Si parla spesso dei milioni di frammenti spaziali che fluttuano incontrollati in orbita terrestre, e del pericolo che rappresentano. Ora un cacciatore di rifiuti celesti è passato dalle parole ai fatti, e ha sperimentato la prima di una serie di tecniche per sbarazzarsi di questi detriti.
RemoveDEBRIS, un progetto dell'Università del Surrey (Regno Unito), ha imprigionato in una rete un piccolo CubeSat liberato poco prima, che ha recitato la parte di un finto pezzo di spazzatura cosmica. La cattura è stata efficace e fulminea - nonché piuttosto spettacolare, come si vede nel video in apertura.
In azione. Il satellite dimostrativo di 100 kg è stato rilasciato a giugno dalla ISS, dove era arrivato ad aprile. Domenica 16 settembre si è cimentato nel primo esperimento a 300 km da Terra: nel filmato si vede il CubeSat roteare velocemente a 6-8 metri di distanza, come farebbe un "vero" detrito, poco prima di essere catturato da un'ampia rete, lanciata dal satellite.
Fuori uno. Normalmente rete e preda rimarrebbero agganciate al satellite, fino ad essere scaricate in atmosfera. In questo caso, sono state lasciate cadere in autonomia: in un paio di mesi dovrebbero rientrare, polverizzandosi prima dell'impatto. RemoveDEBRIS rimarrà in missione, concentrato sui prossimi obiettivi: il test di un nuovo sistema di telecamere per tracciare i detriti in orbita e, nel 2019, quello di un arpione all'estremità di un braccio estensibile, per colpire il detrito e mandarlo fuori orbita.
A fine missione, RemoveDEBRIS espellerà inoltre una vela pensata per aumentare l'attrito e nel contempo ridurre i tempi di ingresso in atmosfera, una soluzione che potrebbe essere implementata sui satelliti per favorirne l'uscita di scena.
Asfissia. Se un astronauta finisse alla deriva nello Spazio (come accade nel film Gravity), la sua tuta per attività extraveicolari (Extravehicular Mobility Unit, EMU) gli garantirebbe ossigeno per altre otto ore e mezza. Finita anche questa riserva, esposto al vuoto dello Spazio, il cosmonauta perderebbe coscienza in 15 secondi. La morte sopraggiungerebbe subito dopo, come dimostra la tragedia occorsa nel 1971 a tre astronauti russi, di rientro sulla Terra a bordo della Sojuz 11. A 167 km dall'arrivo una valvola d'aria si ruppe, facendo fuoriuscire nello Spazio l'ossigeno presente nell'abitacolo. I tre morirono asfissiati prima di toccare Terra. Nella foto: l'astronauta USA Bruce McCandless, il primo a utilizzare una Manned Maneuvering Unit (MMU) durante una passeggiata spaziale, senza rimanere agganciato a un cavo di sicurezza.
Foto: © NASA
Depressurizzazione. Esposti al vuoto dello Spazio, gli sfortunati astronauti correrebbero anche un altro pericolo: senza la pressione atmosferica a bilanciare lo scampio gassoso con l'esterno, i loro polmoni si espanderebbero fino a lacerarsi, e l'acqua nei tessuti molli evaporerebbe, gonfiando il corpo come un pallone e portando gli organi interni ad espellere violentemente il loro contenuto. Il tutto, accadrebbe in 90 secondi, come hanno mostrato gli esperimenti, avvenuti nei primi decenni di esplorazione spaziale, su alcuni eroici astronauti animali. Nella foto, Luca Parmitano all'uscita dal modulo pressurizzato della ISS, durante la sua prima EVA.
Foto: © NASA
Ustioni solari. Senza lo strato di ozono atmosferico a filtrare la maggior parte delle radiazioni ultraviolette del Sole, la pelle degli astronauti sarebbe virtualmente esposta a tutti i pericoli del Sole: i cosmonauti riporterebbero gravissime ustioni, cancro alla pelle e invecchiamento precoce dell'epidermide. Fortunatamente tutto ciò non può accadere con la tuta, l'unica parte trasparente della quale è il casco visore, protetto da vari strati di filtri solari. In foto: il Sole davanti alla ISS, e la Terra sullo sfondo.
Foto: © STS-129 Crew, NASA
Radiazioni. Più concreto è il rischio di morire per le radiazioni spaziali, normalmente schermate dal campo magnetico terrestre. È stato calcolato che in un viaggio di 253 giorni verso Marte, un astronauta accumulerebbe una quantità di radiazioni pari a quella che riceverebbe sottoponendosi a una radiografia ogni 5-6 giorni (qui la simulazione di una missione su Marte alle isole Svalbard). Sulla ISS, molto vicina alla Terra, la quantità di radiazioni ricevuta è minore: gli astronauti sono esposti a circa 1 millisievert di radiazione ogni giorno, circa la stessa quantità che riceviamo sulla Terra in un anno, da fonti naturali.
