Due settimane dopo, la missione STS-88 dello Shuttle pose in orbita Unity, il primo dei tre moduli di collegamento, e lo agganciò a Zarya. Questi primi due moduli, nucleo della ISS, rimasero senza equipaggio per un anno e mezzo, finché nel luglio 2000 fu aggiunto il modulo Russo Zvezda che permise ad un equipaggio minimo di due astronauti di insediarsi. A dieci anni dalle sua nascita, la ISS è ad un passo dal suo completamento. Entro la fine del 2010, la Stazione Spaziale Internazionale, sarà costituita da un complesso di moduli pressurizzati lungo 74 metri e da una struttura reticolare che, estendendosi per 110 metri, sosterrà i pannelli solari per la generazione di energia elettrica e i radiatori per la dissipazione del calore in eccesso. L'intero complesso coprirà una superficie pari a quella di un campo di calcio, lo spazio abitabile sarà di circa 935 metri cubi (pari al volume di due jumbo jet) e comprenderà, tra gli altri, diversi  laboratori di ricerca, tra cui Destiny, laboratorio multidisciplinare statunitense, Columbus, laboratorio multidisciplinare europeo e Kibo, laboratorio multidisciplinare giapponese. Per portare in orbita i vari componenti, sono serviti oltre 40 lanci, e se lo Shuttle è stato il vettore primario per l'assemblaggio della stazione, la Soyuz e la Progress hanno alimentato la stazione di uomini e rifornimenti, assicurando peraltro la via di fuga. Altre 4 spole tra la Terra e lo spazio saranno necessarie per completare questo gigantesco puzzle. Finora la ISS, continuativamente abitata dal 2 novembre del 2000, ha ospitato oltre 167 astronauti di 15 nazionalità diverse, tra cui i nostri Umberto Guidoni, nel 2001 fu il primo italiano ed europeo a mettervi piede, Roberto Vittori che si imbarcherà a bordo dello Shuttle nel 2010 per la sua terza missione, dopo le missioni con la Soyuz, Marco Polo nel 2002 ed Eneide nel 2005, e Paolo Nespoli, protagonista nell’ottobre del 2007 della missione Esperia, anch'egli già reclutato dalla Nasa per la prima missione di lunga durata di un italiano sulla ISS prevista per la fine del 2010. Rispetto ai piani iniziali, il progetto si è rivelato più lungo, difficile e costoso del previsto, soprattutto a causa dei ritardi legati all'incidente dello Shuttle Columbia nel 2003 e alla successiva sospensione del programma di voli della Nasa.

Il costo complessivo della ISS è calcolato in 100 miliardi di dollari. Ma la spesa ha generato un indotto economico tre volte superiore, secondo le stime più prudenti, in campo scientifico, industriale e tecnologico. Basti pensare che hanno lavorato alla sua realizzazione oltre 100.000 persone in tutto il mondo. Per costruire la ISS gli ingegneri hanno sviluppato numerose nuove tecnologie, software informatici, sistemi di riscaldamento e raffreddamento con elevata efficienza energetica e costi ridotti, sistemi di purificazione di aria e acqua, hanno compiuto enormi progressi in materia di comunicazione e guida in remoto di apparecchiature mediche. E tutto questo rappresenta un inestimabile patrimonio di conoscenza. C’è molta Italia sulla ISS. Infatti le capacità tecnologiche, scientifiche ed industriali del nostro Paese hanno permesso in cooperazione con la NASA e l’ESA, la costruzione dei moduli logistici MPLM, dei Nodi 2 e 3, del laboratorio Columbus. Gli MPLM  (Multi Purpose Logistic Module)  Leonardo, Raffaello e Donatello sono moduli pressurizzati per il trasporto a bordo della Stazione Spaziale Internazionale d'equipaggiamento, rifornimenti e attrezzature sperimentali mediante lo Space 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 l' 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. I Nodi 2 e 3 sono elementi d'interconnessione tra i diversi laboratori della Stazione e forniscono  punti d'attracco per i veicoli che periodicamente andranno a visitare la stazione stessa. In particolare il Nodo 2 garantisce la connessione e la distribuzione delle diverse "utenze" (potenza, aria, comunicazioni) al laboratorio americano Destiny, al laboratorio europeo Columbus e al laboratorio giapponese Kibo. Oltre a queste funzioni il Nodo 2 ha consentito di aumentare il volume abitativo a disposizione degli astronauti. Il Nodo 2 è stato il carico principale della missione STS-120 con a bordo l'astronauta italiano Paolo Nespoli, il cui lancio ha avuto luogo il 23 ottobre 2007. Sulla base di una intesa tra NASA ed ESA, ASI ha avuto fino a luglio del 2004 la delega della responsabilità della realizzazione del Nodo 2 e Nodo 3 della Stazione Spaziale. Il Nodo 2 è stato consegnato alla NASA nel giugno del 2003 e nell'ambito della stessa intesa ASI ha progettato e portato ad una fase avanzata di produzione il Nodo 3. L'ultima fase dello sviluppo del Nodo 3 è stata gestita dall' ESA.

