ISSpresso in arrivo su stazione spaziale, un complesso esperimento di fisica dei fluidi

Il primo caffè espresso è in arrivo sulla Stazione Spaziale Internazionale (Iss). La navicella Dragon, mercoledì 15 aprile verrà agganciata al Nodo 2 “Harmony”. A bordo di Dragon, anche ISSpresso, un prodotto interamente italiano, realizzato da ARGOTEC con il supporto di Lavazza e in partenariato con l’ASI: non si tratta di una semplice “macchinetta del caffè”, quanto di un complesso esperimento di fisica dei fluidi che impiega un dimostratore tecnologico estremamente sofisticato per validare un sistema in grado di garantire la difficile gestione in un ambiente spaziale di liquidi ad alta pressione e alta temperatura.

ISSpresso è una macchina a capsule multifunzione in grado di servire bevande calde, tra le quali anche il tipico “caffè espresso italiano”. L’esperimento consiste in una serie di cicli di erogazione di caffè, espresso o americano, e in un flush di pulizia finale del sistema. Sarà anche possibile preparare tè, tisane e vari tipi di brodo, consentendo la reidratazione degli alimenti. ISSpresso è stato progettato per servire numerose bevande calde e per rimanere a lungo operativo a bordo della Stazione, se, una volta completato il ciclo di dimostrazione tecnologica, dovesse essere acquisito dalla NASA come sistema di bordo.

L’obiettivo principale è quello di dimostrare la corretta funzionalità di un sistema a capsule in assenza di peso, offrendo allo stesso tempo la possibilità di migliorare il benessere dell’equipaggio. Si tratta di un importante supporto psicologico per gli astronauti, che così possono sentirsi meno “lontani” da casa, avvicinarsi alle abitudini terrestri e affrontare al meglio la loro missione. Gli obiettivi scientifici previsti si focalizzano principalmente sul miglioramento della conoscenza del comportamento dei fluidi e delle miscele in condizioni di microgravità, raccogliendo anche le opportune evidenze sperimentali sulla formazione della schiuma generata durante la preparazione del caffè. In generale, inoltre, ISSpresso è in grado di arricchire l’apporto nutrizionale degli astronauti che operano a bordo della ISS.

Presso i laboratori di ARGOTEC sono stati effettuati tutti i controlli funzionali e di sicurezza necessari per mandare in orbita ISSpresso mentre Finmeccanica-Selex ES ha collaborato alle attività di qualifica. Il raggiungimento degli obiettivi può portare a nuove importanti conoscenze sulla fluidodinamica e sul comportamento delle schiume nello spazio. I numerosi benefici, tecnici e di supporto psicologico per gli astronauti, sono facilmente applicabili a future missioni di lunga durata. Inoltre, lo studio ha già prodotto alcune innovazioni e brevetti industriali per immediate applicazioni terrestri.

Con il supporto di Terry Virts della NASA, sarà proprio la nostra Samantha Cristoforetti, astronauta dell’ESA e capitano pilota dell’Aeronautica Militare, ad azionare e manovrare dalla Cupola il braccio robotico di quasi 18 metri della Stazione per raggiungere e “catturare” Dragon. Questo è il settimo viaggio della capsula verso la ISS: dopo circa 5 settimane sulla Stazione, Dragon tornerà sulla Terra con un carico di materiali dell’equipaggio, hardware ed esperimenti scientifici.

“Questo ultimo carico è particolarmente importante – ha detto il presidente dell’ASI, Roberto Battiston – perché arriva quasi a coronamento della missione FUTURA e porta sulla ISS tre esperimenti molto significativi che confermano il ruolo leader del nostro Paese anche nella ricerca in condizioni di microgravità. Esperimenti – ha sottolineato Battiston – che impegneranno la nostra Samantha Cristoforetti in questo mese di lavoro che ha ancora davanti sulla Stazione prima del rientro a Terra e da cui ci aspettiamo ricadute importanti”.

Uno dei tre esperimenti italiani a bordo di Dragon è Cell Shape and Expression (Cytospace). Realizzato dalla Kayser Italia S.r.l. e dal Dipartimento di Medicina Clinica e Molecolare dell’Università La Sapienza di Roma, è un esperimento di biologia che ha l’obiettivo di definire un modello in grado di descrivere l’influenza del fattore fisico microgravità sull’espressione genica, influenza che si esercita attraverso la modificazione della forma cellulare. Il modello microgravitazionale costituisce una opportunità unica per capire in che modo le forze fisiche siano in grado di determinare il destino dei sistemi biologici complessi. Queste forze, infatti, interferiscono con il citoscheletro della cellula e lo modificano, determinando stravolgimenti di forma e una lunga cascata di reazioni che interessano pressoché tutte le principali funzioni cellulari. Per quanto riguarda le ricadute, è verosimile che il progresso nelle conoscenze di questi meccanismi si possa tradurre in un progresso nella terapia di numerose affezioni in cui il citoscheletro e la forma cellulare sono coinvolti, quali le patologie del connettivo, l’osteoporosi, il cancro.

l terzo esperimento italiano in partenza lunedì è Nanoparticles and Osteoporosis (NATO) e riguarda la ricerca sulla osteoporosi, una malattia scheletrica multifattoriale che può essere correlata a diversi fattori di rischio. Il progetto è stato realizzato dal Dipartimento di Medicina Molecolare, Unità di Biochimica, Laboratorio di Nanotecnologie, dell’Università degli Studi di Pavia, dal Dipartimento di Scienze Farmacologiche e Biomolecolari, Facoltà di Farmacia, dell’Università degli Studi di Milano, dall’Istituto di Cristallografia del CNR e dalla Kayser Italia S.r.l. ed ha l’obiettivo di verificare l’efficacia dell’impiego di alcune nanoparticelle sulle cellule ossee come contromisura per attivare la formazione di tessuto osseo e ridurne il processo di riassorbimento. La particolare condizione di assenza di peso che si realizza in orbita favorisce l’insorgenza di questa patologia anche in soggetti sani, in forma però reversibile, rendendo la ISS un ambiente ideale per il suo studio. La comprensione della patologia e dei meccanismi biochimici e biomolecolari sottostanti è notevolmente importante per lo sviluppo di nuove strategie sui protocolli terapeutici o farmacologi per la prevenzione e lo sviluppo di contromisure efficaci. Le ricadute di questo esperimento sono innanzitutto scientifico-tecnologiche, per la ricerca delle misure di contrasto alle problematiche inerenti la riduzione di massa minerale ossea, indotta dalla permanenza nello spazio o per invecchiamento sulla terra. Naturalmente, lo studio di tali contromisure è destinato ad avere sia ricadute sociali, per la riduzione dei costi e il miglioramento della qualità della vita di coloro che invecchiano così come di coloro che lavoreranno nello spazio, sia anche economiche, per i possibili trasferimenti tecnologici alle industrie di settore, che potranno così accrescere la propria competitività a livello internazionale.

 

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