di Oliver Melis

Il laboratorio orbitante Skylab della NASA fu la prima e unica stazione spaziale interamente realizzata dagli USA. Il lancio, avvenne il 14 maggio 1973 come risposta al lancio, avvenuto due anni prima, effettuato dai sovietici della stazione abitata denominata Salyut 1.

Il progetto Skylab fu importante per la NASA che aveva bisogno di fare esperienza con gli aspetti ingegneristici, scientifici, fisiologici, psicologici e operativi della permanenza di lunga durata nello spazio, questo in prospettiva di affrontare missioni con equipaggio a bordo su distanze ben più lunghe della distanza Terra-Luna percorsa dalle missioni Apollo.

Gli astronauti nelle tre missioni effettuate in orbita trascorsero a bordo dello Skylab complessivamente 171 giorni fra il 1973 e il 1974 eseguendo dieci passeggiate spaziali, scattando 127.000 foto del Sole e 46.000 della Terra ed effettuando esperimenti scientifici in diversi campi della scienza,quali la medicina, la fisica solare, l’astronomia, l’osservazione della Terra.

La stazione spaziale

Lo Skylab era composto da parti studiate per missioni spaziali precedenti; infatti, la parte centrale era costituita dal corpo del terzo stadio di un razzo Saturno V, lo stesso elemento utilizzato per compiere le missioni lunari del programma Apollo. La sezione del terzo stadio del poderoso Saturn V era attrezzata per ospitare un equipaggio e diversi strumenti scientifici, fra di essi un telescopio per l’osservazione del Sole. Disponeva inoltre di pannelli solari per la produzione di energia elettrica e portelli di attracco per i moduli che avrebbero portato a bordo l’equipaggio e i rifornimenti.

Gli astronauti raggiungevano lo Skylab a bordo di una capsula Apollo lanciata con un razzo Saturno IB. La stazione, lanciata con un Saturn V veniva posta a una quota di circa 440 Km, durante il primo lancio però, lo Skylab subi un incidente: una parte dello scudo termico si distaccò urtando l’alloggiamento di uno dei due pannelli solari che rimase gravemente danneggiato e non poté essere dispiegato una volta in orbita.

Le missioni con equipaggio

Durante la missione dello Skylab 2, la prima missione umana lanciata il 25 maggio 1973, gli astronauti Pete Conrad, Paul Weitz e Joe Kerwin salvarono la stazione lavorando per ripristinarne l’abitabilità e l’operatività. Gli astronauti riuscirono a installare una protezione termica sostitutiva, sbloccarono il pannello solare rimasto danneggiato e lavorarono a vari esperimenti per ben 28 giorni.

Skylab 3 venne lanciato il 28 luglio 1973 con a bordo gli astronauti Alan Bean, Jack Lousma, e Owen Garriot che lavorarono sullo Skylab per 59 giorni. Non mancarono certamente dei problemi, un’avaria ad alcuni motori di manovra del modulo di servizio della capsula Apollo, che rischiò di richiedere l’invio di una missione di soccorso, l’equipaggio però proseguì la riparazione del laboratorio e il programma di esperimenti scientifici, fra cui alcuni progettati da studenti di scuole americane.

La terza e ultima missione abitata, Skylab 4, fu lanciata il 16 novembre 1973 con a bordo Gerald Carr, Bill Pogue ed Ed Gibson. Il programma fu lungo ben 84 giorni e molto intenso tanto da portare al primo sciopero “spaziale”, gli astronauti dopo crescenti tensioni con il controllo della missione, scioperarono per un giorno rifiutandosi di svolgere i compiti prestabiliti. Il programma di attività venne rivisto e alleggerito e l’equipaggio riuscì ad aumentare la propria produttività.

La fine dello Skylab

La prima fase di utilizzo del laboratorio orbitante Skylab terminò nel 1974 ma la NASA pensò di utilizzarlo ancora facendolo attraccare e portare in un’orbita più stabile da un futuro Space Shuttle, lo spazioplano riutilizzabile allora in fase di sviluppo.
L’intensa attività solare della seconda metà degli anni ‘80 aumentò però in modo imprevedibile l’attrito atmosferico, che fece abbassare progressivamente la quota dello Skylab fino al rientro distruttivo. L’11 luglio 1979, nel corso di una manovra parzialmente controllata, pianificata dal controllo della missione, lo Skylab si disintegrò nell’atmosfera al largo delle coste occidentali dell’Australia, due anni prima che iniziassero i voli dello Shuttle.

