Il progetto del più grande laboratorio scientifico nello spazio sta diventando realtà: dall'inizio di novembre, la Stazione Spaziale Internazionale sarà abitata da un primo equipaggio, formato dall'americano William Shepherd e da due russi, Iouri Gidzenko e Sergueï Krikaliev. I pionieri della nuova avventura spaziale resteranno in orbita per quattro mesi.
La Stazione può essere considerata un vero e proprio istituto scientifico operante nello spazio, che servirà da base per la ricerca scientifica e tecnologica e per l'osservazione della Terra e degli altri corpi celesti. Un gioiello della tecnologia mondiale, che costituirà un avamposto tecnico ed operativo per l'esplorazione e lo sfruttamento futuro dello spazio.

La Stazione Spaziale Internazionale (SSI) ha caratteristiche uniche, mai riunite prima d'ora: la disponibilità ininterrotta di una piattaforma orbitale per almeno quindici anni, la presenza costante di sei astronauti nella fase delle operazioni di routine, il frequente e regolare accesso e ritorno dell'equipaggio e del carico utile, la disponibilità di risorse su grande scala in termini di laboratori, siti di sistemazione esterni, alimentazione elettrica, raffreddamento, trattamento dati e comunicazione.

La ISS è il programma spaziale più vasto che sia mai stato intrapreso, partito sulla base di una cooperazione internazionale sancita nel 1998. Tutte le maggiori nazioni coinvolte nella ricerca spaziale (Stati Uniti, Canada, Europa, Russia, Giappone) concentrano i loro sforzi in questo programma perché nessuna di esse autonomamente, potrebbe sviluppare e gestire una propria stazione orbitante di simile entità.
Fino ad oggi sono già stati collocati nello spazio tre moduli, portati in orbita con gli Shuttle, che costituiscono solo una piccola parte di quella che sarà la Stazione spaziale Internazionale. La "casa nello spazio" sarà quattro volte più ampia della Stazione orbitale russa Mir e si estenderà per 108 metri di lunghezza e 74 di larghezza, per un totale di 1200 m3 di spazio abitativo.

Con i tre moduli sull'orbita è stata ultimata la costruzione della struttura dell'ISS. Per assemblare i 16 moduli principali di questo complesso di 459 tonnellate bisognerà lavorare fino al 2006. La costruzione dell'ISS necessiterà di una quarantina di lanci di fusi e navette spaziali Gli astronauti, che parteciperanno alle diverse missioni effettueranno circa 160 uscite nello spazio e più di 1700 ore di lavoro.

Grande più o meno come un campo di calcio, la Stazione spaziale internazionale (Iss) sarà composta da oltre cento elementi diversi, pari a 455 tonnellate di componenti suddivisi in varie sezioni collegate da "nodi". Prima della fine dell'anno gli americani hanno previsto il lancio di altre due navette, che permetteranno di portare sul posto diversi moduli. Inoltre i russi, lanceranno due navicelle per i rifornimenti e una capsula Soyouz con Shepherd, Gidzenko et Krikaliev.
La Stazione Spaziale Internazionale (ISS), a fine assemblaggio, sarà costituita da sei laboratori e due moduli abitativi pressurizzati, e da nove piattaforme esterne per l'alloggiamento di strumentazione scientifica; potrà ospitare fino a 6 astronauti e mantenere sotto osservazione, grazie alle caratteristiche orbitali, l'85% della superficie terrestre, dove vive il 95% della popolazione; sarà visitata ogni tre mesi dallo Shuttle o dai vettori russi, che provvederanno al trasporto di materiale scientifico e di sussistenza e al ricambio dell'equipaggio.

• Le scienze dell'universo
• Le scienze della Terra
• Le scienze della vita
• Le scienze dell'ingegneria

LE SCIENZE DELL'UNIVERSO

I corpi celesti emettono radiazioni in tutte le bande dello spettro elettromagnetico, ma in alcune di esse (essenzialmente l'infrarosso, l'ultravioletto e la banda X e gamma) l'osservazione da Terra è impossibile perchè l'energia viene assorbita dall'atmosfera; nelle altre regioni spettrali la presenza dell'atmosfera terrestre disturba comunque le osservazioni, introducendo il problema del "seeing" e quello della nuvolosità. Per queste ragioni, sin dall'inizio dell'era spaziale sono stati posti in orbita satelliti con telescopi a bordo, che hanno dato un contributo fondamentale alle attuali conoscenze astrofisiche. La ISS non potrà certamente rimpiazzare l'uso dei satelliti, dal momento che le caratteristiche dell'orbita e dell'assetto (la cui variabilità impedisce ad esempio l'uso di strumenti che richiedono alta precisione di puntamento e lunghi tempi di integrazione) non sono ottimali per l'osservazione astronomica, ma alcune delle sue caratteristiche (lunghi tempi di vita, disponibilità di alta potenza elettrica, possibilità di riconfigurare gli strumenti a costi relativamente bassi) saranno sfruttate per programmi osservativi mirati. Sulle piattaforme della ISS saranno montati strumenti per i seguenti scopi:

