La Stazione Spaziale Internazionale deriva da un progetto nato nel 1984, quando il presidente americano Ronald Reagan invitò formalmente i capi di stato europei ad entrare a far parte di questo programma. Risale al 1988 la firma del primo accordo intergovernativo tra i paesi partecipanti: Stati Uniti, Canada, Giappone, e dieci paesi europei, tra cui l'Italia, rappresentati dall'Agenzia Spaziale Europea (ESA). Nello stesso periodo si avviarono negoziati tra ASI e NASA, che portarono alla firma di un accordo bilaterale nel dicembre del 1991, relativo allo sviluppo di tre unità per il trasporto logistico (Multi Purpose Logistic Module - MPLM), ossia dei moduli successivamente chiamati dall'ASI Leonardo, Raffaello e Donatello, per ricordare questi grandi Italiani.

Nel 1993, una ridefinizione del programma portò alla revisione dei due accordi citati. La firma del nuovo bilaterale tra ASI e NASA venne nell' ottobre 1997, mentre quella del nuovo accordo tra tutti i paesi partecipanti al programma risale al gennaio 1998. Perciò l'Italia partecipa al programma ISS sia attraverso l'accordo bilaterale con la NASA che come paese membro dell'ESA.

Gli accordi prevedono che il diritto di utilizzo della stazione spaziale sia in funzione dell'investimento iniziale. Il duplice accesso dell'Italia al programma permette quindi una grande flessibilità ed efficacia nella definizione dei piani di ricerca e sperimentazione, avendo la possibilità di dare a carichi ed esperimenti scientifici le opportunità migliori, sia in termini di pianificazione che di condizioni e potenzialità esistenti.

Molteplici sono i benefici che ci si aspettano dalla Stazione Spaziale Internationale: dagli evidenti aspetti politici, alle forti ricadute sul piano industriale, alle vaste potenzialità di ricerca scientifica e tecnologica.

Accordo NASA/ASI per MPLM

L'accordo relativo allo sviluppo dei moduli MPLM fu firmato nel dicembre 1991 e modificato nell'ottobre 1997 per tenere conto dei cambiamenti derivanti della nuova configurazione della stazione spaziale e dall'ingresso della Russia nel programma. Sulla base di tale accordo, l'ASI sviluppa e fornisce alla NASA tre unità di volo MPLM denominate Leonardo, Raffaello e Donatello, nonché il supporto alle operazioni dei moduli in cambio di opportunità di utilizzazione a bordo della stazione e servizi (trasporto e comunicazione) per carichi utili ed esperimenti italiani, nonché di opportunità di volo per astronauti italiani.  
 
 

Come è fatta la Stazione Spaziale Internazionale
 
Una volta completata nel 2006, la Stazione Spaziale Internazionale, costituirà una struttura reticolare lunga 95 m che sosterrà i pannelli solari per la generazione di energia elettrica, i radiatori per la dissipazione del calore in eccesso ed il complesso dei moduli pressurizzati. Su tale struttura saranno montati tutta una serie di elementi funzionali della stazione, tra cui un braccio robotizzato canadese, e quattro piattaforme per l'alloggiamento di carichi utili ed esperimenti esterni.

Una volta assemblato, l'intero complesso coprirà una superficie pari a quella di un campo di calcio. Lo spazio abitabile sarà di 1300 metri cubi (pari al volume di due jumbo jet) e comprenderà, tra gli altri, i seguenti laboratori:

DESTINY: Laboratorio multidisciplinare statunitense
CAM (Centrifuge Accomodation Module): Laboratorio ospitante la centrifuga per esperimenti in gravita variabile
COF (Columbus Orbital Facility): Laboratorio multidisciplinare europeo
Kibo: Laboratorio multidisciplinare giapponese
3 laboratori russi

I laboratori COF e Kibo includeranno anche piattaforme per il montaggio di esperimenti esterni. La stazione sarà abitata in maniera permanente durante i suoi previsti dieci anni di attività da un equipaggio di 7 astronauti.

