Stazione spaziale internazionale, da 20 anni la nostra casa nello spazio

La luce è sempre accesa dal 2 novembre del 2000, quando i russi Yuri Gidzenko e Sergei Krikalev, e l’americano William Shepherd aprirono il portello dalla Soyuz che avevano appena ormeggiato al “porto” orbitante, e per la prima volta trascorsero una missione di lunga durata nella nuova base. Da quel giorno l’umanità ha avuto la sua casa nello spazio che per 20 anni non è mai rimasta vuota.
 
La Stazione spaziale internazionale è un avamposto che sfreccia sul confine della nuova frontiera. Viaggia a quasi otto chilometri al secondo a 400 km di quota. Il lavoro che si svolge lassù, ricerca scientifica, medica e tecnologica, e il suo balcone affacciato sul mondo, ci hanno raccontato molto su noi stessi, quaggiù. Siamo diversi, da quando l’uomo ha una dimora nello spazio, fuori da una “comfort zone” che è la nostra atmosfera e, anche se sembra controintuitivo, anche la gravità: “L'esperienza della Stazione spaziale internazionale ci ha insegnato che lo spazio e la microgravità vanno considerati come ambiente a parte - spiega l’astronauta dell’Esa Luca Parmitano - siamo abituati a vedere l'uomo vivere, evolversi, lavorare sulla Terra. Abbiamo visto nei primi anni del volo spaziale cosa significa la difficoltà di esplorazione sulla superficie e con la gravità lunare, ridotta a un sesto rispetto a quella terrestre”.
 
Da allora oltre 240 persone di 19 Paesi hanno visitato l’avamposto spaziale, che viene considerato, a buon diritto, tra i più ambiziosi e complessi progetti della storia dell’umanità, paragonabile al Cern. Per assemblarla in orbita sono serviti 42 lanci, 37 americani con lo Shuttle e cinque russi. Così ha preso forma nel tempo, dal 1998, data del lancio dei primi due moduli, uno russo e uno americano, al 2011. Grande come un campo da calcio, con un volume abitabile pari a quello “di una casa con sei stanze” secondo la Nasa, o come un Boeing 747. E nonostante la leadership delle due potenze mondiali sia stata indiscutibile, una buona parte della Iss è made in Italy: moduli forniti alla Nasa tramite l’Agenzia spaziale italiana, costruiti a Torino da Alenia Spazio (poi Thales Alenia Space), eccellenza nel settore dei moduli pressurizzati: “Oltre il 40 per cento del volume abitabile della Iss è stato costruito nel nostro Paese - sottolinea Massimo Comparini, amministratore delegato di Thales Alenia Space Italia - un’esperienza che risale agli anni ‘90 con lo sviluppo di moduli per lo Shuttle”. Thales produce anche le strutture per le navette cargo che fanno la spola con i rifornimenti e gli esperimenti scientifici. La collaborazione italiana tramite l’Asi ha permesso di ottenere dalla Nasa posti in più per le missioni dei nostri astronauti.

Quando ancora c’erano i lavori in corso, e la base era in costruzione, il primo europeo a metterci piede è stato l’astronauta italiano Umberto Guidoni, che ha vissuto una transizione (il primo di quattro italiani). Era da poco iniziato il nuovo millennio. Nello spazio non era solo più questione di andarci, ma di viverci: “Lo Shuttle doveva essere veicolo che portava da Terra a qualche altra parte, ma era sempre stato usato come una piccola stazione spaziale che stava in orbita fino a due settimane - spiega Guidoni, che entrò nella Iss ad aprile del 2001 - con la Iss finalmente iniziò a fare il suo mestiere. È stato un cambiamento epocale, siamo passati ad astronauti addestrati per permanenze in orbita di pochi giorni a una generazione in grado, come addestramento, di restarci fino a un anno. Ed è stato un cambiamento epocale anche per la collaborazione internazionale che si è venuta a creare, fondamentale perché è cambiato il modo di lavorare, con equipaggi di europei, americani, russi, giapponesi, canadesi. Ci si addestra a Houston e in Russia, si mettono a fattore comune le tecnologie. Un modo diverso di concepire lo spazio, il modo giusto”.