Dei tre nodi già portati nello spazio (chiamati Unity e Harmony), il Nodo 3 nominato dalla NASA Tranquillity , in onore del primo allunaggio avvenuto nel luglio del 1969 sulla zona lunare nota come Mare della Tranquillità, offrirà agli astronauti uno spazio dove potranno finalmente sentirsi più a casa. Contiene infatti una palestra dotata di tapis roulant e vogatore per gli allenamenti quotidiani, un avanzatissimo sistema di ricondizionamento dell’aria e un sistema per distillare l’urina e trasformarla in acqua potabile. Infine, il Nodo 3 darà agli astronauti la possibilità di ammirare il panorama celeste che li circonda. Sul Nodo 3 infatti è istallata una Cupola, anch’essa realizzata nel nostro Paese, che aprirà agli astronauti una vista mozzafiato a 360° sullo spazio. Con il Nodo 3, l’Italia può vantare di aver realizzato il 50% dello spazio pressurizzato abitabile dell’intera Stazione Spaziale, che raggiungerà la sua piena capacità abitativa. Questa “stanza” in più permetterà di aumentare il numero di ospiti a bordo, dai tre attuali fino a sei o sette astronauti.  Tranquillity è dotato del più complesso sistema per la rivitalizzazione dell’aria mai realizzato: attraverso il processo di elettrolisi, il sistema ricicla l’acqua utilizzata dall’equipaggio e genera l’ossigeno necessario alla loro respirazione, mentre l’anidride carbonica sarà smaltita ed eliminata nello spazio. La tecnologia, oltre ad aprire la strada a future missioni di lungo periodo su Luna e Marte, si candida ad avere interessanti ricadute per il riciclo delle acque sulla Terra. Ora che l’assemblaggio è giunto al termine ci si domanda quale sarà il futuro della Stazione Spaziale. Infatti fino ad ora la sperimentazione a bordo è stata sporadica mentre da oggi dovrà avere un ruolo centrale. L'Italia aspetta con impazienza la missione dello Shuttle prevista attualmente per settembre 2010 nella quale volerà l’astronauta Roberto Vittori che porterà in orbita AMS, il  laboratorio orbitante per la fisica delle particelle, il cui scopo è studiare i raggi cosmici in cerca di tracce di antimateria e materia oscura. Le agenzie nazionali e l’ESA hanno aperto bandi per consentire alla comunità scientifica di proporre sperimentazioni in condizioni di microgravità nel campo della fisiologia umana, delle biotecnologie, della fisica dei fluidi e dei materiali. Tra i programmi di ricerca di biologia previsti a bordo, uno dei più importanti è quello che studia gli effetti della permanenza nello spazio sul corpo umano. Fenomeni come l'atrofia dei muscoli, l'osteoporosi e la dinamica dei fluidi corporei vengono attentamente studiati per minimizzarne le conseguenze e permettere viaggi spaziali lunghi molti mesi se non anni. Gli effetti della microgravità sullo sviluppo, la crescita ed il metabolismo di piante e successivamente animali vengono anch'essi studiati. I dati sino ad oggi raccolti, ma che saranno confermati dalle ricerche future, sembrano suggerire che sia possibile sintetizzare proteine dalla struttura sconosciuta sulla Terra, grazie alla microgravità. La meccanica dei fluidi in condizioni di microgravità non è ancora compresa appieno, ed in futuro i ricercatori si augurano di poter liberamente modellare i liquidi.

Infatti poiché i fluidi nello spazio possono essere mescolati quasi completamente senza dover tenere conto del loro peso, sarà possibile studiare quelle combinazioni di liquidi che non si mescolerebbero sulla Terra. Grazie ad esperimenti condotti all'esterno della stazione, a temperature molto basse ed in quasi assenza di peso sarà possibile ampliare le nostre conoscenze sugli stati della materia (in particolare sui superconduttori) poiché la combinazione di queste due condizioni dovrebbe far osservare i passaggi di stato come se li si vedesse al rallentatore. Alcune ricerche esaminano la combustione nello spazio coinvolgendo l'efficienza delle reazioni e la formazione di sottoprodotti, con possibili miglioramenti nel processo di produzione dell'energia sia qui sulla Terra che per i veicoli spaziali, cosa che avrebbe importanti conseguenze economiche ed ambientali. Gli scienziati si propongono di studiare aerosol, ozono, vapore acqueo e molti tipi di ossidi. Inoltre il mantenimento stesso di una presenza costante dell'uomo nello spazio aiuterà a migliorare il supporto vitale ed i controlli ambientali, a trovare nuovi metodi per la cura delle malattie e per la produzione di materiali, fornendo così quelle conoscenze indispensabili alla colonizzazione dello spazio da parte dell'uomo. Tuttavia lo sfruttamento scientifico della stazione dipenderà dal prolungamento della durata della sua vita operativa che dovrebbe essere portata dal previsto 2015 al 2020, ipotesi sostenuta anche dal Presidente degli stati uniti Obama e presentato nel “rapporto Augustine”, il documento finale prodotto dal Review of United States Human Space Flight Plans Committee per fornire al Presidente Barack Obama gli elementi necessari per sciogliere i molti nodi strategici relativi al futuro della NASA e in particolare dei suoi programmi di esplorazione spaziale e volo umano.

Fabrizio Zucchini