La Stazione spaziale internazionale
II progetto per la costruzione della Stazione spaziale internazionale, che occupera i prossimi sei anni, si puo definire solo con 1'aggettivo "ambizioso". E di gran lunga il piu complesso progetto orbitale e, forse, lai piu grande sfida ingegneristica mai tentata. Verranno connessi piu di 100 elementi separati, che sulla Terra pesano complessivamente 455.000 chilogrammi, per assemblare una struttura spaziale massiccia, dotata di un volume, in laboratori e alloggi per gli astronauti, equivalente a due aerei di linea 747. II lavoro richiedera 45 voli dello space shuttle e di razzi russi, piu almeno altri 50 lanci per trasportare le attrezzature necessarie, gli equipaggi e il combustibile per mantenere in orbita la stazione. I contributi vengono da 16 nazioni, il che ne fa 11 piu cosmopolita programma spaziale della storia. Agganciare i pezzi fra loro richiedera 1700 ore di passeggiate spaziali: piu di quelle eseguite durante tutta la storia delPesplorazione spaziale. Saranno necessari bracci e mani robotici, e potrebbero anche venire impiegati robot in volo libero per controlli e ispezioni. Ma uno degli aspetti piu importanti del progetto ha ricevuto poca attenzione durante il trambusto del lancio e della connessione dei primi due componenti. Benchè il lavoro di costruzione della stazione, nella sua orbita a 400 chilometri di quota, sia in corso, la configurazione finale dell'edificio non e ancora stata stabilita definitivamente. Al contrario, la stazione potrebbe alla fine essere molto diversa da come viene raffigurata oggi. I cambiamenti sono in gran parte dovuti alle pressioni che il Congresso ha esercitato sulla NASA per ridurre 1'importanza della Russia nel progetto come fornitore di componenti essenziali della stazione e di lanci di razzi. Le preoccupazioni si sono concentrate specialmente sul Modulo di servizio russo, che dovrebbe servire per gli alloggi, i sistemi di supporto vitale, la propulsione, la navigazione e le comunicazioni durante i primi anni dell'assemblaggio.
Se tutto va bene, esso sara il prossimo modulo importante in orbita, dopo Zarya e Unity, il modulo di connessione, che sono gia in orbita. Ma tutto e andato storto nella realizzazione del modulo di servizio presso il Centro di ricerca e costruzione Khrunichev a Mosca. II completamento era inizialmente previsto per l'aprile del 1998, ma il progetto e rimasto vittima della crisi economica della Russia. II lavoro sul modulo, che era originariamente parte di una stazione spaziale russa, era iniziato addirittura nel 1985, molto prima che la Russia si unisse al progetto della Stazione spaziale internazionale. Ora il modulo e stato finalmente completato, tanto che si sperava di riuscire a lanciarlo entro il mese di aprile, ma ancora una volta sono subentrati altri ritardi. Questa volta, a causare il rinvio sono stati problemi con il secondo stadio del razzo Proton, che l'Agenzia spaziale russa vuole risolvere prima di arrischiare il lancio di un componente tanto importante. Nel frattempo, anche la NASA sta approfittando di questo ulteriore ritardo per correggere alcuni errori scoperti nel software di bordo del modulo. La mancanza di puntualita della Russia resta comunque la causa principale per cui l'inizio della costruzione della Stazione e stato ritardato dal 1997 fino alla fine del 1998. Senza la propulsione fornita dal modulo di servizio, la Stazione come originariamente progettata non sarebbe capace di rimanere in orbita per più di 500 giorni.
L'attrito delle molecole d'aria alla quota dell'orbita terrestre bassa le farebbe lentamente perdere quota. La NASA ha dovuto trovare giustificazioni valide per l'invio di una quantita crescente di fondi all'Agenzia spaziale russa, affinche potesse terminare il lavoro. Nel 1998 la NASA diede ai russi 60 milioni di dollari in piu del previsto (la spiegazione ufficiale era l'acquisto di spazio nelle stive e di tempo per esperimenti durante la fase di costruzione); ma probabilmente dovra dare ancora 600 milioni per garantire la costruzione degli altri moduli. Molti tecnici russi non vengono pagati ormai da mesi.
