"EverySpace Magazine - #5" by Simone La Torre

“EverySpace Magazine - #5” 27 gennaio 2013 Distribuzione gratuita online ISBN: 9788897004271

Gennaio 2012 - Distribuzione gratuita in Italia

Magazine

EverySpace S.r.l.

ESM - #5

“EverySpace Magazine” - Numero 5 Data di pubblicazione online: 27 Gennaio 2013 Responsabile della pubblicazione: Issuu Ideatore del progetto “EverySpace Magazine”: Simone La Torre Direttore Responsabile e Direttore Editoriale: Michele Caruso Società responsabile del progetto: EverySpace S.r.l. Presidente: Simone La Torre Direttore Generale: Mattia Stipa Sito web: www.everyspacedivision.com ***** Supplemento del giornale di informazione e cultura "Vento nuovo". Registrazione Tribunale di Roma n. 43 del 24.02.2010 Pubblicazione a cadenza saltuaria. ***** La totalità degli autori e dei collaboratori di “EverySpace Magazine” fornisce il proprio contributo a titolo gratuito, accettando ogni responsabilità in caso di contestazioni di diritti d’autore e proprietà intellettuali in merito ai propri articoli. La Redazione di “EverySpace Magazine” resta a disposizione degli aventi diritto, per quei casi in cui non è stato possibile risalire ai detentori di proprietà intellettuali di concetti, citazioni, o immagini utilizzate in questo numero. ***** Le inserzioni pubblicitarie su queste pagine, qualora presenti, sono a pagamento. ***** Supervisione editoriale, grafica, impaginazione e garanzia di qualità tecnica a cura di EverySpace S.r.l. Responsabile del processo di revisione linguistica degli articoli: Simone La Torre “EverySpace Magazine” è un progetto esclusivo di EverySpace S.r.l.

ESM - #5 Indice

Ciao Giorgio! di M. Stipa

EVA e tute spaziali. di A. S. Mezzapesa

Un cielo di cervelli in volo sopra l’Italia! di M. Caruso

L’ATV. di A. Montani

Le fasce di Van Allen.

di A. Pizzoferrato

23 28

Modulo “Columbus”, agganciato alla Stazione Spaziale Internazionale.

La Stazione Spaziale Internazionale (ISS). di A. Menchinelli.

Soddisfa la tua curiosità!

ESM - #5

Ciao Giorgio! Carissimi lettori, Purtroppo questo mese mi trovo a dover rubare lo spazio solitamente riservato all’introduzione per riportare una brutta notizia: il 16 Gennaio 2013 è scomparso Giorgio Perrotta, uno dei giganti dello spazio italiano. In questi anni Giorgio è stato per me sia un maestro sia un grande amico. Mi risulta difficile spiegare in poche righe chi fosse Giorgio. Lui è stato uno dei più grandi ingegneri italiani. La sua vita lavorativa è iniziata nello stesso periodo in cui nascevano le prime aziende ad alta tecnologia del nostro paese. Lui si vantava di avere avuto il badge n°6 dell'allora Selenia, oggi Thales Alenia Space. Negli anni in cui l'Italia emergeva nel settore spaziale, lui partecipava a tutti i maggiori progetti nazionali. Innumerevoli progetti sono nati dalle sue idee e molti altri sono ancora chiusi nei suoi cassetti, in attesa di tempi migliori. Giorgio è sempre stato un precursore in grado di vedere i problemi prima di chiunque altro e di studiare una soluzione con anni di anticipo rispetto al resto del mondo. Un'altra sua grande qualità era la sua fiducia nei giovani. A lui è sempre piaciuto circondarsi di giovani menti ed istruirle. Io stesso ho avuto la fortuna di essere tra queste. L'ho incontrato quando ero ancora uno studente universitario ed ho lavorato per lui per 5 anni. Giorgio era in grado di insegnarti le cose più complesse con una grande semplicità e sapeva parlare adattandosi al livello di chiunque. Ha sempre mostrato enorme umiltà ed umanità oltre ad una passione smisurata per il suo lavoro. Molto di ciò che conosco oggi lo devo a lui e come me molti altri ingegneri, giovani e meno giovani, che hanno avuto la fortuna di lavorarci nel corso degli anni. In questo momento il mio pensiero va alla sua famiglia, alla moglie Cecilia, ai figli e ai nipoti che tanto amava. Ciao Giorgio, ci mancherai!

Mattia Stipa

Direttore Generale e Co-Fondatore di EverySpace S.r.l.

“EverySpace Magazine”,

Lo Spazio, Semplicemente!