Complessivamente, saranno necessari ancora una settantina di lanci, tra americani, russi ed europei, prima che la ISS sia completata e pienamente operativa.

Nella tabella seguente sono riportate le caratteristiche principali della stazione.

Caratteristiche Tecniche
 

Date Rilevanti
 

L'Italia nel progetto
 
Queste sono le sedici Nazioni che collaborano allo sviluppo della Stazione Spaziale Internazionale:

Belgio, Brasile, Canada, Danimarca, Francia, Germania, Giappone, Gran Bretagna, Italia, Norvegia, Olanda, Russia, Spagna, Stati Uniti, Svezia, Svizzera.

L'Italia svolge un ruolo particolarmente importante in questo programma, al quale partecipa in triplice veste: direttamente attraverso l'accordo bilaterale con la NASA già menzionato, fornendo i moduli logistici Leonardo, Raffaello e Donatello, nell'ambito dell'Agenzia Spaziale Europea, realizzando il laboratorio Columbus Orbital Facility (COF) e, grazie all'intesa con NASA ed ESA, costruendo due dei tre Nodi, ossia gli elementi di interconnessione tra i diversi moduli pressurizzati della ISS. I nodi forniranno inoltre i punti di attracco per i veicoli che periodicamente andranno a visitare la stazione stessa.

L'esecuzione del programma ISS è regolata da un accordo tra governi (inter- Governmental Agreement - IGA), firmato da quindici Paesi il 29 gennaio 1998 a Washington (aggiornando quello firmato nel 1988) e da quattro accordi, che da tale IGA discendono, che dettagliano le modalità di attuazione del programma.

L'accordo, firmato dal governo italiano, ha avuto sua applicazione tramite la sottoscrizione italiana dei programma ESA di partecipazione alla Stazione, per una contribuzione pari al 19%.

Principali elementi sviluppati dall'Italia: I moduli logistici Leonardo, Raffaello e Donatello

Gli MPLM (Multi Purpose Logistic Module) sono moduli pressurizzati per il trasporto verso la Stazione Spaziale Internazionale d'equipaggiamento, rifornimenti ed esperimenti mediante la navetta spaziale americana. I moduli vengono portati in orbita all'interno del vano di carico dello shuttle. Ogni MPLM può rimanere agganciato alla stazione per una settimana ed è accessibile agli astronauti che possono agevolmente compiere le operazioni di carico e scarico.

Al termine delle operazioni lo MPLM viene sganciato dalla stazione e riposto nella stiva dello shuttle per il ritorno a terra. Ciascun modulo è stato realizzato per effettuare 25 missioni nell'arco della sua vita operativa di dieci anni.

Lo MPLM ha una struttura cilindrica in alluminio del peso di circa 4500 kg realizzata con pannelli curvi saldati, di lunghezza 6,6 m e diametro 4,5 m. Il modulo è protetto da cosiddette coperte termiche e da pannelli che fanno da scudo in caso d'impatto con micrometeoriti. Le due estremità del cilindro sono chiuse da strutture tronco-coniche dotate di portelloni apribili per il caricamento di esperimenti e forniture logistiche a terra da un lato, e per l'accesso da parte degli equipaggi della stazione spaziale dall'altro. Onde assicurare un ambiente adeguato per gli astronauti, il modulo possiede sistemi di controllo dell'atmosfera interna, per il mantenimento delle temperature di tutti gli equipaggiamenti di bordo e della temperatura dell'aria. E’inoltre dotato di un sistema per la circolazione dell'acqua di raffreddamento degli armadi (detti anche "rack") frigoriferi, di un sistema di distribuzione della potenza elettrica alle apparecchiatura di bordo e di un computer per la gestione delle funzioni del modulo e dei sistemi di sicurezza.

