Le Stazioni Spaziali gonfiabili, o Inflatable Habitat, sono la nuova frontiera tecnologica dell’Esplorazione Spaziale. Il progetto consiste nel poter sfruttare al massimo il volume di carico disponibile, nei veicoli di lancio, portando più sistemi atti a supportare la creazione di una Stazione Spaziale modulare ed ergonomica anche in termini di costi. L’idea di avere a disposizione una nuova Stazione Orbitale, si rende necessario con il ritiro programmato della Stazione Spaziale Internazionale (ISS), previsto intorno al 2030, al fine di continuare le sperimentazioni in LEO (orbita bassa).       Ipotetica sezione di un futuro modulo gonfiabile A tale proposito la progettazione di alcune Stazioni Spaziali, soprattutto commerciali, stanno seguendo la strada degli habitat gonfiabili, realizzati con materiali incredibilmente resistenti, super-flessibili ed incredibilmente “leggeri” che vengono cuciti insieme e successivamente espansi in una grande struttura. Al lancio, questi habitat, sono ripiegati e imballati nella carenatura del carico utile del veicolo di lancio e, una volta in orbita, sono progettati per essere considerevolmente più grandi di un modulo metallico standard lanciato da un razzo simile. Non è tutto, infatti la possibilità di ripiegarli permetterebbe di lanciarne diversi insieme ad ogni volo, diversamente dal lancio di moduli standard rigidi che richiedono un vettore ciascuno e quindi alti costi di messa in orbita.   Habitat così grandi potrebbero anche essere utilizzati non solo in orbita terrestre bassa (LEO), come per la ISS, ma anche sulla Luna o persino su Marte per fornire elementi costruttivi da impiegare sulla loro superficie. Il materiale utilizzato per questi nuovi moduli gonfiabili si chiama Vectran, che è cinque volte più resistente dell’acciaio e dieci volte più resistente dell’alluminio.  La loro certificazione. Tuttora in fase di avanzamento, consiste in numerosi test, tra cui ovviamente un test di pressione o un test di scoppio, per verificarne la sicurezza, l’abitabilità e la loro affidabilità quando a contatto di un terreno extraterrestre. Tra le aziende del settore interessate al progetto, la più avanti è la Bigelow Aerospace che grazie al suo prototipo. il Bigelow Expandable Activity Module (noto anche come BEAM), si è già assicurata un posto sulla ISS.    Modulo BEAM agganciato alla ISS (Nasa courtesy) Lanciato verso la Stazione Spaziale Internazionale l’8 aprile 2016 e consegnato da una nave Cargo Dragon, CRS-8, il BEAM è stato agganciato alla porta di attracco posteriore del NODO 3 “Tranquillity” e ha un’estensione della sua vita di test prevista almeno fino al 2028.  È stato gonfiato e testato nel corso degli anni ed al momento utilizzato come modulo di stoccaggio per distribuire meglio i carichi. Se il BEAM è un accessorio della Stazione Spaziale Internazionale, nel progetto di Lockheed Martin, chiamato Starlab, tutta la stazione verrà assemblata con moduli gonfiabili; una piattaforma commerciale che ospiterà un equipaggio permanente, dedicata a condurre ricerche critiche, attività industriali e mediche che dovrebbe (il condizionale è d’obbligo) diventare operativa entro il 2027. Anche Sierra Space, in collaborazione con Blue Origin, ha un progetto “Inflatable”: si chiama Orbital Reef, una stazione spaziale a uso misto in orbita terrestre bassa per il commercio, la ricerca e il turismo, che, si spera, diventerà operativa intorno al 2030. Innovazione proposta a bordo di Orbital Reef sarà l’attuazione di un design modulare che avrà come punto focale l’habitat chiamato LIFE (Large Integrated Flexible Environment) il quale, a differenza dei moduli quali lo Starlab di Bigelow, potrà dotarsi di habitat con caratteristiche diverse a seconda del loro impiego: Node (per la connessione di più moduli), Core (una unità di comando e gestione della stazione) e Research (un modulo laboratorio). I moduli abitativi LIFE saranno disponibili in una vasta gamma di dimensioni ed allestimenti, iniziando dal modulo LIFE 10 che sarà il prototipo in scala ridotta, e potranno anche essere trasportati su Luna e Marte. Prototipo del modulo LIFE nella Space Station Processing Facility (NASA courtesy) Inoltre l’Orbital Reef sarà in grado di attraccare con quasi tutti i velivoli spaziali operativi attualmente utilizzati per le attività di trasporto da terra quali: SpaceX Dragon, Soyuz, Boeing Starliner e il futuro Sierra Space Dream Chaser. E così il “Camping Spaziale” è servito!!    Paolo Navone