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ESM - #5

Un cielo di cervelli in volo sopra l’Italia! di Michele Caruso Direttore Responsabile ed Editoriale di “EverySpace Magazine”.

Trovandomi a Parigi per motivi di studio, ho pensato, per quest’editoriale, di addentrarmi in un argomento molto caro alla ricerca scientifica in genere ed all’Italia in particolar modo: la fuga dei cervelli. La domanda di fondo è: che cosa cercano, fuori dall’Italia, i cervelli che fuggono? In prima battuta: più meritocrazia, più senso civico, ed una personale stabilità economica. E le statistiche, in questo senso, confermano che gli italiani che hanno scelto di migrare sono riusciti a migliorare la propria condizione lavorativa e sociale. Inutile dire, quindi, che la maggior parte di loro non ha alcuna intenzione di tornare a casa: «un’emorragia - scrive Enrico Caporale sulle pagine de La Stampa - di idee (e soldi) a vantaggio di realtà più competitive». Nel nostro Paese, d’altronde, le cause di fondo di questo flusso in uscita di cervelli, non sembrano destare troppi allarmi tra le classi dirigenti. Non si ha, in altri termini, l’impressione che ci siano le basi e le dovute intenzioni per provare a tamponare quest’emorragia. E così l’Italia perde i suoi cervelli e continua ad impoverirsi da un punto di vista culturale, che è la peggior forma di povertà, perché uccide il futuro di una nazione. Gli italiani all’estero hanno cognizioni, competenze e voglia di fare che potrebbero trasformarsi in un grande motore di crescita per il nostro Paese. Il problema è convincere chi è emigrato a tornare in Patria: occorre investire sulle loro capacità e dargli la possibilità di realizzare le loro grandi idee. È necessario tornare ad investire nella Scuola, nell’Università, nella Ricerca, riorganizzare i sistemi di protezione sociale e territoriale, innovare il nostro sistema produttivo, imprenditoriale e di trasporti, finanziare con capitali di rischio le start-up, le giovani imprese innovanti: queste piccole lucciole nella notte che rappresentano uno slancio, una speranza, per il presente ed il futuro della scienza, della tecnica e della cultura italiane. Augurandovi una buona lettura di questo prezioso numero del nostro giornale, vi lascio con le parole di Albert Camus, scritte nel suo famoso libro “Lo straniero”: «Se non hai pianto in uno strano letto in uno strano Paese, non capisci cosa sia essere emigrante. C’è sempre un prezzo da pagare, una sofferenza, per arrivare alla conoscenza».

Cielo diurno.

ESM - #5

EVA e tute spaziali. di Antonio Simone Mezzapesa Studente di Ingegneria Aerospaziale

“Esco a fare due passi...” “Camminare” nello spazio è difficile e pericoloso. Nella seconda scena di “Armageddon - Giudizio Finale” (film del 1998 diretto da Michael Bay) osserviamo uno (sfortunato) astronauta alle prese con la riparazione di un satellite, il cui intervento viene “interrotto” da una pioggia di meteoriti. L’attività extraveicolare, o EVA (in inglese: “Extra-Vehicular Activity”), è, in effetti, una delle attività più rischiose che un essere umano possa compiere, benché il rischio di rimanere uccisi da una pioggia di meteoriti sia (quasi) nullo. Infatti, oltre a dover essere ben protetti ed ossigenati (leggi seguito), gli astronauti devono far attenzione ai detriti spaziali: in un’orbita tra i 300 e i 400 km di quota, ad esempio, anche dei granelli di polvere possono avere l’effetto (devastante) di un grosso proiettile, date le elevatissime velocità in gioco, spesso superiori a 8 km/s. Il concetto di Extra-Vehicular Activity è nato nei primi anni ’60 durante il programma Apollo, quando si voleva dare agli astronauti che sarebbero andati sulla Luna la possibilità di poter lasciare la navicella per prelevare campioni di rocce lunari. La prima “passeggiata spaziale” è avvenuta il 18 Marzo 1965 con Alexey Leonov che, per 12 minuti, è rimasto all’esterno della capsula sovietica Voskhod 2. Il cosmonauta ha avuto numerosi problemi, soprattutto in fase di rientro, a causa della pressione interna della sua tuta contro la pressione nulla del vuoto spaziale. La risposta americana non ha tardato: il 3 Giugno dello stesso anno Edward White rimase per 21 minuti nello spazio. Altri esperimenti di EVA hanno portato alla famosissima “moonwalk” di Armstrong e Aldrin (quest’ultimo, appassionato di subacquea, suggerì esercitazioni subacquee per simulare le attività extraveicolari) il 21 Luglio 1969, della durata di oltre 2 ore e mezzo e alle altre 15 passeggiate lunari degli anni successivi.

