lo scopo di testare sistemi vari in vista di una futura stazione privata
PROGRAMMI FUTURI Il futuro prossimo dell’esplorazione spaziale umana non sembra mettere in primo piano la realizzazione di nuove stazioni spaziali, ma la preparazione del futuro sbarco dell’uomo su Marte e di un ritorno (questa volta con avamposti permanenti) sulla Luna. L’unica eccezione, come accennato precedentemente, sembra essere la Cina. In generale, i progetti in cantiere sono: • Tiangong 3, stazione a tre moduli prevista per il 2020, prova generale prima della stazione futura stazione modulare (2023) • Anche l’agenzia spaziale indiana stà pensando alla realizzazione di una stazione monoblocco • Sulla scia di Genesis, alcune aziende private (Bigelow, Boeing, Space X, OTCSS) stanno pensando a stazioni spaziali destinate sia ad uso privato sia come supporto per le future missioni lunari • A partire dal 2015, la NASA in collaborazione con la privata NexSTEP stanno discutendo lo sviluppo di «habitat» da inviare oltre la bassa orbita terrestre
Grazie per l’attenzione!!
EXTRA – A COSA SERVE LA ISS? • I coagulometri tascabili, apparecchi che permettono a chi affronta terapie anticoagulanti di tenere sotto controllo lo stato del proprio sangue. Un modello innovativo, più compatto e rapido da usare, è stato messo a punto dalla startup inglese Microvisk: si basa su speciali microsensori già utilizzati a bordo della Stazione Spaziale Internazionale per monitorare i liquidi presenti all’interno dei sistemi di raffreddamento e altri circuiti idraulici • Nuove protesi per disabili, leggere e resistenti, sono state costruite grazie alla lega sviluppata per l’AMS • I visori termografici a infrarossi sono utilizzati dai pompieri per localizzare i focolai e le persone da soccorrere durante gli incendi. In elettronica li usano per individuare circuiti surriscaldati, mentre nelle costruzioni possono evidenziare eventuali difetti di tenuta nelle guarnizioni termiche. I modelli più evoluti adottano il Qwip, una tecnologia messa a punto al Jet Propulsion Laboratory della Nasa per monitorare gli scarichi incandescenti dei razzi al decollo e per studiare l’atmosfera dei pianeti. • Il CMOS, un tipo di sensore utilizzato nelle fotocamere digitali. Una delle sue varianti più diffuse oggi (il cmos-aps, usato per fotocamere e alcuni telefonini) fu messo a punto 10 anni fa dalla Nasa per equipaggiare satelliti e sonde spaziali vistte le sue piccole dimensioni e i consumi ridotti
• Nella produzione delle patatine, è critica la fase dell’impacchettamento: per non rompersi, le patatine devono cadere nella busta con velocità e traiettoria perfette. Per calcolarle, vengono utilizzati software creati dall’Agenzia Spaziale Europea per calcolare le traiettorie e gli atterraggi di alcune sonde • Cronidur30, una speciale lega di acciaio impiegata per realizzare coltelli, taglieri e lame che mantengano a lungo «il filo»; resistente ad ossidazione e corrosione 100 volte più dei normali acciai, e per questo molto usata anche per la realizzazione di strumenti chirurgici. Questo materiale, sviluppato inizialmente per realizzare le pompe del carburante dello Space Shuttle • Gli aerogel utilizzati da Corpo Nove (azienda specializzata in abbigliamento tecnico) per realizzare il giubbotto Absolute Zero, dotato di straordinarie qualità termiche (isola a temperature comprese tra –50 e i 3.000 gradi centigradi) e leggerezza (composto per il 99% da aria, è la sostanza solida più leggera), sono stati ideati dalla NASA per proteggere dal freddo le sonde inviate su Marte • Sviluppo di tecniche per combattere osteoporosi e atrofia muscolare
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