II prezzo del progresso Questo contributo di 660 milioni di dollari va aggiunto ai 728 milioni che, secondo il Congresso, la NASA aveva gia pagato fra il 1994 e il 1998 per lavori sulla Stazione spaziale internazionale e per le missioni sulla stazione spaziale russa Mir. La partecipazione russa avrebbe dovuto servire a risparmiare denaro, ma ora la NASA ammette che ha comportato un costo aggiuntivo di un miliardo di dollari. Nel frattempo, la NASA ha anche esercitato pressioni sulla Russia affinche questa rinunciasse alla Mir, ma per ora senza successo, e anzi suscitando le opposizioni dei nazionalisti, convinti che la richiesta abbia lo scopo di mortificare il programma spaziale russo. II timore giustificato della NASA e ovviamente quello che la Russia finisca con l'investire quel poco che ha nella Mir, in pratica rinunciando a terminare i moduli per la ISS. Ultimamente la Russia ha annunciato che utilizzera materiale destinato alla ISS per mantenere in orbita la Mir. Fonti ufficiali russe hanno assicurato che questo non provochera altri ritardi, ma ovviamente non e facile crederlo. Non e pero vero che tutte le spese in eccesso siano colpa della Russia. Le stime della NASA indicano che i costi di costruzione dei moduli statunitensi hanno superato le previsioni del 30 per cento, e una commissione indipendente ha stimato che alla fine essi costeranno il 42 per cento in piu di quanto programmato. La NASA ha reagito, con grave delusione degli scienziati che speravano di compiere esperimenti sulla Stazione, stornando 460 milioni di dollari dai progetti scientifici per bilanciare i costi di costruzione americani.
Le spese per la stazione, inclusi i costi dei voli dello space shuttle, supereranno probabilmente i 40 miliardi di dollari, e sono diventati ormai "un cappio al collo dell'Agenzia" secondo Marcia S. Smith del Congressional Research Service. II General Accounting Office stima il costo totale del programma a 95,6 miliardi di dollari. Tutte queste stime assumono che non accadano guai durante l'assemblaggio. La rivista inglese "New Scientist" ha pero pubblicato un'analisi statistica dei rischi, secondo cui c'e una probabilita del 73,6 per cento che un incidente catastrofico provochi la perdita di un modulo durante uno dei lanci di assemblaggio russi o americani. Mentre il costo di mantenere la Russia nel progetto e cresciuto continuamente, il contributo russo e invece sceso. Da parte russa e stato annunciato un "programma di base" per la Stazione spaziale da cui sono stati eliminati una piattaforma per ricerche scientifiche, due laboratori di ricerca e un modulo di supporto vitale. La Russia sta discutendo la costruzione di un laboratorio con l'Ucraina, ma "non sembra che si stiano dando molto da fare", come dice W. Michael Hawes, Jr., ingegnere capo della Stazione spaziale.