Aldrin sul suolo lunare.

ESM - #5 Dal 1983, infine, gli astronauti hanno cominciato ad usare un EMU (Extravehicular Mobility Unit) per poter operare lontano dalla navicella madre. La definizione di EVA è stata allora adattata in modo da coincidere con il momento in cui l’EMU viene acceso.

“Si, ma copriti bene!” Jurij Gagarin, il primo uomo a volare nello spazio con successo, indossava una tuta spaziale modello SK-1 (Skafandr Kosmicheskiy 1, in italiano: “tuta spaziale 1”). Queste prime tute spaziali non erano così sofisticate come quelle attuali, ma solo una semplice evoluzione di quelle utilizzate per le immersioni o per i voli ad alta quota: erano debolmente pressurizzate e avevano delle maschere collegate a dei respiratori che fornivano ossigeno. La tuta utilizzata da Ed White (una G4C del programma Gemini) aveva, invece, uno strato addizionale di mylar (una resina termoplastica) per un maggior controllo della temperatura. La tuta indossata da Armstrong e Aldrin sulla luna era invece un modello A7L, resa a prova di fuoco - dopo l’incidente avvenuto con Apollo 1 dove un incendio, innescato per colpa di una scintilla e alimentato dall’ossigeno presente a bordo, si diffuse nella tuta degli astronauti che fusero completamente (nonostante l’equipe fosse già morta in precedenza per l’inalazione di vapori tossici) -.

Gagarin, primo uomo nello spazio.

Prima EVA senza cavi.

Attualmente si utilizzano due tipologie di tute spaziali: L’ACES (Advanced Crew Escape Suit), detta “pumpkin suit” per via del color “zucca” (nel caso di missioni americane), durante le fasi di decollo e rientro, e l’EMU (Extravehicular Mobility Unit) durante le EVA. La prima è leggera e morbida: protegge l’astronauta dalla variazione di pressione ed, eventualmente, dal freddo dell’acqua in un eventuale ammaraggio; possiede, inoltre, un kit di sopravvivenza (con ossigeno), e un paracadute nel caso di abbandono del velivolo durante il rientro. Per la sopravvivenza degli astronauti e per la riuscita delle missioni, le EMU devono, invece: •

essere pressurizzate, anche se con una pressione inferiore a quella dell’atmosfera terrestre, visto che non è necessario incamerare l’azoto che costituisce il 78% della nostra atmosfera ma che non è utilizzato dal nostro corpo;

•

fornire ossigeno ed eliminare l’anidride carbonica;

•

garantire la maggior mobilità possibile;

•

mantenere livelli confortevoli di temperatura;

•

schermare dai raggi ultravioletti e, se possibile, da altri tipi di radiazioni;

•

proteggere dai microdetriti cosmici presenti;

•

consentire le comunicazioni.

Una EMU, nell’insieme, pesa 136 kg e permette movimenti molto limitati.

BioSuit.

ESM - #5

Con l’avvento del turismo spaziale, la progettazione delle tute di nuova generazione si è spostata sullo sviluppo di tute più leggere e sottili, che permettano più movimenti (come la BioSuit, che fornirà ossigeno solo al casco, mentre proteggerà il corpo dalla mancanza di pressione esterna solo con i propri materiali). In un futuro non troppo lontano, quindi, tutti potranno finalmente uscire a fare due passi nello spazio, l’importante sarà ricordarsi di... coprirsi bene!

Esercitazione in vasca.

Bibliografia e Riferimenti per “EVA e tute spaziali.” - A Gennaio 2013

http://it.wikipedia.org/wiki/Attività_extraveicolare http://en.wikipedia.org/wiki/Extra-vehicular_activity http://it.wikipedia.org/wiki/Tuta_spaziale http://en.wikipedia.org/wiki/Space_suit http://it.wikipedia.org/wiki/Gemini_(tuta_spaziale) http://www.txchnologist.com/2012/next-gen-space-couture-to-feature-slimmer- silhouettes-and-new-accessories

ESM - #5

“Curiosity” atterra su Marte, grazie alla Sky Crane.

ESM - #5

L’ATV. di Augusto Montani Studente di Ingegneria Spaziale

ATV in volo.