 
Fu una specie di rivoluzione, anche come qualità della vita: “Come passare da un monolocale a bella villa a più piani, c’erano ambienti separati, spazi privati, cosa che lo Shuttle non aveva - racconta Guidoni, che visitò una Iss ancora a metà del suo completamento - per me fu speciale perché era il 2001, un modo di rivivere 2001 odissea nello spazio. Certo, non era la Stazione 5 e non c’era Hal 9000. Anche se uno dei computer di bordo in effetti ci tradì. Avevamo aggiunto un modulo e dovevamo modificare il software. Abbiamo aggiornato il sistema operativo e il computer è morto. Non era un problema grave se non che, come Hal 9000, era quello che controllava tutto. Abbiamo perso contatto con la Terra e per 24 ore c’è stata una attività intensa per sostituirlo”.
 
La ricerca nello spazio per la Terra
L'ambiente spaziale è unico, non è ricreabile sulla Terra. La Iss è in costante “caduta”, ma non precipita mai perché è velocissima. Così si annulla l’effetto del peso. Si fluttua. Per questo motivo sono oltre 3.000 gli esperimenti scientifici che gli astronauti hanno condotto qui. E abbiamo imparato tanto: "Negli ultimi 20 anni abbiamo studiato l’uomo e la sua fisiologia, la capacità di adattamento e di evoluzione in un ambiente in cui l’accelerazione di gravità è praticamente azzerata - continua Parmitano - e quali sono gli effetti, quasi tutti negativi, e come controbatterli”.
 
Medicina, farmaci, tecnologie che portiamo in tasca. Si chiama fallout, la ricaduta della ricerca da ambiti di avanguardia come lo spazio, alla vita quotidiana: “Siamo circondati da tecnologia spaziale, che nasce da specifici requisiti. Nessuno si inventa mezzi, sistemi e tecnologie se non per rispondere a precisa necessità - riprende AstroLuca - il bello della tecnologia e della scienza sviluppate a bordo è che vengono usate anche sulla Terra”

 
Gli esempi sono tanti fin dall’epoca delle missioni Apollo:”Abbiamo quasi tutti in tasca uno smartphone, che utilizza la miniaturizzazione sviluppata per alleggerire le componenti dei mezzi spaziali. Posso fare tre esempi di scienza che ha ricadute per la vita sulla Terra - continua Parmitano - da 20 anni a bordo della Iss studiamo la regolazione della pressione sanguigna, le conoscenze acquisite in questi studi, dell’adattamento alle condizioni in orbita, sono usate tutti i giorni nella medicina a terra, negli ospedali e nei laboratori. Sappiamo che in condizione di microgravità, nello spazio, le ossa perdono di densità. La ricerca fatta a bordo sull’osteoporosi ha permesso di capire meccanismi complessi che regolano la distruzione cellule delle ossa e una comprensione molto più ampia delle patologie. Il terzo esempio è l’utilizzo protocolli remoti per la telemedicina. Il software usato nella telechirurgia dai chirurghi per muovere braccia robotiche è identico a quello usato a bordo per muovere il Canadarm, il braccio robotico che si trova all’esterno della Stazione spaziale. Un software sviluppato per manipolare strumenti molto complessi. È uno scambio continuo, un circolo virtuoso, un loop tra terra e spazio”.
 
In due decenni gli investimenti delle agenzie spaziali e dei governi, il lavoro di ingegneri e astronauti hanno dimostrato che vivere nello spazio è possibile per lunghi periodi. Le missioni durano in genere cinque o sei mesi. Ma c’è chi, come Scott Kelly, ha trascorso un anno ininterrottamente sulla Iss, assieme al collega russo Michail Kornienko. Il confronto col fratello gemello di Kelly, anche lui astronauta, rimasto a Terra, ha permesso di studiare ancora più a fondo le conseguenze sul corpo umano di una lunga permanenza in microgravità. Per conoscerne i rischi, soprattutto prima di inviare qualcuno in missioni che dureranno anni, verso Marte. Anche se è molto più “vicino”, infatti, lo spazio è ancora una frontiera, secondo Parmitano: “Possiamo considerare una frontiera superata solo quando siamo diventati dei coloni, quando abbiamo del tutto conquistato un ambiente. Guardiamo alla nostra storia: una volta il Far west o lo Yukon in Canada erano solo per persone che andavano all'avventura, in cerca di oro, argento, ricchezza, non un luogo per tutti, non un luogo per famiglie. Nel mondo spaziale è la stessa cosa: all’orbita bassa può accedere ancora un numero limitato di persone che con grinta, tenacia e addestramento, possono viverci. Ma come professionisti. Ci stiamo avvicinando a renderla accessibile a numero sempre più largo di persone ma non possiamo dire che non sia ancora un luogo di frontiera”. Il pensiero non può non correre all’incidente accaduto proprio a Parmitano: un guasto al sistema di raffreddamento durante un’attività extraveicolare, che ha fatto confluire acqua nel casco, rischiando di farlo affogare nel 2013.