I carichi sono ospitati negli armadi installati su tutta la superficie interna del modulo. Cinque di questi armadi contengono un servizio d'alimentazione elettrica e di refrigerazione degli esperimenti, qualora fosse necessario. Nel corso della permanenza in orbita i "rack' portati da terra vengono trasferiti nei moduli o nei laboratori della stazione; successivamente lo MPLM viene caricato con gli armadi da riportare a terra e reinserito nella stiva dello space shuttle per il rientro. In questi rack saranno inseriti apparecchiatura e materiali usati per le attività di ricerca in orbita, strumenti non più necessari ed anche rifiuti.

Principali caratteristiche dei moduli logistici Nodo 2 e Nodo 3

Nodo 2 e Nodo 3

I Nodi sono gli elementi d'interconnessione tra i diversi moduli pressurizzati della stazione e forniscono i punti d'attracco per i veicoli che periodicamente andranno a visitare la stazione stessa. In particolare il Nodo 2 ed il Nodo 3, a seguito dei recenti accordi tecnici tra NASA ESA ed ASI, presentano le seguenti funzioni :

• il Nodo 2 garantisce la connessione e la distribuzione delle diverse “utenzeâ€? (potenza, aria, comunicazioni) al laboratorio americano Destiny, al laboratorio europeo COF, al laboratorio giapponese Kibo e al modulo CAM che ospita la centrifuga. Esso fornisce inoltre i punti d'attracco per lo space sbuttle e gli MPLM; oltre a tali funzioni il Nodo 2 aumenterà il volume abitativo a disposizione degli astronauti.

• Il Nodo 3, anch'esso nell'attesa del lancio del modulo abitativo, ospiterà i sistemi e gli equipaggiamenti che assicurano l'abitabilità; si prevede inoltre che fornisca il punto d'attracco per il veicolo di salvataggio (Crew Rescue Vehicle - CRV), costantemente disponibile qualora fosse necessario un rientro d'emergenza.

La pianificazione dei Nodi prevede:

Utilizzazione della Stazione Spaziale Internazionale
 
Il PSN (Piano Spaziale Nazionale) 1998-2002 assegna una elevata priorità e risorse all'utilizzazione della Stazione Spaziale Internazionale, sia per esperimenti scientifici sia tecnologici; sono attualmente in corso specifiche iniziative per sollecitare proposte dalle comunità scientifica e industriale.

Ruolo italiano nella fase operativa e d'utilizzazione

L' ASI potrà utilizzare la stazione, per suoi carichi utili ed esperimenti, sia tramite la partecipazione al programma ESA, sia direttamente, che tramite l'accordo bilaterale con la NASA.

Tale duplice accesso permette una gran flessibilità ed efficacia nella definizione dei piani di ricerca e sperimentazione, data la possibilità di inviare carichi utili scegliendo sia i termini di pianificazione sia le condizioni e le potenzialità esistenti.

Opportunità d'utilizzazione rese disponibili all'Italia

Tali opportunità si traducono nella disponibilità, per carichi utili ed esperimenti italiani, di "accommodations� (volume pressurizzato e punti d'attacco esterni), "utilization resources� (potenza elettrica, ore astronauta, etc.) e servizi.

Qui di seguito vengono riassunte tali opportunità, suddivise nelle due vie di "accesso" italiano alla stazione: l'accordo NASA/ASI per il MPLM e la partecipazione al programma ESA.

"Accommodations" e "Resources" derivanti dall'accordo ASI/NASA

Il ruolo dell'industria italiana

La partecipazione alla Stazione Spaziale Internazionale implica un ruolo principale dell'industria italiana nello sviluppo degli elementi sopra descritti e nella successiva fase operativa.

Per i programmi gestiti direttamente da ASI, l'obiettivo è stato quello di massimizzare l'impegno ed il ritorno delle industrie italiane, compatibilmente con le disponibilità di finanziamenti.