Circa ogni due anni terrestri, quando è estate nell’emisfero meridionale di Marte, si apre una finestra: solo in questa stagione il vapore acqueo riesce a salire dagli strati bassi a quelli alti dell’atmosfera marziana. Da Lì, i venti portano lo portano fino al polo nord. Una parte di questo vapore acqueo viene disperso nello spazio, il resto si raffredda e precipita sulla superficie delle zone intorno ai poli.

I ricercatori dell’Istituto di fisica e tecnologia di Mosca e dell’Istituto Max Planck per la ricerca sul sistema solare (MPS) in Germania, hanno descritto questo insolito ciclo marziano dell’acqua nell’ultimo numero di Geophysical Research Letters. Le loro simulazioni al computer mostrano come il vapore acqueo supera la barriera di aria fredda nell’atmosfera media di Marte e raggiunge gli strati più elevati dell’atmosfera. Questo potrebbe spiegare perché Marte, a differenza della Terra, ha perso la maggior parte della sua acqua.

Miliardi di anni fa, Marte era un pianeta ricco di acqua con fiumi e persino un oceano. Da allora, il Pianeta Rosso è cambiato radicalmente. Oggi esistono solo piccole quantità di acqua ghiacciata nel terreno; nell’atmosfera, di vapore acqueo se ne trovano solo tracce. Tutto sommato, il pianeta potrebbe aver perso almeno l’80% della sua acqua originale. Nell’atmosfera superiore di Marte, la radiazione ultravioletta proveniente dal sole separa le molecole d’acqua in idrogeno (H) e radicali ossidrili (OH). Da lì, L’idrogeno si disperde irrimediabilmente nello spazio. Le misurazioni di sonde spaziali e telescopi spaziali, ad esempio Maeven, mostrano che ancora oggi l’acqua di Marte si disperde in questo modo. Ma come è possibile? Lo strato di atmosfera mediana di Marte, come la tropopausa terrestre, dovrebbe in realtà fermare la salita del gas. Dopo tutto, questa regione è solitamente così fredda che il vapore acqueo dovrebbe trasformarsi in ghiaccio. In che modo, quindi, il vapore acqueo di Marte raggiunge gli strati superiori dell’aria?

Nelle loro simulazioni, i ricercatori russi e tedeschi hanno individuato un meccanismo precedentemente sconosciuto che sembra agire come una pompa. Il loro modello descrive in modo completo i flussi nell’intero inviluppo di gas che circonda Marte dalla superficie fino a un’altitudine di 160 chilometri. I calcoli mostrano che l’atmosfera media, normalmente ghiacciata, diventa permeabile al vapore acqueo due volte al giorno, ma solo in un determinato luogo e in un certo periodo dell’anno.

L’orbita di Marte gioca un ruolo decisivo in questo. Il suo percorso attorno al sole, che dura circa due anni terrestri, è molto più ellittico di quello del nostro pianeta. Nel punto più vicino al sole (che coincide grosso modo con l’estate dell’emisfero australe), Marte si trova circa 42 milioni di chilometri più vicino al sole che nel punto più lontano. L’estate nell’emisfero australe è quindi sensibilmente più calda dell’estate nell’emisfero settentrionale.

“Quando è estate nell’emisfero australe, in determinate ore del giorno, il vapore acqueo può salire localmente con masse d’aria più calde e raggiungere l’atmosfera superiore“, afferma Paul Hartogh dell’MPS, riassumendo i risultati del nuovo studio. Negli strati atmosferici superiori, i flussi d’aria trasportano il gas lungo le longitudini verso il polo nord, dove si raffredda e affonda nuovamente. Tuttavia, parte del vapore acqueo sfugge a questo ciclo: sotto l’influenza della radiazione solare, le molecole d’acqua si scompongono e l’idrogeno sfugge nello spazio.

Un’altra peculiarità marziana potrebbe confermare questo insolito ciclo idrologico: le enormi tempeste di polvere che attraversano l’intero pianeta e affliggono ripetutamente Marte a intervalli di diversi anni. Le ultime tempeste del genere si sono verificate nel 2007 e nel 2018 e sono state ampiamente documentate dalle sonde spaziali in orbita attorno a Marte. “La quantità di polvere che vortica nell’atmosfera durante queste tempeste facilita il trasporto del vapore acqueo in strati di aria alta“, afferma Alexander Medvedev dell’MPS.

I ricercatori hanno calcolato che durante la tempesta di sabbia del 2007, una quantità due volte superiore al normale di vapore acqueo abbia raggiunto l’atmosfera superiore, come durante un’estate senza tempesta nell’emisfero meridionale. Poiché le particelle di polvere assorbono la luce solare e quindi si riscaldano, le temperature nell’intera atmosfera aumentano fino a 30 gradi. “Il nostro modello mostra con una precisione senza precedenti come la polvere nell’atmosfera influisce sui processi microfisici coinvolti nella trasformazione del ghiaccio in vapore acqueo“, spiega Dmitry Shaposhnikov dell’Istituto di Fisica e Tecnologia di Mosca, primo autore del nuovo studio.

