La Stazione Spaziale Internazionale.

Abitare lo Spazio nel Futuro: Oltre la Stazione Spaziale Internazionale

Mentre resta aperta la discussione su cosa ne sarà della Stazione Spaziale Internazionale al termine della sua vita operativa, già si guarda oltre, a future tecnologie che possano costituire un’alternativa valida, ma allo stesso tempo innovativa al modo in cui l’uomo abita e vive lo spazio. Ed è proprio in quest’ottica che bisogna inquadrare l’ultima creazione realizzata dalle industrie Bigelow e lanciata verso la ISS l’8 aprile scorso a bordo del lanciatore Falcon 9 targato SpaceX: si chiama BEAM e si prefigge di aprire nuovi orizzonti nel campo dell’architeturra spaziale.

ISS: il capolavoro dell’ingegneria spaziale

La Stazione Spaziale Internazionale è la più grande opera ingegneristica e architettonica mai realizzata dall’uomo. Il suo primo modulo fu lanciato nel novembre 1998 e da allora, grazie soprattutto alle missioni desgli Space Shuttle e a innumerevoli ore di lavoro e di attività extra-veicolari da parte degli astronauti, altri 14 moduli pressurizzati furono assemblati, per una massa complessiva di quasi 400 tonnellate. Al fine di operare in sicurezza e ospitare i vari equipaggi al proprio interno, la stazione necessita di una varietà e complessità di sistemi il cui sviluppo ha richiesto negli anni l’applicazione delle più avanzate conoscenze e tecniche ingegneristiche, architettoniche ed ergonimiche. Basti pensare ai sistemi di pressurizzazione e di controllo dell’aria, gli impianti per il riciclo dei materiali di scarto, i sistemi di controllo termico, le strutture e le tecniche per la protezione dalle radiazioni e dai detriti spaziali. E ancora, gli interni, i quali devono essere funzionali ma al tempo stesso rispettare i canoni degli ambienti abitabili dall’uomo, il quale porta con se i propri bisogni fisici e psicologici.

La ISS è in orbita da quasi vent’anni, con oltre centomila orbite percorse intorno alla Terra e un costo totale stimato intorno ai cento miliardi di euro in 30 anni. E benchè la sua vita operativa sia stata estesa sino al 2024/2028, da almeno un decennio si comincia a guardare oltre, a cosa ne sarà di essa e come potrebbe essere invece la Stazione Spaziale del futuro.

BEAM: verso i moduli del futuro

Un’industria americana in particolare, la Bigelow Aerospace, da anni guarda nella direzione di futuri ambienti spaziali espandibili, in grado appunto di “gonfiarsi” una volta in orbita. Il modulo BEAM (Bigelow Expandable Activity Module) è l’ultimo prodotto della casa del Nevada e ha dimensioni modeste (circa 16 metri cubi), per una massa complessiva di circa 1400 chili. Lanciato l’8 aprile e ripiegato in un volume cilindrico di appena 2.4×2.2 metri, sarà attaccato al modulo Tranquillity della ISS. Nel mese di giugno poi verrà “gonfiato” fino a raggiungere in circa 45 minuti una pressione di 101 kPa (pari alla pressione atmosferica al livello del mare), aumentando così il proprio volume di quasi cinque volte.

Il modulo BEAM.

Il modulo BEAM raffigurato dopo l’installazione sulla ISS.

Una volta raggiunta la pressione prestabilita, il modulo resterà pressocchè inabitato per circa due anni, ma saranno installati all’interno sensori di misurazione di pressione e radiazioni; periodicamente verranno effetuati controlli da parte degli astronauti sia all’interno che all’esterno per verificare che nessun danno strutturale sia stato creato da eventuali impatti con micrometeoriti, cosa su cui la stessa Bigelow Aerospace è abbastanza fiduciosa, in quanto ritiene che la struttura a sandwich appositamente creata, formata da multistrati di fibre ad alta resistenza e foam, sia più resistente alle radiazioni e agli impatti dell’attuale struttura in alluminio della ISS.

Nonostante il volume e l’utilizzo del modulo siano notevolmente inferiori a quello che ci si potrebbe attendere, la missione ha solo uno scopo di verifica della tecnologia attuale, in modo da sondare il terreno per future e più rilevanti applicazioni. I risultati che la Bigelow Aerospace e tutti gli attori del settore spaziale auspicano di ottenere possono essere riassunti nei seguenti punti:

• Aumentare il livello di maturità tecnologica degli habitat espandibili
• Dimostrare la maturità delle tecniche di imballaggio, chiusura, lancio e dispiegamento.
• Determinare le capacità di protezione dalle radiazioni
• Dimostrare le performance del progetto, in particolare l’integrità termica, meccanica e strutturale del modulo.