ESM - #5 L’ATV, acronimo di “Automated Transfer Vehicle” (“Veicolo di Trasferimento Automatizzato”), è una navetta spaziale costruita grazie alla collaborazione di decine di aziende europee sotto la direzione della compagnia EADS Astrium per l’Agenzia Spaziale Europea (ESA). Esso nasce per supportare la Stazione Spaziale Internazionale (ISS) nel corso della sua vita operativa in orbita, 400 Km al di sopra della superficie terrestre. Per essere “all’altezza” della sua missione la stazione spaziale ha bisogno di continue spedizioni di apparecchiature sperimentali, acqua e cibo per i suoi occupanti e, di tanto in tanto, anche di una “spintarella”(correzione orbitale) per evitare di cadere sulla Terra a causa della resistenza atmosferica. Esteriormente l’ATV appare come un cilindro lungo più di 10 metri e con diametro superiore ai 4.5 metri (all’incirca le dimensioni di uno scuolabus). La sua superficie è completamente ricoperta da un foglio isolante di alluminio, che lo protegge da eventuali impatti con micrometeoriti o detriti spaziali. Al corpo centrale del veicolo sono uniti quattro pannelli solari che, una volta spiegati, raggiungono un’apertura di ben 22 metri e sono indispensabili per fornire l’energia elettrica necessaria allo svolgimento della missione. L’ATV possiede 4 motori principali e altri 28 piccoli generatori di spinta (in inglese: “thrusters”) per gestire il proprio assetto. All’interno invece esso si compone di due moduli: il “modulo di servizio” (SM) e il ”vettore di merci integrato” (ICC). Il primo, che non è pressurizzato e pertanto non accessibile agli astronauti, contiene i sistemi di propulsione e di comunicazione, gli apparati per l’accumulo dell’energia elettrica e il computer di volo (“il cervello” del veicolo) programmato appositamente per gestire tutte le fasi della missione e mantenere il costante collegamento con le stazioni di terra. Con un volume interno di 48 metri cubi, il secondo modulo costituisce il 60% dell’intera navetta e può trasportare sulla Stazione Spaziale Internazionale fino a 6.6 tonnellate di approvvigionamenti che possono essere suddivisi in due categorie: il carico asciutto e il carico fluido. I rifornimenti del primo tipo comprendono pasti, indumenti ed apparecchiature per esperimenti e sono stivati in apposite scaffalature all’interno di elementi modulari, mentre quelli del secondo tipo (acqua, ossigeno e propellente di scorta) sono contenuti in serbatoi.

ESM - #5 Il “naso” del modulo pressurizzato contiene il sistema di aggancio all’ISS che comprende, oltre a sensori di avvicinamento e antenne, una sonda estraibile necessaria per facilitare l’aggancio con la Stazione Spaziale Internazionale e consentire l’accesso alla squadra di astronauti a bordo.

Spaccato dell’ATV.

Le fasi della missione. Dopo essere stato assemblato e trasportato alla base di lancio di Kourou nella Guiana Francese, l’ATV viene riempito con tutti i rifornimenti necessari (la massa al lancio può superare le 20 tonnellate) e posizionato sulla sommità del lanciatore europeo Ariane 5 ES, alto più di 53 metri. Lo spettacolo del decollo è accompagnato dall’attenta supervisione del centro di controllo (ATV-CC) del CNES (Agenzia Spaziale Francese) a Tolosa e del centro spaziale della Guiana Francese. L’ATV viene posizionato sulla stessa orbita della Stazione Spaziale Internazionale (ISS) e diviene completamente autonomo, monitorando la propria posizione ed eseguendo una serie di manovre orbitali volte a portarlo 39 km dietro la ISS e 5 Km al di sotto di essa.

Tecnici ed Ingegneri spostano l’ATV-3.

ATV nel razzo Ariane 5.

Otto giorni dopo aver abbandonato la superficie terrestre, l’ATV è pronto per effettuare l’aggancio con la Stazione Spaziale Internazionale. Una manovra complessa come questa non sarebbe mai realizzabile senza un sofisticato sistema di telecamere e sensori perfettamente calibrati che consentono l’avvicinamento finale a 7 cm/s (circa la velocità di una tartaruga), assicurando una precisione di 1.5 centimetri, il tutto mentre sia l’ATV che l’ISS orbitano intorno alla Terra alla velocità di 28000 km/h. Completato l’attracco, agli astronauti è possibile accedere al modulo e trasportare i rifornimenti a bordo della stazione. L’ATV diventa parte della ISS e vi rimane agganciato per più di sei mesi, durante i quali può mettere a disposizione la spinta fornita dai suoi propulsori per innalzare l’orbita della stazione (questa infatti può subire perdite di quota di diverse centinaia di metri al giorno). Allo scadere di questo periodo, l’ATV viene utilizzato come “cestino spaziale” poiché accoglie in sé tonnellate di rifiuti, materiali di scarto e apparecchiature divenute superflue per lo svolgimento delle operazioni a bordo dell’ISS. Una volta sganciatosi, esso viene quindi immesso in una traiettoria discendente di rientro e, poiché sprovvisto di qualsiasi scudo termico, brucia completamente a causa dell’attrito atmosferico, diversi chilometri al di sopra dell’Oceano Pacifico.