 
Ma proprio come i pionieri che aprono la strada, tutti quelli che finora hanno rischiato la propria vita per affrontare l’ignoto, da Gagarin a Samantha Cristoforetti, hanno reso lo spazio più democratico assieme allo sforzo di nazioni che hanno creduto nei benefici del progresso. Hanno aperto fronti e mercati nuovi: tecnologici, scientifici e anche turistici. I progetti di aziende private adesso si fanno concreti. Dallo sviluppo di piattaforme orbitali per nuovi esperimenti al trasporto di semplici (danarosi) turisti per fare un salto oltre la linea di Karman, quei 100 chilometri di quota che segnano convenzionalmente la fine della nostra atmosfera, per vedere la Terra dall’alto. E presto, chissà, anche attorno alla Luna.
 
Lavorare, vivere, divertirsi
“La Stazione è un laboratorio, abbiamo scoperto che nello spazio possiamo acquisire conoscenze importanti per l’intera razza umana. Quindi per dodici ore al giorno non hai bisogno di inventarti quello che devi fare, te lo dicono da Houston - racconta Paolo Nespoli, ex astronauta dell’Esa, a bordo della Iss per tre volte, dal 2007 al 2017, per un totale di 313 giorni trascorsi nello spazio - si lavora il massimo possibile, cercando di non inciampare l’uno nell’altro. Nelle restanti 12 ore ti lasciano stare. Controlli le mail, hai a disposizione un telefono, puoi guardare un film, a volte mangi con gli altri astronauti. E puoi guardare la terra che ti scorre sotto i piedi. Una visione incredibile”.

 
Nespoli ha documentato in un libro fotografico, Interior Space, l’ambiente in cui vivono gli astronauti, anche dal punto di vista di chi ha abitato la Iss quando ancora era in costruzione e poi, dieci anni dopo, quando era diventata ormai pienamente operativa: “In dieci anni ho potuto apprezzare la differenza. All'inizio la maggior parte del tempo era impiegato a farla funzionare. Ora si lavora principalmente sugli esperimenti. Sono immagini che hanno a che vedere con l’archeologia spaziale, a metà strada tra la documentazione e l’aspetto artistico. Celebra l’interno della stazione, non gli astronauti ma le strutture, il passaggio degli esseri umani nella Stazione che è un ambiente nel quale abbiamo duplicato la Terra. Attorno c’è un ambiente ostile, questo è un manufatto che ti permette di vivere e lavorare” spiega Nespoli.
 

 
Le immagini di Nespoli mostrano quello che a un “terrestre” potrebbe sembrare un caos. Dispositivi, attrezzi, schermi, cavi attaccati un po’ ovunque. Nello spazio non esiste alto e basso e soprattutto qualsiasi cosa va fissata alle pareti per evitare di perderla mentre fluttua per la stazione: “Chiamarlo caos non è del tutto scorretto - ammette - in casa si è abituati ad avere il soffitto e il pavimento sgombri, puliti. Nella stazione il soffitto è a 360 gradi dove devono trovare spazio esperimenti, equipaggiamenti. È come se in 100 metri quadri tu debba avere tutto quello che ti serve per vivere, compresi cose che sulla Terra diamo per scontate, come acqua e ossigeno, perché ci pensa la Natura”.
 

 Almeno per due ore al giorno gli astronauti devono fare esercizio. Per impedire che i muscoli si atrofizzino, le ossa si indeboliscano, in definitiva, che il corpo si adatti troppo allo spazio, dove l’assenza di peso rende più inutili del solito diverse funzioni. Il dialogo con la Terra è costante non solo per le attività operative scientifiche di bordo. Si fa divulgazione, con le scuole, con collegamenti in diretta o registrando video lezioni di fisica, che nello spazio riescono particolarmente bene.
 