Foto: © Jake Maule
Proiettili spaziali. Quella dei detriti spaziali liberi di fluttuare nei dintorni della ISS è una minaccia reale. Nel marzo 2012, 6 astronauti della ISS dovettero raggiungere in tutta fretta le due Soyuz agganciate alla stazione spaziale per il timore che un detrito orbitale proveniente da un satellite russo andato a pezzi potesse impattare con la base orbitante. Fortunatamente l'impatto non ci fu, ma il frammento passò a soli 11 km dalla ISS. La Nasa monitora circa 500 mila rottami spaziali in orbita intorno alla Terra, ma ci sono probabilmente detriti più piccoli che non vengono visti. Qui, un relitto di razzo Ariane dell'ESA ritrovato quest'anno in Amazzonia.
Foto: © REUTERS/Tarso Sarraf
Polveri spaziali. Rispetto alle collisioni con detriti o alle radiazioni questa potrà non sembrare una grande minaccia, ma anche le polveri spaziali rappresentano un pericolo per chi è impegnato in missioni a lungo termine. In particolare, dovranno guardarsene i futuri coloni marziani: le polveri ricche di silicati che si trovano sulla superficie del Pianeta Rosso, se inalate provocherebbero patologie polmonari simili a quelle che colpiscono chi lavora in miniera, tra le polveri di carbone. Cariche di elettricità statica, si attaccherebbero alle tute spaziali, finendo per contaminare l'habitat interno delle colonie. Nella foto, un diavolo di sabbia marziano alto 20 km, fotografato dal Mars Reconnaissance Orbiter.
Foto: © NASA/JPL-Caltech/UA
Compromissione del sistema immunitario. La microgravità mette a dura prova anche la risposta immunitaria dell'organismo degli astronauti. In orbita e subito dopo il rientro a Terra si contraggono più spesso infezioni: l'assenza di peso sembrerebbe infatti interferire con l'attivazione dei linfociti T, che proteggono il corpo umano dall'attacco di patogeni. Uno studio del 2005 ha dimostrato che la microgravità "zittisce" 91 dei 99 geni che comunicano ai linfociti T di agire. Creando nel corpo degli astronauti un'immunodeficienza temporanea paragonabile a quella causata dal virus dell'HIV (nella foto).
Foto: © ScienceVU/CDC,/Visuals Unlimited/Corbis
Osteoporosi. Nelle ossa di una persona sana, osteoclasti e osteoblasti lavorano all'unisono per mantenere il tessuto osseo in vigore. Ma nello Spazio, questo equilibrio si rompe e le ossa invecchiano precocemente: è la tanto temuta osteoporosi, che provoca continue fratture anche tra gli anziani terrestri e che determina, negli astronauti, una perdita di massa ossea che può arrivare al 20%. Ecco perché nella tabella di marcia degli astronauti sono obbligatorie almeno 2 ore e mezza di esercizio al giorno: NASA ed ESA sono sempre al lavoro su programmi alimentari, ormonali e di allenamento che contrastino il processo di degradazione ossea. (Nella foto, Samantha Cristoforetti alle prese con la sua prima cyclette spaziale).
Foto: © @AstroSamantha, ESA
Perdita della vista. Il rallentamento del passaggio del sangue nei vasi sanguigni in microgravità, e il cambiamento della struttura di occhio e nervo ottico in orbita fanno sì che fino al 60% degli astronauti al lavoro sulla ISS sperimenti, prima o poi, una perdita dell'acuità visiva più o meno grave. Nel 2007 l'astronauta canadese Robert Thirsk subì un danno tale che doveva farsi aiutare a mettere a fuoco le fotocamere di bordo. Talvolta questi danni sono irreversibili, più spesso no, ma possono mettere a repentaglio la sicurezza dell'equipaggio in fase di manovra.
Foto: © NASA
Disordini mentali. Tutti questi rischi, uniti alla difficoltà di adattamento all'ambiente microgravitario, agli intensi ritmi di lavoro e alla distruzione dei ritmi circadiani possono creare negli equipaggio stress, sbalzi d'umore e disordini mentali. Gli astronauti sono reclutati anche in virtù del loro equilibrio e della capacità di resistere allo stress psicologico; finora, nessuno sulla ISS ha riportato problemi psichici seri, anche se in molti hanno registrato disturbi d'ansia o depressivi. I rischi aumentano in caso di missioni di lunga durata: ecco perché, in vista di possibili missioni su Marte, si moltiplicano gli esperimenti per mettere alla prova la tenuta emotiva degli equipaggi (nella foto, la tenuta emotiva dell'equipaggio di Mars 500, un esperimento di simulazione di una missione marziana).
Foto: © ESA