ESM - #5

Fasi di missione dell’ATV.

Missioni passate e future. Sin dal suo primo viaggio l’ATV si è dimostrato indispensabile per la vita e il lavoro dei membri dell’equipaggio della ISS e ha potuto offrire il suo supporto per ben tre volte (a intervalli di circa 17 mesi) consegnando con estrema affidabilità i rifornimenti necessari. Ovviamente, a causa della distruzione del mezzo al termine di ogni missione, tre veicoli identici sono stati fin ora impiegati. Il primo, battezzato “Jules Verne”, in onore dell’omonimo scrittore francese del diciannovesimo secolo che ha affascinato intere generazioni con i suoi racconti sulle esplorazioni spaziali, è stato lanciato il 9 Marzo del 2008 e ha terminato la sua missione, bruciando durante il rientro, il 29 Settembre dello stesso anno. L’ATV-2, denominato “Johannes Kepler” come l’astronomo tedesco che ha dedotto le tre leggi alla base del moto dei corpi celesti, si è sollevato da Kourou il 16 Febbraio 2011 e, una volta svolto il proprio dovere, è andato in pezzi scintillando sopra il Pacifico. La terza missione, avviata il 23 Marzo del 2012 si è completata nello stesso Settembre e ha reso omaggio al grande fisico italiano Edoardo Amaldi, capostipite dell’Agenzia Spaziale Europea. Il lancio dell’ATV-4, cui è stato dato il nome del premio nobel Albert Einstein, autore della teoria della relatività e scopritore dell’effetto fotoelettrico, è previsto per l’inizio dell’anno 2013, mentre l’ultima missione si svolgerà l’anno seguente e sarà denominata “Georges Lemaître”, in onore del geniale fisico belga autore della Teoria del Big Bang. Benché fondamentale, l’ATV è destinato ad andare in pensione e a lasciare spazio ad un veicolo riutilizzabile, l’ARV (Advanced Reentry Vehicle), dotato di uno spesso scudo termico in grado di proteggerlo dalle alte temperature dei gas caldi che si sviluppano durante il rientro. Questo offrirà la possibilità di riportare sulla Terra centinaia di chilogrammi di carico utile e apparecchiature riutilizzabili e taglierà notevolmente i costi di missione. Inoltre l’ESA non esclude la possibilità di realizzarne una versione “manned”, adatta cioè al trasporto di un equipaggio umano.

ESM - #5 Rappresentazione artistica dell’ARV verso l’ISS.

Bibliografia e Riferimenti per “L’ATV.” - A Gennaio 2013

http://esamultimedia.esa.int/d ocs/ATV/infokit/english/01_AT VOverview.pdf http://www.esa.int/esaMI/ATV/index.html http://cs.astrium.eads.net/sp/spacecraft---propulsion/showcase/atv.html

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Lanciatore Delta IV in fase di decollo.

Le fasce di Van Allen. di Andrea Pizzoferrato Studente di Fisica

Di notte siamo ormai abituati a vedere dei luccichii che chiamiamo stelle e ci sembra che l'unico scopo di questi oggetti sia quello di lasciarsi contemplare. In realtà questi astri, come anche il nostro Sole, possono rivelarsi molto pericolosi per la vita sulla Terra, poiché emettono continuamente particelle e radiazioni ad altissima energia.

Protezione offerta dalla magnetosfera terrestre.

Tuttavia è un dato di fatto che la vita sulla Terra esiste, c'è stata e ci sarà per molto tempo: allora come ci spieghiamo la nostra (apparentemente prodigiosa) sopravvivenza? La risposta più ovvia è che ci deve essere una sorta di protezione intorno al nostro pianeta e lo scopo di quest'articolo è spiegarne la natura, ma sopratutto indagarne gli effetti più rilevanti.

ESM - #5

Magnetosfera e nascita delle fasce di Van Allen. La prima protezione che abbiamo contro le particelle extraterrestri è il campo magnetico della Terra.

Schema delle linee che costituiscono il campo magnetico terrestre.