A suo parere, il cambiamento dei progetti avrebbe reso il modulo e una versione modificata dell'ultimo stadio di un razzo prima segreto, e potrebbe consentire il controllo di assetto e spinta della Stazione per uno o due anni. La NASA ha anche modificato Zarya (di cui e proprietaria) prima del lancio, per migliorarne le caratteristiche di controllo e di propulsione. Senza queste ultime modifiche, la Stazione avrebbe potuto rimanere in orbita autonomamente solo fino all'aprile di quest'anno; ora, invece, i controllori di volo sono abbastanza sicuri che si possa attendere fino al lancio del Modulo di servizio russo. L'Agenzia spaziale europea ha accettato di fornire il propellente per il modulo di servizio, come riferisce Daniel Hedin dell'Ufficio di sviluppo spaziale della NASA. E 1'Agenzia americana sta anche programmando di modificare tutti i suoi space shuttle per migliorarne la capacita di trasportare carichi alla Stazione. Le modifiche implicano anche che la Stazione abbia ora bisogno di 30 navette Progress di rifornimento, contro le 53 previste all'inizio. Inoltre la NASA non esclude di lanciare il proprio modulo di servizio parallelamente a quello russo, poiche fornirebbe una garanzia contro una futura penuria dei moduli Progress. II modulo di controllo americano non sara 1'unica aggiunta alla Stazione decisa a causa dei problemi economici della Russia. La NASA sta anche trattando con la Boeing la costruzione di un modulo di propulsione americano, con un costo atteso di 350 milioni di dollari. Questo eliminerebbe la necessita di circa la meta dei voli di rifornimento Progress attualmente in programma e offrirebbe una soluzione permanente nel caso in cui il modulo di servizio russo non dovesse arrivare del tutto. Anche altri aspetti della Stazione sono quasi altrettanto indefiniti.
Non sono ancora state prese decisioni definitive sulle procedure per il rientro a terra dell'equipaggio in caso di emergenza. Nelle prime fasi della costruzione quel ruolo verra svolto da una capsula Soyuz ormeggiata alla Stazione. Una Soyuz, però, puo trasportare solo tre astronauti, e 1'equipaggio previsto per la Stazione e di sette persone. Gli Stati Uniti stanno lavorando da tempo alla costruzione dell'X-38, un veicolo per il rientro a terra degli astronauti in grado di trasportare tutto 1'equipaggio permanente. Nonostante siano gia stati svolti con successo i primi test di volo, l'X-38 non sara probabilmente pronto prima del 2003, e la Stazione sara occupata almeno due anni prima di allora. La NASA sta ora considerando di comperare una o due Soyuz in piu per fornire a tutti la possibilita di rientro in caso di emergenza, ma di nuovo si presenterebbe il problema dei ritardi cronici della Russia. Anche il disegno di base del modulo di abitazione principale americano e ancora da definire completamente. Gli ingegneri della NASA hanno proposto una struttura gonfiabile chiamata TransHab, in sostituzione del modulo di abitazione in alluminio del progetto attuale. TransHab avrebbe un nucleo in materiale composito duro circondato da strati di Kevlar e schiuma per la protezione dalle micrometeoriti. II suo principale merito e che servirebbe per verificare un metodo di costruzione che potrebbe, grazie alla sua massa ridotta, essere vantaggioso in future spedizioni umane verso Marte o la Luna. Ma il valore della Stazione come campo di verifica per le future missioni umane su Marte puo essere discutibile.
I1 piu importanti pericoli fisici che un simile equipaggio dovrebbe affrontare sono probabilmente la perdita di massa ossea, che sembra essere un risultato normale di una lunga permanenza a gravita ridotta, e le radiazioni prodotte dalle tempeste solari. Un veicolo progettato per andare su Marte potrebbe pero essere facilmente provvisto di una gravita artificiale, suddividendolo in due sezioni connesse e facendole ruotare lentamente. Inoltre 1'orbita della Stazione e troppo bassa per essere soggetta alla piena violenza delle tempeste solari. Un progetto precedente prevedeva la sperimentazione di cinque tecnologie spaziali innovative, fra cui un sistema di trasmissione elettrica ad alta tensione e la generazione di energia solare-termica: questi esperimenti, pero, sono stati esclusi dalla versione finale. La Stazione spaziale e soprattutto una sfida di politica internazionale e come tale potrebbe essere un successo. Migliaia di scienziati e di ingegneri russi, che senza questo programma rischiavano di doversi "riciclare" in progetti clandestini e destabilizzanti di armamenti, sono invece al lavoro per obiettivi pacifici. Politici e tecnici provenienti da nazioni di tutto il mondo hanno avuto 1'opportunita di collaborare e legare i loro destini in una sfida complessa dal punto di vista organizzativo. Forse il valore di un simile ritorno non e misurabile in dollari.
Di Tim Beardsley, redazione di "scientific american"
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