• osservazioni del sistema solare (pianeti, comete e asteroidi)
• studio dei raggi cosmici, che necessita l'osservazione di un gran numero di eventi e l'uso di strumenti di grosse dimensioni
• studio della radiazione cosmica di fondo
• monitoraggio a lungo termine di sorgenti astronomiche note in ampi intervalli spettrali
• osservazioni solari durante un ciclo completo di attività (11anni)
• monitoraggio dell'ambiente circostante la Stazione, con lo scopo di studiare la distribuzione delle particelle cosmiche, quella dei detriti spaziali e quella della radiazione, al variare del tempo e dei parametri orbitali
• raccolta di polvere cosmica in modo non distruttivo, al fine di studiarne le proprietà fisico-chimiche; test di prototipi di nuovi sensori e/o strumenti

LE SCIENZE DELLA TERRA

La ISS sarà un'ottima piattaforma di osservazione della superficie e dell'atmosfera terrestre: avendo un'altezza in orbita pari a circa la metà di quella dei satelliti attualmente operativi, una disponibilità di energia molto maggiore e la possibilità di alloggiare strumenti di grandi dimensioni, permetterà di ottenere immagini con risoluzione e sensibilità migliori. Anche in questo caso, la poca stabilità di assetto può creare problemi ad alcune strumentazioni, ma il particolare tipo di orbita permette una copertura dell'85% del territorio e consente di tenere sotto osservazione fenomeni che variano nel periodo di un giorno. Molti sono i campi che potranno trarre benefici dalla strumentazione posta sulla Stazione:

• la meteorologia: sarà possibile controllare il moto delle nubi, la direzione e la velocità dei venti, la distribuzione delle precipitazioni e migliorare quindi le tecniche di previsione a breve e lungo termine
• l'ecologia, intesa come osservazione e controllo delle superfici delle terre emerse e di mari e oceani, con la conseguente possibilità di prevedere e studiare disastri naturali, inquinamento e disponibilità di risorse
• lo studio dell'atmosfera, sia delle sue proprietà chimiche e fisiche (composizione, temperatura, pressione, ecc. dei vari strati) sia della sua dinamica e interazione con il campo magnetico terrestre
• la climatologia, tenendo sotto controllo il bilancio radiattivo della superfice dalla Terra e i cambiamenti metereologici e della composizione atmosferica a grande scala

LE SCIENZE DELLA VITA

Sotto questa tematica si riuniscono in genere gli studi di biologia e fisiologia umana, che vengono condotti nello spazio principalmente per avvalersi delle condizioni di microgravità. Molte attività sono state svolte nei laboratori spaziali, i cui risultati in non pochi casi hanno messo in crisi teorie comunemente accettate; si è ad esempio accertato che alcuni movimenti delle piante non sono guidati dalla gravità come si pensava, dal momento che si verificano anche nello spazio, e che la mancanza di calcio nelle ossa non è solo dovuta al malfunzionameneto del controllo ormonale, ma anche a fattori meccanici, dipendenti dal peso. Questo è infatti uno degli effetti della prolungata permanenza nello spazio sul corpo umano, insieme alla perdita di massa e forza muscolare e ad una diversa distribuzione e circolazione del sangue; lo studio dei cambiamenti indotti sull'uomo dall'assenza di peso e delle contromisure da prendere per permettere una vita migliore nello spazio e minimizzare le conseguenze al ritorno a terra è uno degli obiettivi dei programmi di ricerca per la ISS nel campo della fisiologia. Naturalmente ci si aspettano anche applicazioni per il miglioramento della vita sulla terra (ad esempio per la cura dell'osteoporosi), che sono già in atto per quanto riguarda la biologia cellulare: si è infatti scoperto che nello spazio è possibile ottenere strutture cristalline di cellule e tessuti molte più simili a quelle che si trovano nel corpo umano; studiando poi tali strutture con la tecnica della cristallografia si possono ottenere informazioni sulle modalità di azione delle proteine in importanti processi biologici e malattie. La Stazione permetterà ulteriori passi avanti, dal momento che i tempi di crescita di molti cristalli di proteine sono dell'ordine dei mesi (e quindi finora poche sono state le possibilità di ottenerli) e che si ritiene che gli alti livelli di g a cui i cristalli sono sottoposti durante il ritorno a terra possano danneggiare le strutture; la possibilità di installare a bordo gli strumenti di analisi e la presenza dell'uomo permetteranno dunque di ampliare notevolmente le conoscenze in questo campo. Le scienze della vita sono interessate all'uso della ISS non solo per la microgravità, ma anche per studiare gli effetti sugli organismi viventi dei diversi tipi di radiazione a cui sono sottoposti nello spazio; questo sia per prevenire eventuali problemi agli astronauti (specialmente durante le attività extra-veicolari), progettando ad esempio efficaci schermi protettivi, sia per capire le possibilità di sopravvivenza nello spazio di organismi semplici, come spore e semi, al fine di indagare l'origine della vita sulla terra e la sua possibile presenza nell'universo.