Siamo arrivati quasi al terzo anno di attività nello spazio della missione BioSentinel, quali sono i risultati ottenuti fino ad ora? Gli astronauti vivono in un ambiente piuttosto estremo, a bordo della Stazione Spaziale Internazionale (ISS), in orbita a circa 400 chilometri sopra la Terra. Un ambiente, lo Spazio, considerato ostile, ma, a quella distanza dalla superficie terrestre, il luogo risulta essere relativamente protetto e ben servito. Ogni due mesi circa, missioni “Cargo” consegnano agli astronauti nuovi rifornimenti ed esperimenti, mentre la vita in microgravità può continuare relativamente protetta, in termini di radiazioni spaziali, grazie al campo magnetico terrestre che scherma l’equipaggio della stazione spaziale da gran parte delle radiazioni. E’ questa una grande risorsa, perché si è notato come queste ultime possano danneggiare il DNA delle nostre cellule e causare gravi problemi di salute. Quando i futuri astronauti partiranno per lunghi viaggi nello spazio più profondo, si avventureranno in ambienti radioattivi più pericolosi e avranno bisogno di una protezione sostanziale.  Con l’aiuto di un esperimento di biologia all’interno di un piccolo satellite chiamato BioSentinel, gli scienziati dell’Ames Research Center della NASA, nella Silicon Valley in California, stanno compiendo un primo passo verso la ricerca di possibili soluzioni. Portare un esperimento di controllo del DNA per mesi (se non anni) nello Spazio, richiede un adeguato “organismo modello” in grado di resistere, il tempo necessario, vivo ed in buona salute. Inoltre deve essere un organismo conosciuto e che sia facile da monitorare. La scelta è caduta su alcuni lieviti con i quali è facile anche comparare il loro comportamento in microgravità con quanto accade viceversa sulla Terra. Per BioSentinel, la NASA ha utilizzato il lievito che fa lievitare il pane e fermentare la birra.  Ciò cha accade nelle cellule del lievito, quando una radiazione ad alta energia le colpisce, è simile a quello che succede nelle cellule umane: possibili danneggiamenti del DNA, in genere rotture del filamento intrecciato che trasportano le informazioni genetiche. Spesso, i danni al DNA possono essere riparati dalle cellule con un processo molto simile tra lievito ed esseri umani, ma non sempre accade. BioSentinel si propone di essere il primo esperimento biologico di lunga durata a svolgersi oltre l’orbita della Stazione Spaziale Internazionale (400Km), questo per evitare che la vicinanza alla Terra possa falsare l’esperimento grazie alla protezione fornita dal campo magnetico terrestre. Per questo motivo il veicolo spaziale di BioSentinel è uno dei 10 CubeSat lanciati da bordo della capsula Artemis I, il primo volo dello Space Launch System del programma Artemis, progetto che dovrebbe riportare l’Uomo sulla Luna. Il satellite, delle dimensioni di una scatola da scarpe, è stato portato a bordo della missione e poi rilasciato una volta che l capsula si è trovata oltre il campo magnetico protettivo del nostro pianeta. Il team di BioSentinel ha poi eseguito una serie di esperimenti da remoto, attivando due ceppi del lievito Saccharomyces cerevisiae e seguendone la crescita in presenza di Raggi Cosmici.  Campioni di lievito sono stati attivati in momenti diversi durante la missione, destinata a durare dai sei ai dodici mesi. Dei due diversi ceppi di lievito, il primo è comunemente presente in natura, mentre l’altro è stato selezionato perché ha difficoltà a riparare il proprio DNA.  Confrontando la risposta dei due ceppi alle radiazioni dello spazio profondo, i ricercatori potranno approfondire i rischi per la salute umana durante l’esplorazione a lungo termine e saranno in grado di sviluppare possibili strategie per ridurre i potenziali danni portati dall’esposizione. Sebbene il lievito non si sia attivato come previsto per raccogliere osservazioni sull’impatto delle radiazioni sulle cellule di lievito viventi, il rilevatore di radiazioni di bordo di BioSentinel – che misura il tipo e la dose di radiazioni che colpiscono la sonda – continua però a raccogliere dati nello spazio profondo. La NASA ha quindi esteso la missione di BioSentinel nel fino a novembre 2024, e in un secondo tempo di nuovo nel 2024 di altri 10 mesi, o fino a settembre 2025, per continuare a raccogliere preziosi dati sulle radiazioni dello spazio profondo nell’ambiente unico e ad alta radiazione oltre l’orbita bassa terrestre (LEO). Paolo Navone