“Apparentemente, l’atmosfera marziana è più permeabile al vapore acqueo rispetto a quella della Terra“, conclude Hartogh. “Il ciclo stagionale dell’acqua appena individuato contribuisce in modo massiccio alla continua perdita di acqua di Marte” .

L’aria sulla Stazione Spaziale Internazionale (ISS) potrebbe presto diventare molto più pura, così come l’alimentazione degli astronauti potrebbe arricchirsi di alimenti freschi.

Gli astronauti di stanza sulla ISS stanno per testare un nuovo dispositivo chiamato “Photobioreactor“,  che utilizza alghe per convertire l’anidride carbonica in ossigeno respirabile e produrre cibo commestibile. A differenza di Matt Damon, i veri astronauti non possono sopravvivere mangiando solo patate, quindi si stanno testando alcuni sistemi in grado di reintegrare sulla Stazione Spaziale elementi essenziali come aria e cibo che saranno necessari per le lunghe missioni nello spazio profondo programmate per il futuro.

Il bioreattore è stato portato sulla Stazione Spaziale Internazionale lunedì scorso dalla missione di rifornimento della capsula Dragon di SpaceX e presto sarà utilizzato in concerto con un altro sistema di supporto vitale a circuito chiuso che converte il biossido di carbonio in metano e acqua utilizzabili. L’anidride carbonica rimanente verrà consumata dalle alghe.

Se tutto andrà bene, gli astronauti delle future missioni lunari e oltre, avranno a bordo della propria navicella più di una valida fonte di ossigeno, inoltre le alghe, ricche di proteine, ​​potrebbero un giorno costituire fino al 30 percento della dieta di un astronauta.

“Con questa dimostrazione della fattibilità e funzionalità di un approccio ibrido siamo in prima linea nel testare i sistemi di supporto vitale del futuro“, ha detto in un comunicato stampa Oliver Angerer, lo scienziato tedesco che guida il progetto. “Naturalmente, l’uso di questi sistemi è interessante soprattutto per le future basi lunari e planetarie o per missioni nello spazio molto lunghe che si svolgeranno oltre l’orbita lunare. Ovviamente, p necessario gettare oggi le basi per queste tecnologie che, altrimenti,non saranno disponibili quando saranno necessarie.“

Oggi pomeriggio, Jeff Bezos farà un annuncio riguardante la sua compagnia spaziale, Blue Origin. L’immagine sull’invito inviato ai membri della stampa, una visione della Terra vista dalla Luna, suggerisce che il fondatore di Amazon svelerà i piani di Blue Origin per inviare missioni robotiche e umane alla superficie lunare, possibilmente con un contratto NASA in mano.

Se è così, non sarà solo. L’appaltatore aerospaziale Lockheed Martin ha già svelato i suoi piani lunari in collaborazione con la NASA. E SpaceX di Elon Musk ha un piano per una missione di sorvolo lunare, mentre l’amministratore della NASA Jim Bridenstein ha spiegato a un comitato del Senato, lo scorso marzo che l’agenzia è aperta all’utilizzo di razzi pesanti privati per le future missioni con equipaggio verso la Luna. Il Falcon Heavy di SpaceX potrebbe essere, la momento, il più adatto a questo scopo.

Gli ultimi anni hanno visto crescere l’interesse verso il ritorno sulla Luna. L’amministrazione Trump ha ordinato alla NASA riportare gli umani sulla Luna entro il 2024 e l’agenzia spaziale ha annunciato da tempo i piani per realizzare un “Lunar Gateway“, una stazione spaziale in orbita attorno alla Luna sviluppata in collaborazione con diverse agenzie spaziali. Quella stazione spaziale porta con sé l’opportunità per le compagnie commerciali di sviluppare capacità lunari per fornire supporto alle missioni sul Gateway.

Lockheed Martin ha una lunga storia con la NASA e l’esplorazione lunare visto che era uno degli appaltatori delle missioni Apollo. Ma i miliardari Musk, che gestisce Tesla oltre a SpaceX, e Bezos rappresentano la fiorente industria spaziale commerciale, e le strade che i due imprenditori hanno intrapreso per arrivare a questo punto non potrebbero essere più diverse.