E dopo un’epica spaziale messa in musica, da Bowie in avanti, era impossibile che lassù qualcuno non pensasse di portarsi una chitarra. O un flauto. Sono stati diversi i momenti “musicali” in orbita. Chris Hadfield, astronauta canadese con la passione per la musica folk, portò una chitarra per registrare alcune sue canzoni (Jewel in the Night è la prima canzone registrata nello spazio, trasmessa a Natale 2012) e un video in cui interpreta Space Oddity. Cady Coleman si portò il flauto traverso. Nel 2011 il mondo assistette al primo duetto tra lo spazio e la Terra, quando Coleman eseguì Bouree niente meno che con il leader dei Jethro Tull, Ian Anderson. La Nasa ha raccolto alcune di questi episodi musicali in orbita, dalla Salyut allo Shuttle, fino alla Iss, sulla quale sono approdati anche fiati, tastiere e strumenti più esotici.

 
Una finestra sulla Terra
Per oltre dieci anni, gli astronauti che vivevano nella Iss, hanno guardato il mondo da un oblò. “C'erano alcune porte sui moduli russi, una finestra sul modulo Destiny - ricorda Guidoni - il più grande dolore è stato non potermi affacciare dalla Cupola”. Più che una finestra, una vetrata con vista sul Pianeta, fatta di segmenti che corrono a 360°. È uno dei moduli costruiti a Torino da Alenia Spazio (ora Thales Alenia Space Italia), concepito per manovrare il Canadarm, il braccio robotico per le operazioni esterne, e per osservare attracchi e sganci delle capsule. È diventato il luogo più caro a tutti gli astronauti che sono passati di là, perché da lì si può guardare la Terra scivolare sotto i piedi o sopra la testa, perché sopra e sotto non contano.

 
Da lì scattano le immagini potenti che fanno il giro del mondo, la bellezza pura del nostro Pianeta visto da 400 chilometri di altezza, in tutta la nostra fragilità: “Questa visione ha cambiato il il modo in cui concepiamo la Terra - spiega Nespoli - vedi continenti interi, non i confini. Siamo tutti assieme su questa Terra che all'inizio ti sembra bella e fragile. Se ci pensi però capisci che non è lei a essere fragile. ma lo sono le condizioni che permettono a noi di abitarla. Se noi non ci fossimo, la Terra ci sarebbe comunque. Sta qui da quattro miliardi e mezzo di anni, noi da poche migliaia. Contiamo poco. Questa consapevolezza ti viene quando sei in orbita e la guardi da lontano. Lo chiamano overview effect, la visione d'insieme. Vedi l’atmosfera, è molto piccola, una nebbiolina fine, e ti viene da pensare che quello è un muro che separa noi la sotto con i nostri piccoli confini, dal resto dell’universo, che è il vuoto”.
 
Oltre a mozzare il fiato, la visione della Terra dalla cupola e le foto che gli astronauti come AstroPaolo o Parmitano hanno scattato da lassù hanno dato una spinta decisiva anche alla consapevolezza che quaggiù la situazione sta diventando drammatica. La potenza divulgativa delle foto dall’orbita ha fatto degli astronauti degli “ambasciatori della Natura”, perché hanno visto con i propri occhi, sono i testimoni dei cambiamenti climatici e dell’inquinamento con cui stiamo avvelenando quel sottile velo che ci protegge dall’infinito vuoto. E lo hanno condiviso col mondo, la politica e l’opinione pubblica: “Gli ultimi anni sono stati impegnativi per tutti dal punto di vista della realizzazione di quanto l’impatto del clima stia destabilizzando molte aree del Pianeta in maniera sempre più frequente e violenta - osserva Parmitano -  è facile per chi non è coinvolto ignorare quello che succede. Se vivo in Germania, e vengo a sapere di un incendio in Australia, non mi rendo conto della scala e delle dimensioni. E nemmeno del tipo di devastazione di un tifone o un’inondazione nel Sudest asiatico. La cupola ha offerto un punto di vista unico, umano, sul Pianeta e su questi fenomeni. Ora esseri umani sono stati e sono testimoni di quanto i cambiamenti climatici ci colpiscano. È uno strumento di consapevolezza che dobbiamo continuare a usare, sperando che chi ha in mano le chiavi dell’azione voglia far seguire iniziative di recupero. Lo stesso vale per chi elegge coloro che sono e saranno alla guida dei Paesi: bisogna dare consapevolezza alla cittadinanza e una spinta a migliorare la comprensione degli effetti di questo fenomeno”.

