Come sarebbe la nostra vita senza la Stazione Spaziale Internazionale?

A cura di Stefano Piccin

Sono vent’anni che la Stazione Spaziale Internazionale è costantemente abitata. Il 2 novembre 2000 arrivò alla Stazione la prima storica Expedition 1, con i tre astronauti William Shepherd, Yuri Gidzenko e Sergei Krikalev. La presenza di un laboratorio orbitale ci ha permesso in 20 anni di raggiungere incredibili traguardi scientifici, sociali e tecnologici. In questo articolo abbiamo cercato di scalfire la punta dell’iceberg per osservare alcuni di questi risultati e obbiettivi.

Fluidi in microgravità. Uno degli aspetti più importanti della ISS è quello di trovarsi in condizioni di microgravità. Questo ovviamente non significa che sulla Stazione Spaziale non c’è gravità, ma trovandosi in orbita è proprio questa la percezione. Sulla Terra, il comportamento di tutti i fluidi è pesantemente soggetto alla gravità, che spesso non permette di studiare con precisione altre caratteristiche fondamentali degli stessi fluidi. Sulla ISS queste misurazioni sono invece permesse.

Senza le misurazioni fatte sulla ISS mancherebbero i dati di fluidodinamica a moltissime applicazioni sulla Terra. Per esempio, alle industrie farmaceutiche molti di questi dati sono utili per capire il comportamento delle molecole per creare nuovi farmaci. La comprensione della fluidodinamica ha permesso anche molte ricerche su come avviene lo stoccaggio di energia, sia nelle batterie, sia negli impianti di produzione solare. Questi sono piccoli progressi che nel complesso hanno contribuito a rendere la produzione di energia solare per grandi impianti più conveniente di quella da centrali al carbone, risultato raggiunto nel 2019. 

Materiali in microgravità. Capire il funzionamento delle molecole in microgravità e come queste vengono modificate applicandoci dei campi magnetici ha permesso di creare una nuova serie di freni per le automobili ad alta velocità e di sospensioni dei carrelli degli aerei. A questo si aggiunge anche lo studio di come fluidi e materiali solidi interagiscono fra loro, materia ancora più interessante in materiali organici. Questi ultimi studi sulla ISS permettono di comprendere meglio come gli alimenti ammuffiscono sulla Terra. Un’applicazione difficile da immaginare mentre pensiamo alla Stazione Spaziale Internazionale. 

A questi pochi esempi si aggiungono studi di fisica dei materiali, molte volte effettuati all’esterno della ISS. Come laboratorio scientifico ogni singolo centimetro della Stazione è infatti sfruttato al meglio, esterno compreso. La superficie esterna permette ad esempio di misurare come le radiazioni esterne dello spazio interagiscono con vari tipi di materiali, ma anche le conseguenze degli scambi termici, che fra il giorno e la notte, all’esterno della ISS possono arrivare anche a centinaia di gradi. Sbalzi che si verificano inoltre circa ogni ora e mezza.

L’assenza di gravità ha già dimostrato grandi risultati nell’eliminazione di impurità nei reticoli cristallini delle fibre ottiche, il che ne aumenta drasticamente le prestazioni. Con l’enorme abbassamento del costo per il raggiungimento dell’orbita non è azzardato pensare alla creazione di stazioni commerciali dedicate alla produzione di materiali ad alte prestazioni, particolarmente richiesti per applicazioni mediche. 

Medicina dallo spazio, non solo medicina per lo spazio. Per permettere una permanenza di 20 anni nello spazio, sono stati progettati i sistemi di filtraggio più avanzati al mondo, che garantiscono un riciclo praticamente totale di tutta l’acqua contenuta a bordo, dall’urina degli astronauti al loro sudore. Questo ha permesso di raggiungere nuovi livelli tecnologici nelle tecnologie di riciclo e filtraggio, necessari per applicazioni nei paesi del terzo mondo come per i futuri viaggi su Marte. 

Allo stesso tempo, la comprensione di come funziona il nostro corpo umano nello spazio, ci ha permesso applicazioni mediche anche a Terra. Un esempio sono le Advanced Diagnostic Ultrasound in Microgravity, microstazioni presenti sulla ISS che permettono agli astronauti di eseguire delle operazioni diagnostiche di base direttamente sulla ISS. Gli stessi macchinari sono stati modificati ed applicati ad operazioni di telemedicina in zone altrimenti inaccessibili da ambulanze e medici qui sulla Terra. 

Un altro esempio è la tecnologia laser per correggere i difetti della vista, che da anni gode di un incredibile miglioramento alla precisione delle operazioni dopo aver adottato i sistemi di tracciamento degli occhi utilizzati originariamente sulla ISS. 

Dalla tecnologia robotica sviluppata dall’Agenzia Spaziale Canadese e usata per le braccia robotiche della stazione si è ad esempio sviluppato il Image-Guided Autonomous Robot, un sistema robotico che identifica e agisce sulle cellule tumorali.