Tra i tanti effetti che derivano dalla presenza del campo magnetico, c'è quello di deviare efficientemente molte delle particelle che raggiungono il nostro pianeta, o almeno quelle che ci raggiungono a medie e basse latitudini: ai poli della Terra, infatti, per via della conformazione del campo magnetico terrestre, si ha un effetto di schermatura molto più debole. In prossimità di questi due punti speciali della Terra le particelle “extraterrestri” riescono ad interagire con quelle dell'atmosfera e questo fenomeno può dar luogo alle spettacolari Aurore.

Aurora polare.

ESM - #5

ESM - #5 Il campo magnetico terrestre riesce quindi ad influire considerevolmente sul moto delle particelle, definendo una zona che prende il nome di magnetosfera.

Effetto della magnetosfera sulle particelle in arrivo dal Sole.

Ma, una volta che sono state deflesse, dove vanno a finire le particelle? Alcune di queste proseguono il loro cammino nello spazio, altre invece rimangono intrappolate attorno alla Terra, sempre a causa del campo magnetico, con delle traiettorie molto particolari: l'insieme di queste ultime particelle costituisce le “fasce di Van Allen”. Come fanno le particelle a rimanere intrappolate? Per capirlo (anche solo qualitativamente) è impossibile prescindere dalle conoscenze di base di elettromagnetismo che si acquisiscono sin al liceo (bisognerebbe conoscere i concetti di: campo elettrico, campo magnetico, forza elettrica e forza di Lorentz). Quel che possiamo dire è che le fasce di Van Allen si comportano come una “bottiglia magnetica” che vediamo in figura:

Bottiglia magnetica.

ESM - #5 In generale una particella carica che si muove all'interno della bottiglia magnetica ha un moto molto complesso: quello che ci interessa è che grazie alla curvatura delle linee di campo magnetico, le particelle cariche riescono a muoversi avanti ed indietro tra i due cerchi rimanendovi intrappolate. Per vederlo meglio immaginiamo di curvare la bottiglia come indicato dalle frecce scure in figura: in questo modo i fili percorsi da corrente (Coil 1 e 2) sono i poli magnetici della terra ed il campo magnetico che essi generano è tutto intorno al nostro pianeta. Configurazione delle fasce Le fasce di Van Allen hanno la seguente struttura:

Conformazione delle fasce di Van Allen.

Come si apprende dalla figura, le fasce si dividono in una interna, che si estende da 1.2 a 3 raggi terrestri, costituita prevalentemente da protoni ed una esterna di elettroni, compresa tra 3 e 13 raggi terrestri (per avere una idea degli ordini di grandezze, la Luna si trova circa a 80 raggi terrestri dove 1 raggio terrestre vale circa 6400 km). Tra le due fasce vi è una zona in cui non sono presenti particelle cariche detta “zona intermedia” o “zona sicura”. L'origine di questa regione è da attribuirsi all'interazione delle particelle con onde radio (la cui origine non è ancora chiara, ma si pensa possa essere collegata all'attività meteorologica del nostro pianeta) le quali non sono altro che onde elettromagnetiche, che respingono le particelle, tenendole lontane dalla Terra. I numeri indicati per l'estensione della fascia interna ed esterna sembrano portare alla contraddizione che non vi possa essere una zona sicura: è da precisare, infatti, che i valori precedentemente riportati sono solo indicativi. Le fasce di Van Allen hanno una forma curva e, pertanto, la loro ampiezza può variare in base a moltissimi parametri, tra cui ad esempio l'attività delle stelle, che comporta l'aumento o la diminuzione del numero di particelle che ci raggiunge: ad esempio nel 2008, a causa di una anomala attività solare, si è formata una ulteriore fascia tra quella interna e quella esterna che è poi scomparsa quando le emissioni del Sole sono tornate nella norma. Inoltre le fasce di Van Allen sono simmetriche rispetto all'asse magnetico ma non rispetto all'asse di rotazione terrestre: questi due assi non si intersecano al centro della Terra, bensì a circa 500 km verso nord sopra di esso. Questo comporta che in alcuni luoghi del nostro pianeta (come, ad esempio, in prossimità delle coste del Brasile) la fascia interna sarà sempre molto vicina alla superficie terrestre, generando fenomeni quali l’Anomalia Sud-Atlantica.

ESM - #5

Anomalia Sud-Atlantica.