LE SCIENZE DELL'INGEGNERIA

La stazione è progettata per essere un grande laboratorio interdisciplinare abitato dall'uomo; suoi elementi essenziali sono quindi:

20 novembre 1998: Il primo elemento della Stazione Spaziale Internazionale (Zarya, "alba" in russo, in grigio nel disegno) è stato lanciato con un razzo Proton russo dalla base di Baikonur; si tratta di un modulo costruito e lanciato dai russi, ma finanziato dagli Stati Uniti, che fornirà i servizi di comunicazione, controllo d'assetto ed energia elettrica durante le prime fasi dell'assemblaggio della Stazione.

7 dicembre 1998: Il secondo modulo (Unity o Nodo 1, in azzurro nel disegno) è stato agganciato in orbita a Zarya dopo pochi giorni, il 6 dicembre, con una missione dello Space Shuttle Endeavour (STS-88)

27 maggio 1999: L'unica missione dell'anno ha permesso di portare sullo spazio moduli necessari alla preparazione dell'ISS

19 maggio 2000: Dopo tre tentativi falliti, la navetta spaziale Atlantis è partita per una missione di dieci giorni destinata a salvare la stazione spaziale internazionale.

29 maggio 2000: Lo shuttle Atlantis è tornato a terra

12 luglio 2000: Il primo elemento completamente russo, e anche il primo abitabile della Stazione, Zvezda ("stella" in russo), è stato lanciato il 12 luglio 2000 ed è stato agganciato con successo, ai due elementi già in orbita, il 26 luglio. Zvezda ospiterà i primi astronauti ai primi di novembre in ottobre, in preparazione all'arrivo del primo laboratorio della Stazione, quello americano (Destiny Laboratory Module).

12 luglio 2000: Il modulo russo Zvezda è stato lanciato verso la Stazione Spaziale Internazionale, impiegherà 13 giorni a raggiungere la stazione in orbita a 348 chilometri dalla terra: il collegamento alla megastruttura spaziale dovrebbe avvenire automaticamente il 25 luglio. E' in questo modulo, infatti, che abiteranno i primi equipaggi che dalla fine di ottobre inizieranno a risiedere stabilmente nella stazione ed è sempre lì che si trova il sistema informatico centrale, il cervello di tutta la stazione, costruito dall'Agenzia spaziale europea.

8 settembre 2000: La navicella spaziale Atlantis è stata lanciata verso la Stazione Spaziale Internazionale, dove l'equipaggio preparerà la postazione orbitante, perché possa accogliere i primi ospiti

11 settembre 2000: Il lavoro dei due astronauti nello spazio l'americano Ed Lu e il collega russo Yuri Malenchenko è durato sei ore e 14 minuti.

20 settembre 2000: La navetta spaziale Atlantis è atterra nella notte al centro spaziale Kennedy, presso Cape Canaveral (Florida). I sette componenti dell'equipaggio sono in ottime condizioni. La missione, durata 12 giorni, ha avuto come obiettivo di preparare la Stazione Spaziale Internazionale ad accogliere i suoi primi abitanti, il cui arrivo è previsto per l'inizio di novembre.

30 ottobre 2000: L'equipaggio, composto da tre persone e guidato dall'astronauta della Nasa Bill Shepherd, partirà verso la stazione spaziale a bordo di un razzo russo Soyuz, il cui lancio è previsto per il 30 ottobre.

2 novembre 2000: I tre astronauti arriveranno sulla Stazione Spaziale per una missione di 4 mesi 2001 Nel 2001 la NASA invierà verso l'ISS sei navette spaziali, aggiungendo ogni volta un modulo. A gennaio arriverà il primo laboratorio nello spazio, il modulo americano Destiny. la Russia darà un suo contributo con il lancio nel 2001 di otto navicelle.

Febbraio e aprile 2001. Saranno aggiunti i moduli italiani, Donatello e Raffaello, dotati di compartimenti in cui si svolgeranno gli esperimenti.

Giugno 2001: Volerà per la prima volta il modulo pressurizzato di trasporto progettato e realizzato dall'Italia, (MPLM), "accompagnato" dall'astronauta italiano Umberto Guidoni.

2002-2003: Proseguiranno i voli nello spazio per l'assemblaggio dell'ISS

2004: L'assemblaggio in orbita della Stazione Spaziale è iniziato nel novembre 1998 e si prevede che sarà completato nel 2004, dopo 45 missioni dello Space Shuttle e di due diversi tipi di razzi russi; l'utilizzo dei laboratori e della piattaforme esterne per esperimenti scientifici sarà comunque possibile già dal 2001

2006: La costruzione della Stazione spaziale dovrebbe essere ultimata. La struttura, composta di tredici piani, orbiterà a circa 385 chilometri dalla Terra