Team Industriale MPLM

Partecipazione allo sviluppo degli elementi ESA
 
L'industria italiana gioca un ruolo rilevante nello sviluppo del COF e dell'Automated Transfer Vehicle (ATV). In particolare:

• Alenia Spazio è responsabile di tutte le attività di progetto, integrazione e prova del sistema meccanico del laboratorio COF e di tutte le attività di progetto, integrazione e prova del modulo di servizio che sarà portato in orbita dall'ATV;

• FiatAvio è responsabile del sistema di rifornimento in orbita dell'ATV;

• altre industrie italiane sono responsabili dello sviluppo di equipaggiamento e componenti per i due elementi citati;

• Datamat e Dataspazio sono responsabili dello svilu po del Software di volo per ATV.

Partecipazione allo sviluppo del Segmento di terra

Industrie specializzate nel settore, quali Telespazio, Vitrociset, Cap-Gemini, sono coinvolte nello sviluppo del Segmento di terra e nella successiva fase operativa.

Utilizzazione della Stazione

Date le potenzialità offerte dalla stazione, in particolare nel campo della ricerca e sperimentazione tecnologica, si prevede un forte coinvolgimento dell'industria in tale fase, anche quella che non ha partecipato allo sviluppo. Piani di promozione per un utilizzo commerciale della Stazione a medio-lungo termine sono in corso di attuazione.
 
 
 

Astronauti italiani
 
 

• Il Dr. Umberto Guidoni, già Payload Specialist nella missione shuttle STS-75 Tethered Satellite System (ASI/NASA) del febbraio 1996, ha completato con successo il corso di addestramento per Mission Specialist presso NASA nell'Aprile 1998 ed è stato assegnato alla missione STS-100, pianificata per aprile 2001, che porterà in orbita il modulo italiano Raffaello. Guidoni sarà il primo astronauta a rappresentare l'Europa a bordo della Stazione Spaziale Internazionale.

• La selezione avviata dall'ASI nel febbraio 1998 di due candidati astronauti è stata ultimata nell'agosto del 1998 con la nomina di Roberto Vittori e Paolo Nespoli. I due astronauti hanno concluso nell'agosto del 1999 il corso per Mission Specialist presso il johnson Space Center della NASA a Houston, Texas.

• Il consiglio dell'ESA ha approvato nel 1998 la costituzione di un singolo corpo astronauti europei integrando così i corpi astronauti dell'ESA, ASI, CNES (Francia) e DLR (Germania). Sulla base di questa risoluzione, l'ASI e l'Agenzia Spaziale Europea hanno siglato un accordo che integra Guidoni, Vittori e Nespoli nel corpo degli astronauti europei sotto direzione ESA.

Costi

Gli investimenti italiani nella Stazione Spaziale Internazionale sono così riassunti:

Partecipazione nei programmi ESA
 

Programma nazionale
 

Una stella nel cielo

Con il continuo arrivo di nuovi elementi, da terra la Stazione Spaziale Internazionale ci apparirà sempre più brillante, superando per la luminosità anche le stelle di prima grandezza. Una volta completata, avrà inizio, per almeno dieci anni, e probabilmente più, la fase dell'effettiva utilizzazione di questa meraviglia ingegneristica.

La stazione sarà innanzitutto un enorme laboratorio di ricerca dove verranno condotte, con possibilità senza precedenti, ricerche e studi dai quali possiamo attenderci risultati tangibili e ricadute destinate ad essere parte, in un prossimo futuro, della nostra vita quotidiana.

Gli studi e le ricerche effettuate sulla Stazione ci permetteranno di mettere a punto nuovi trattamenti farmacologici contro i tumori, nuovi vaccini, ma anche nuovi materiali e leghe metalliche dalle caratteristiche innovative, nuovi processi produttivi e tecnologie con potenzialità commerciali. 
 
 
Fonte www.esa.int