Dispositivi spaziali e la vita a bordo della Stazione Spaziale Internazionale

Fin dai tempi dell’Unione Sovietica, la Russia è stata un leader mondiale nel settore spaziale. Nel 19 anni trascorsi dal 1992, la Russia ha lanciato con successo un numero di razzi superiore a qualsiasi altro Paese del mondo. Per questo è corretto affermare che i suoi cosmonauti svolgono un ruolo molto importante nell’esplorazione dello spazio. Per farlo, spesso si affidano alla tecnologia e ai dispositivi che li aiutano nel lavoro di ogni giorno.

Ma che cosa fanno i cosmonauti quando sono in orbita?

I cosmonauti lavorano sulla Stazione Spaziale Internazionale (ISS) solo per pochi mesi alla volta. La stazione, proprio come un’astronave, è formata da moduli: dei compartimenti che misurano circa 4 metri di diametro e circa 15 metri di lunghezza. “Ogni cosmonauta ha a disposizione la sua nicchia in cui dormire. Collega ad essa il sacco a pelo e galleggia per riposare un po’. Normalmente un notebook e una radio galleggiano nelle vicinanze, in modo che possiamo essere afferrati rapidamente”, spiega il cosmonauta Valerii Tokarev. Le missioni sulla ISS hanno obiettivi ben definiti, ovvero svolgere esperimenti, mantenere la stazione pulita da detriti spaziali, svolgere la manutenzione e sostituire le attrezzature, ogni qualvolta è necessario.

Roskosmos – una società russa di proprietà governativa che supervisiona il settore spaziale – ha lanciato di recente un nuovo progetto denominato Kosmos 360, in cui il cosmonauta russo Andrei Borisenko riprende regolarmente video panoramici da diversi moduli della stazione, parlando della loro storia e spiegandone le finalità. Gli spettatori possono apprendere informazioni sul training di un cosmonauta, sul controllo del volo e dell’astronave e sul design del razzo. I video sono disponibili in 6 lingue: russo, inglese, arabo, spagnolo, tedesco e francese. Il primo è stato diffuso il 17 novembre 2016 ed è stato il primo video panoramico in assoluto ripreso dalla ISS.

Il cosmonauta russo Oleg Skripochka lo spiega in un blog: “Gli esperimenti nello spazio costituiscono la base dell’esplorazione spaziale. facciamo è un esperimento. I membri della spedizione hanno stabilito degli obiettivi per gli esperimenti fisici, chimici e biomedici e per gli esperimenti di esplorazione spaziale”.

Lavorare nello spazio influisce sul corpo

Durante i primi giorni di volo, oltre alle sensazioni vestibolari, si verificano dei cambiamenti nell’emodinamica, ovvero sul modo in cui il sangue fluisce in tutto il corpo. All’inizio, viso e collo possono gonfiarsi visibilmente per l’afflusso di sangue alla testa. Sulla Terra, la parte superiore del corpo umano non è soggetta a queste reazioni, che causano una sensazione di disagio (come il naso chiuso e gonfiore al viso), ma questi sintomi scompaiono nei primi 3-5 giorni.

Il cosmonauta Pavel Vinogradov spiega: “Disponiamo di attrezzature personali di protezione da indossare nella prima settimana, tute speciali che non consentono ai muscoli di rilassarsi. Ad esempio, la tuta ‘Penguin’, che ricrea la gravità, ha l’aspetto di una normale tuta da volo, ma è rinforzata da diverse parti in gomma. Questa attrezzatura ci consente di lavorare sui muscoli della schiena, dei fianchi, delle braccia e delle spalle. Si consiglia di indossare la tuta all’inizio del volo, ma alcuni preferiscono averla per tutta la sua durata. Durante il mio primo volo, non l’ho indossata molto spesso poiché mi surriscaldava”.

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L’astronauta della NASA Terry Virts con la tuta Penguin a bordo della stazione spaziale

Uno degli esperimenti di quest’anno è stato denominato Udod e mirava a prevenire la compromissione emodinamica sui voli spaziali di lunga distanza. Oleg Skripochka ci ha raccontato che, insieme al suo collega Anatolii Ivanishin, si è alternato nelle attività di test della maschera Udod per sessioni comprese tra 15 minuti e 2-3 ore. La maschera consente di studiare come cambiano la respirazione e il flusso sanguigno quando viene aggiunta resistenza respiratoria durante l’inalazione. Se i risultati dell’esperimento rispondono alle aspettative, presto la maschera Udod sarà utilizzata come attrezzatura standard per prevenire la compromissione emodinamica e allenare i muscoli respiratori dei cosmonauti.

L’equipaggio russo si sta occupando anche di diversi esperimenti nell’ambito della cardiologia spaziale. Uno di essi è denominato Biocard. La cosmonauta Elena Serova afferma che Biocard mira a studiare l’attività bioelettrica del cuore quando viene esposto a pressione negativa nella parte inferiore del corpo. L’esperimento impiega un elettrocardiogramma, un bracciale sfigmomanometrico e la tuta di compressione Chibis-M, che consente alla parte inferiore del corpo di trattenere il sangue, imitando la circolazione sanguigna sulla Terra. La tuta è composta da un paio di pantaloni a tenuta d’aria e da un guscio rigido. Le informazioni ottenute durante il processo consentiranno di monitorare meglio il sistema circolatorio nella microgravità.