Pericoli per la salute Gli astronauti che viaggiano nello spazio sono influenzati diversamente delle fasce di Van Allen rispetto a noi che siamo sulla superficie della Terra: essi subiscono gli effetti sia delle radiazioni cosmiche che delle particelle che costituiscono le fasce stesse e non godono più della protezione offerta dall'atmosfera. Gli effetti delle radiazioni influenzano sia gli esseri umani (ad esempio gli astronauti delle missioni Apollo 11-15 hanno riscontrato di vedere strani flash e scintille durante il viaggio), che i circuiti microelettronici di satelliti e astronavi, dando luogo a funzionamenti anomali delle apparecchiature. Ciononostante gli astronauti e le apparecchiature elettroniche riescono a sopravvivere alle fasce poiché il tempo impiegato per attraversarle è molto breve ed, inoltre, i materiali che costituiscono un velivolo spaziale sono in grado di fornire un effetto schermante.

Bibliografia e Riferimenti per “Le fasce di Van Allen.” - A Gennaio 2013

http://www.phy6.org/Education/Iradbelt.html RADIOACTIVITY IN THE ENVIRONMENT VOL 17 - Technologically Enhanced Natural Radiation http://www.universetoday.com/wp-content/uploads/2012/07/333380_468637556480176_831387001_o.jpg http://www.patana.ac.th/secondary/science/anrophysics/ntopic6/images/magnetic_field_earth.jpg http://res1.windows.microsoft.com/resbox/ en/Windows%207/main/8681b55a-02ba-45f0-beb5- c50d3b76555d_6.jpg http://sepetjian.files.wordpress.com/2011/11/earths_magnetic_field.jpg http://www.physics.miami.edu/~zuo/class/fall_05/supplement/ Figure27_17.jpg http://www.physics.sjsu.edu/becker/physics51/images/28_16A_Van_Allen_belts.jpg

Sonde gemelle RBSP per studiare le fasce di Van Allen.

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La Stazione Spaziale Internazionale (ISS). di Alessandro Menchinelli Studente di Ingegneria Aeropaziale

Molto più di un semplice laboratorio, molto più avanzato di un qualsiasi satellite. Si tratta della ISS, una delle conquiste più importanti per la tecnologia, la scienza e la società intera. Durante la Guerra Fredda, le superpotenze mondiali, ripartite nei due blocchi USA ed URSS iniziarono una incredibile corsa agli armamenti per dimostrare la superiorità bellica attraverso la superiorità tecnologica. In questo contesto si inseriscono i programmi spaziali più ambiziosi della storia. Alla caduta del blocco sovietico, la spesa per realizzare tali programmi non era più giustificabile. Le agenzie spaziali più importanti nel mondo decisero quindi di collaborare per poter superare una crisi altrimenti insormontabile e svilupparono piani di condivisione di “know-how”. I presidenti statunitense e russo, G.H.W. Bush e B. Elstin siglarono accordi che portarono, nel 1993, ad annunciare la costruzione di una stazione spaziale comune. Attraverso il programma SHUTTLE-MIR, si avviò quel processo di condivisione tecnologica che condusse alla realizzazione della Stazione Spaziale Internazionale (in inglese: International Space Station, ISS). I moduli che costituiscono l’ISS sono un fulgido esempio di questa meravigliosa e sorprendente collaborazione: i progetti della stazione statunitense “FREEDOM”, applicati alla stazione sovietica “MIR2”, che oggi costituisce il nucleo del modulo “ZVEZDA”, permisero di accrescere la struttura dell’ISS, insieme al laboratorio “COLUMBUS” (dell’ESA) ed al modulo giapponese “KIBO–JEM”. La costruzione della ISS iniziò nel novembre 1998. I primi moduli furono quelli russi, lanciati in orbita e assemblati automaticamente senza l’ausilio di alcun equipaggio umano. Le sezioni successive, furono trasportate dallo Space Shuttle ed agganciate alla struttura attraverso il braccio robotico della navetta americana e grazie ad attività extraveicolari (EVA). Per i primi due anni, la stazione non era dotata della strumentazione e dei mezzi atti a garantire la sopravvivenza di un equipaggio. Solo nel 2000, con il lancio del modulo “ZVEZDA” (o “SERVICE MODULE”), questi sistemi vitali vennero integrati. Dal 2000 ad oggi, la ISS è stata continuamente abitata. Partecipano al progetto la NASA (USA), l’ESA (Europa), la RKA (Russia) e la CSA (Canada) ed i membri degli equipaggi che si sono avvicendati provengono da ben 15 paesi differenti. Ma a che fine tutto ciò? Il punto fondamentale sta nel fatto che, alla quota a cui si trova la ISS, si hanno condizioni particolari, difficilmente raggiungibili a terra. Quindi si è costruito un laboratorio al fine di applicare teorie ben note sulla Terra in condizioni differenti ed anomale, per la ricerca e la produzione di nuovi materiali e stati della materia, per l’osservazione ed il monitoraggio di atmosfera, dell’attività solare e dei campi magnetici. L’ESA ha preventivato una spesa complessiva di cento miliardi di euro in 30 anni. Un occhio poco lungimirante e superficiale potrebbe ritenerlo un esborso eccessivo, visto il periodo che stiamo affrontando, tuttavia basti pensare che tutta la tecnologia sviluppata, così come le ricerche scientifiche condotte a bordo, hanno ripercussioni significative sulla qualità della vita umana sul nostro pianeta. Non si parla solo sviluppare tecnologie e di addestrare uomini in grado di sostenere lunghe permanenze extraplanetarie (nell’ottica delle future missioni verso Marte, per esempio), ma anche di studiare la possibilità di adattare la vita umana, di animali e piante a tali ambienti. Inoltre, la ricerca è stata indirizzata anche verso I campi della biotecnologia, della medicina e delle telecomunicazioni.