I vantaggi dei moduli espandibili

Il modulo BA330.

L’interesse verso questo tipo di tecnologia “gonfiabile” è presto detto: rispetto ai moduli rigidi, i sistemi espandibili offrono un rapporto volume-massa molto maggiore, riducendo notevolmente i costi di lancio. Basti pensare che con questa tecnica è possibile aumentare il volume utile del 210% con un aumento di massa di appena il 33%! Nel linguaggio dell’ingegneria spaziale, dove più peso significa più costi, si spiega da sé perché questa tecnologia sia così corteggiata. Inoltre, la capacità di questi moduli di essere ripiegati in spazi ridotti aggira anche le restrizioni sui volumi di lancio offerti dagli attuali lanciatori.

Per esempio, ancora la Bigelow Aerospace sta lavorando al progetto BA330, che mira a portare in orbita un modulo in grado di offrire un volume abitabile pari a 330 metri cubi, qualora i risultati della missione BEAM fossero incoraggianti come ci si attende. BA330 fornirebbe da solo più di un terzo dell’attuale volume dell’intera Stazione Spaziale e potrebbe essere messo in orbita con un unico lancio. Inoltre, nella configurazione ripiegata sarebbe già in grado di essere comodamente trasportato da uno degli attuali lanciatori pesanti, come Atlas V o, presto, Falcon Heavy di SpaceX.

Oltre la Stazione Spaziale Internazionale

Rappresentazione di una possibile futura Stazione Spaziale.

Il modulo BA2100.

Rappresentazione di un’avvenieristica base lunare.

La Stazione Spaziale Internazionale resterà per sempre un mito dell’ingegneria spaziale e di tutta la storia dell’uomo. Cosa ne sarà della ISS al termine della propria missione ancora non si sa. Le idee più strane e futuristiche sono state proposte, dal farne un albergo spaziale con vista mozzafiato, oppure trasformarla in un museo dello spazio, o ancora sospingerla verso Marte per un ultimo epico viaggio interplanetario. La realtà invece suggerisce che sia Russia che Stati Uniti punteranno a disassemblarla per creare dalle sue ceneri delle basi per l’assemblaggio e il lancio di missioni spaziali oltre l’orbita terrestre. In ogni caso il tramonto dell’era della ISS marca già inesorabilmente l’inizio di nuove avventure e l’apertura verso nuovi orizzonti. In particolare verso le nuove frontiere del vivere lo spazio.

E’ naturale quindi spingersi in là, forse anche troppo in là, quando la Bigelow Aerospace immagina di progettare un modulo spaziale di ben 2100 metri cubi, in grado di ospitare facoltosi turisti spaziali o di viaggiare verso la Luna alloggiando al proprio interno diversi altri veicoli oltre all’equipaggio. Inoltre la compagnia del Nevada si è già preoccupata di firmare contratti con NASA e AST (FAA Office of Commercial Space Transportation) per l’utilizzo dei propri moduli abitativi in un’avvenieristica base lunare. “Il mondo dell’orbita terrestre bassa – ha dichiarato Charles Bolden della NASA – appartiene all’industria”. Con questa consapevolezza sempre più compagnie si stanno affacciando allo spazio, alle orbite terrestri e oltre. Solo lo sforzo congiunto e la collaborazione di tutti gli attori, pubblici e privati, potrà traghettare il mondo del settore spaziale verso più alti e importanti traguardi. Non a caso lo slogan della Bigelow Aerospace recita: “Join the Adventure!”

di Michele Mione

Linkografia:

Sito Bigelow Aerospace – BEAM: http://bigelowaerospace.com/beam/

Sito Bigelow Aerospace – BA330: http://bigelowaerospace.com/b330/

IEEE Spectrum – Bigelow Space Habitat on Its Way to ISS as NASA Prepares to Blow It Up: http://spectrum.ieee.org/tech-talk/aerospace/space-flight/space-habitat-on-its-way-to-iss-nasa-prepares-to-blow-it-up

Video delle operazioni per il montaggio del modulo BEAM sulla ISS: https://www.youtube.com/watch?v=VopaBsuwikk