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Elena Serova che lavora all’esperimento Biocard

I cosmonauti usano anche la tuta Chibis-M diverse settimane prima di atterrare per ridurre le conseguenze di una prolungata esposizione a condizioni di gravità zero e anche per preparare il sistema circolatorio per il ritorno sulla Terra. “A gravità zero, non usiamo per nulla le gambe. Nonostante il fatto che facciamo ginnastica ogni giorno usando attrezzature speciali, alcuni muscoli continuano ad atrofizzarsi. Ecco perché è molto più difficile tornare sulla Terra che lasciarla: il sovraccarico è più complesso da gestire”, spiega Valerii Tokarev.

Dispositivi per lo spazio

È molto sensato che i cosmonauti utilizzino dei notebook. I notebook ThinkPad con i chip Intel® Core™ Duo sono stati utilizzati dagli anni ‘90 fino ai giorni nostri. I notebook ThinkPad sono i soli certificati per l’utilizzo sulla ISS. Questa serie di notebook è visibile nelle fotografie dei blog e delle gallerie fotografiche della ISS.

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Aleksandr Yurievich Kaleri al lavoro

Tutti i cosmonauti hanno dei notebook. I moduli della stazione primaria possono essere gestiti solo con l’ausilio di dispositivi mobili collegati a pannelli digitali. La possibilità di portare un notebook in diverse aree della ISS consente di inviare i comandi non solo dalla sala di controllo centrale, ma anche da una qualsiasi postazione dotata delle interfacce necessarie. Usare i notebook nello spazio è abbastanza logico: sono portatili e possono essere facilmente aggiornati o sostituiti. Secondo questo approccio, l’interno della stazione rimane lo stesso per decenni: basta aggiornare periodicamente i dispositivi mobili.

Il sistema di gestione computerizzato della ISS è abbastanza complesso e presenta un layout “hub-and-spoke” (a raggiera): prevede un computer centrale e un sistema di terminali. Ci sono sempre 16 notebook funzionanti sul lato russo. Questi computer sono terminali che forniscono l’accesso al computer centrale o al sistema di computer, senza tastiera né schermo: l’interfaccia è il notebook stesso. Sulla ISS sono operativi circa 80 notebook, la maggior parte dei quali è dotata di processori Intel. Ad eccezione dell’attrezzatura di emergenza e dei pannelli di comunicazione, quasi tutta la gestione dell’ISS viene effettuata tramite notebook.

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Radiazioni, virus e hacker

Per passare la selezione e poter andare nello spazio, un notebook deve possedere una certificazione speciale in cui si conferma che ha superato un severo test di resistenza alle radiazioni, dal momento che un computer sull’ISS riceve ogni giorno una quantità di radiazioni pari a quelle di un computer sulla Terra per un anno. I computer sono anche super resistenti. Gli ultimi modelli ThinkPad possono sopravvivere a una caduta da quasi 2 metri e a un peso di quasi 100 kg. E sono testati anche per le emissioni gassose: è importante che il computer non emetta elementi chimici o fumi mentre si trova a bordo della stazione. “Potreste rimanere sorpresi sapendo quanti computer sopravvivono a un viaggio spaziale. Non ricordo nemmeno una volta in cui un computer è stato distrutto dalle radiazioni. Naturalmente, queste condizioni ambientali influiscono sulla vita utile delle attrezzature in orbita ma, la maggior parte delle volte il problema è lo stesso riscontrato sui computer a terra: il disco fisso si guasta oppure il software ha un bug, e quindi spesso basta riavviare”, ci hanno raccontato i Controller della NASA Tyson Tucker e Joe Crawford, che forniscono il supporto tecnico agli astronauti da terra.

In termini di esperienza nella protezione dei computer in orbita dai virus che hanno infettato diversi sistemi sulla ISS, hanno affermato: “Ogni settimana inviamo sull’ISS e decomprimiamo un nuovo set di definizioni di virus, per cui lavoriamo nel modo più efficiente possibile. Se riscontriamo un nuovo virus sulla stazione, scolleghiamo dalla rete il computer infetto, lo isoliamo e cerchiamo di risolvere i problemi. Anche se è necessaria una pulizia completa, impostare una quarantena è abbastanza semplice. Tuttavia, il nostro sistema IT è stato creato in modo che la rete sulla stazione e la rete a terra siano completamente isolate dai virus su Internet”.

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Stazione Spaziale Internazionale

Alla domanda sulla possibilità per gli hacker di penetrare i sistemi ISS, i tecnici hanno risposto: “Il software eseguito sull’ISS per interagire con la Terra è un comune “scambiatore di file”. È molto difficile entrare. Le possibilità che qualcuno comprometta la stazione sono molto remote; non è mai accaduto. E anche se accadesse, i notebook non sono essenziali per il funzionamento o la sicurezza della stazione. I notebook trasmettono le notifiche all’equipaggio, ma gli astronauti non li utilizzano attivamente ogni giorno: è il Controllo missione a gestire tutto”.

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