ESM - #5

Esperti a terra riescono addirittura a fare diagnosi su ecografie condotte a bordo dell’ISS da personale non medico. Tale procedura è in fase di approfondimento per piani di soccorso a distanza sulla Terra. Lo studio sull’atrofia muscolare, sulla perdita di massa ossea derivante da lunghe permanenze nello spazio e l’analisi della formazione di proteine e tessuti in assenza di gravità possono fornire dati utili alla ricerca medica. Lo studio di nuovi materiali, come i superconduttori, e di nuovi approcci alla fluidodinamica e fisica della materia, nonchè la ricerca di nuove particelle e composti (poichè l’assenza di gravità consente di mescolare sostanze in tutte le proporzioni, formando miscele che non potrebbero essere prodotte sulla Terra), potrebbe risolvere innumerevoli problemi nel mondo. L’osservazione diretta della Terra può fornire dati interessanti in materia di meteorologia, climatologia, deforestazione, mineralogia, desertificazione, vulcanologia, geologia, oceanografia, ma anche su agricoltura, urbanistica ed archeologia. Tutto questo ha un costo, in termini non solo economici: dall’attività diplomatica per problemi inerenti allo sfruttamento degli spazi, agli aspetti giuridici e finanziari; dal lavoro degli operatori, soggetti a stress ed attività in ambienti quantomeno non standard, ai rischi che corrono gli equipaggi in orbita ed in viaggio da e verso la stazione.

Rappresentazione artistica dell’ISS.

Molte critiche sono state mosse riguardo a dettagli tecnici e alla scelta della priorità riservata agli esperimenti svolti. In ogni caso, la comunità scientifica non può non ritenere il compito e l’attività condotta, fondamentale per la ricerca e lo sviluppo. Va assolutamente sottolineata l’incredibile e costante collaborazione tra Paesi e tra uomini di nazionalità e culture differenti: la ISS non solo si manifesta come un esempio per la Scienza, la Fisica e l’Ingegneria mondiale ma anche per Ia Politica e la Sociologia.

ESM - #5

Disegno esploso dellâ&#x20AC;&#x2122;ISS.

ESM - #5 La ISS ha una vita operativa ben definita: 1998 - 2016. Tuttavia gli USA hanno dichiarato l’interesse a prolungarla fino al 2020. Tutto ciò, ammessa la possibilità che i moduli restino efficienti ed integri in sicurezza fino ad allora. Per il futuro sono state molte le proposte, si è parlato addirittura di disassemblarla (sarebbe molto complesso e costoso, perché i moduli non sono progettati per tale scopo e perchè richiederebbe un minimo di 27 missioni). Purtroppo nessuno dei moduli americani può essere riutilizzato, mentre alcuni di quelli russi verranno adoperati per costituire la nuova stazione russa OPSEK. Ancora non si hanno piani ufficiali definitivi per il resto della struttura e, sebbene nuove soluzioni siano sempre possibili, ad oggi, la più probabile, resta quella del rientro controllato in atmosfera, con la conseguente distruzione.

Stemma dell’ISS.

Vecchia Stazione Spaziale.

Bibliografia e Riferimenti per “La Stazione Spaziale Internzionale (ISS)” - A Gennaio 2013

newrisingmedia.com it.w en.wikipedia.orgikipedia.org www.esa.int www.nasa.gov esamultimedia.esa.int/docs/issedukit/it/html/t05r1.html http://www.airliners.net

Cometa (proprio così, in realtà hanno DUE code).

ESM - #5

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