Ciò che le due società hanno in comune è che entrambe sono la realizzazione delle visioni dei loro fondatori. Jeff Bezos ha fondato Blue Origin nel 2000, subito dopo l’IPO che quotò in borsa Amazon. Due anni dopo, fresco della vendita di PayPal, Musk fondò SpaceX con i suoi capitali personali.

SpaceX, nel frattempo, è stata tutt’altro che tranquilla. La compagnia iniziò a farsi notare nel dicembre 2003, quando portò il suo primo razzo, il Falcon One, dal quartier generale della società a Hawthorne, in California, a Washington, DC per presentarlo al National Mall ad un gruppo di membri del Congresso, della NASA e a funzionari dell’aeronautica militare. Musk promuove regolarmente la compagnia e i suoi piani per il futuro, i suoi occhi sembrano saldamente puntati sulla sua visione personale secondo cui SpaceX deve rappresentare l’avanguardia degli esseri umani nel fondare una civiltà multiplanetaria.

Musk si è nche dimostrato più aggressivo nell’ottenere finanziamenti di venture capital e contratti governativi per sostenere la sua compagnia. Sebbene mantenga ancora la maggioranza nell’azienda (Forbes stima che la sua partecipazione nella società sia superiore al 50%), SpaceX ha raccolto oltre 2,5 miliardi di dollari in finanziamenti e sovvenzioni, con una valutazione attuale stimata in oltre 31,5 miliardi di dollari, secondo Pitchbook. Recenti registrazioni della SEC dimostrerebbero che la compagnia di Musk sta tentando di raccogliere altri 500 milioni di dollari di capitale entro quest’anno.

“SpaceX è libero di provare nuove cose, di innovare rapidamente, di andare oltre“, ha detto Chad Anderson, fondatore di Space Angels, un’azienda VC specializzata nel settore spaziale. “Testano un bel po ‘e abbiamo visto alcuni fallimenti. Abbiamo visto esplosioni di razzi, hanno persino messo insieme una successione di razzi esplosi mentre tentavano di farli atterrare. Lo considerano un punto d’orgoglio per cui sono disposti a provare cose nuove e sono riusciti a catturare l’attenzione del pubblico proprio per questo loro modo di fare“.

Al contrario, Blue Origin raramente fa annunci importanti sui piani futuri, a meno che non sia inevitabile a causa di contratti pubblici o altri motivi, preferendo invece concentrare i comunicati su ciò che è stato già realizzato. “Bezos proclama con orgoglio i successi conseguiti ogni volta che fa un grande annuncio, gli piace parlare delle cose che ha fatto“, ha detto Anderson. Una rara eccezione per questo è stato il suo piano per la Luna. Il suo lander lunare robotizzato, Blue Moon, è stato annunciato per la prima volta nel 2017 e la scorsa estate la compagnia ha rivelato di avere un piano quinquennale per raggiungere la Luna.

SpaceX ha adottato una visione di alto profilo della sua strategia di innovazione iterativa rischiosa, mentre lo sviluppo di Blue Origin è quasi l’esatto opposto. Il motto dell’azienda è Gradatim Ferociter, una frase latina che significa “passo dopo passo, ferocemente”.

Nonostante la fiducia di Bezos in un approccio allo sviluppo più lento e perfezionista, è innegabile che SpaceX abbia visto più successo, almeno finora. Sebbene Blue Origin abbia realizzato finora 11 lanci riusciti, non ha ancora inviato nessun veicolo spaziale in orbita, ma ha mantenuto i suoi lanci nell’area suborbitale, come la navicella Mercury cui il suo attuale sistema è ispirato.

SpaceX, nel frattempo, ha avuto più di 70 lanci orbitali commerciali di successo, che includono non solo la messa in orbita dei satelliti, ma anche 15 consegne di merci di successo alla Stazione Spaziale Internazionale. È stata la prima azienda a consegnare merci alla stazione, e l’azienda ha anche visto due lanci di successo del suo razzo Falcon Heavy, attualmente il più potente lanciatore sul mercato.

Questo record non è stato esente da fallimenti che sono costati alcune perdite alla compagnia. Alcuni lanci sono falliti e hanno portato alla perdita dei payload dei clienti, e più recentemente, durante un test statico, la capsula Dragon 2 che porterà gli astronauti alla Stazione Spaziale Internazionale è andata distrutta e, probabilmente, ha provocato un ritardo nel programma che finirà per slittare al 2020.

In questa corsa miliardaria alla Luna, Bezos e Musk si sono identificati rispettivamente come Tartaruga e Lepre ma probabilmente non scopriremo quale approccio si sarà rivelato vincente almeno fino alla metà del 2020.

Intanto aspettiamo di scoprire cosa annuncerà oggi Bezos.