 
Una stazione privata
La vita della Stazione spaziale internazionale, così come la conosciamo, si sta esaurendo. Ci sarà una staffetta in orbita, di attori e tecnologie. Le attività andranno avanti fino a che i Paesi che contribuiscono (sono una ventina) continueranno a finanziare il suo (costoso, centinaia di miliardi da quando ha iniziato a prendere forma) mantenimento. Si arriverà almeno fino al 2028. Nel frattempo sono entrati in scena i privati. SpaceX è la prima compagnia aerospaziale ad aver inviato rifornimenti verso la Iss con un contratto per la Nasa. Ed è stata la prima azienda privata ad aver lanciato degli astronauti nello spazio, consentendo all’America l’accesso autonomo all’orbita dopo la fine del programma Shuttle, con la Crew Dragon, nel 2020. Com’è accaduto nel passato, dove i governi hanno spianato la strada, si sono aperte opportunità di business che piano piano porteranno compagnie commerciali a sfruttare lo spazio. Per fare ricerca scientifica e tecnologica soprattutto. Ma anche turismo o, perché no, spettacolo.
 
A partire del 2024 infatti, la Iss si ingrandirà. Per la prima volta sarà aggiunto un segmento privato, quello della statunitense Axiom space che, quando il laboratorio orbitante sarà dismesso, userà quelle stanze come nucleo per la prima Stazione spaziale privata. Ma già da prima inizierà a vendere biglietti a chi è interessato a trascorrere qualche giorno in orbita. Siano ricercatori e scienziati di aziende interessate a investire nello sviluppo di nuovi prodotti o processi, ricchi turisti o star di Hollywood. Il futuro immaginato adesso è molto più veloce e la nuova Stazione spaziale sarà molto diversa dalla prima.
 
E, in parte, anche questa sarà made in Italy. Almeno due moduli saranno infatti costruiti a Torino da Thales Alenia Space Italia: “Nel 2020 concepiamo strutture che andranno su tra il 2024 e il 2028, rispetto all'inizio quando servivano dieci o più anni, l’orizzonte temporale è abbreviato, la progettazione è più rapida - afferma Comparini - a Torino usiamo modelli digitali dei moduli pressurizzati. Quando visitai il modello dello Shuttle rimasi scioccato, usavano ancora le valvole termoioniche, che risalgono agli anni ‘70. Tutto d’ora in poi sarà basato su tecnologia più attuale e affidabile. Sia per la stazione Axiom, che per gli ambienti che stiamo progettando per la stazione spaziale lunare, il Gateway. Ora si tratta di creare anche condizioni di comfort, questo ha un forte impatto sul modo in cui vengono progettate le strutture”. Basta pensare alla Crew Dragon, capsula il cui design ricorda davvero un film di fantascienza, rispetto alle vecchie, seppur affidabilissime Soyuz. O allo stesso Shuttle.
 
E fa sembrare tutto più facile, come se lo spazio fosse davvero più vicino. Mentre l’orbita bassa diventa più “democratica”, la frontiera si sposta un po’. A quattro passi cosmici c’è la Luna, con programmi di esplorazione dei governi e delle agenzie che apriranno ancora nuove strade. Come è stato con la Iss, sarà indispensabile che i Paesi si mettano insieme per riuscirci, contenere i costi e unire le conoscenze: “Non vedo altra soluzione rispetto alla collaborazione internazionale per i prossimi passi verso la Luna e oltre. E non vedo nemmeno motivo di cercarla - conclude Parmitano - il programma della Iss è stato un grandissimo successo multidecennale, con il supporto di cinque agenzie che vedono 26 paesi lavorare insieme. È la base del suo successo, e il suo motivo”. Forse la più grande lezione che la Stazione spaziale internazionale ci ha insegnato.