Mentre la Stazione Spaziale Internazionale (ISS) stava viaggiando a più di 400 km di altezza sull'Oceano Pacifico meridionale, un'astronave Dragon Cargo di SpaceX è attraccata autonomamente al lato rivolto verso lo spazio del modulo Harmony del laboratorio orbitante alle 3:41 a.m. EST (le 9:41 italiane) di mercoledì 22 dicembre 2021. Gli astronauti NASA Raja Chari e Thomas Marshburn hanno monitorato le operazioni di attracco per Dragon. Il veicolo cargo era stato lanciato per la 24esima missione di rifornimento commerciale contrattata da SpaceX alle 5:07 a.m. EST (le 11:07 italiane) di martedì 21 dicembre dal Launch Complex 39A al Kennedy Space Center della NASA in Florida.
Il decollo è stato il 31esimo e ultimo lancio orbitale dalla costa spaziale della Florida nel 2021, stabilendo un nuovo record per il maggior numero di missioni spaziali in partenza dallo spazioporto in un anno solare. Il conteggio include 28 lanci di razzi Falcon 9 di SpaceX dal Kennedy Space Center e dalla vicina Cape Canaveral Space Force Station. Anche tre razzi Atlas 5 della United Launch Alliance sono decollati da Cape Canaveral quest'anno.
I 31 lanci orbitali superano le 30 missioni lanciate in orbita dalla Space Coast lo scorso anno. Il record stabilito l'anno scorso ha battuto il record precedente per il maggior numero di lanci orbitali dalla Space Coast in un anno, stabilito nel 1966 con 29 voli in orbita riusciti. Questo è stato anche il 31esimo lancio del Falcon 9 per SpaceX nel 2021, inclusi i 28 voli dalla Florida e tre lanci dalla Vandenberg Space Force Base in California. Questo è un nuovo record aziendale superando le 26 missioni Falcon 9 eseguite da SpaceX nel 2020. Si è trattato anche del 135esimo lancio orbitale globale del 2021, il 127esimo a concludersi con successo.
Il primo stadio del razzo, designato B1069, era nuovo di zecca e ha terminato il suo lavoro circa due minuti e mezzo dopo il decollo, quando ha spento i nove motori Merlin 1D e si è sganciato dal secondo stadio. Il booster, alto come un palazzo di 15 piani, ha utilizzato i propulsori a gas freddo per ri-orientarsi per il rientro nell'atmosfera, culminato con un atterraggio verticale sulla nave drone di SpaceX "Just Read The Instruction", posizionata al largo nell'Oceano Atlantico, dopo quasi nove minuti dall'inizio della missione.
Nella foto i nove motori Merlin 1D del primo stadio del Falcon 9 erogano tutta la loro potenza al momento del decollo. Crediti: SpaceX
L'atterraggio ha segnato il centesimo recupero di un primo stadio del Falcon 9. SpaceX ha raggiunto il traguardo martedì, sei anni dopo il primo atterraggio di successo di un Falcon a Cape Canaveral, avvenuto il 21 dicembre 2015. Il motore del secondo stadio del Falcon 9 ha continuato la missione in orbita, prima di spegnersi e rilasciare il veicolo cargo cargo automatico Dragon quasi 12 minuti dopo il decollo. La navicella spaziale Dragon, C209.2, riutilizzata dalla missione cargo CRS-22 alla stazione a giugno, ha aperto il suo muso pochi minuti dopo per rivelare il meccanismo di attracco e i sensori di navigazione.
La nave cargo Dragon trasporta 2.989 chilogrammi di forniture ed esperimenti, compreso l'imballaggio, all'equipaggio di sette persone del laboratorio di ricerca. L'equipaggio della stazione riceverà regali per le feste e un banchetto all'interno della navicella Dragon. "Ogni anno, facciamo del nostro meglio per inviare alcuni regali all'equipaggio," ha affermato Joel Montalbano, responsabile del programma della stazione spaziale della NASA. "Non mi metterò davanti a Babbo Natale e non dirò cosa è stato inviato, ma faremo dei regali per l'equipaggio." Il pasto comprende tacchino, fagiolini, torta di frutta e frutti di mare affumicati.
Ecco una ripartizione del carico: 1.119 chilogrammi di ricerche scientifiche, 908 chilogrammi di carichi utili non pressurizzati, 386 chilogrammi di forniture per l'equipaggio, 328 chilogrammi di hardware del veicolo, 182 chilogrammi di attrezzatura per passeggiate nello spazio e 33 chilogrammi di risorse per i computer. La nave cargo Dragon consegnerà alla stazione amche quattro CubeSat sperimentali dai team del Kennedy Space Center, dell'Aerospace Corp., della Utah State University e della Georgia Tech. Il prossimo anno i CubeSats verranno rilasciati all'esterno del complesso in modo robotico.
Dopo che Dragon avrà trascorso circa un mese attaccato alla stazione spaziale, l'astronave tornerà sulla Terra con attrezzature non più utilizzabili e campioni delle ricerche.
Nell'immagine il 100esimo atterraggio di un primo stadio di Falcon 9, il primo per il booster B1069. Crediti: SpaceX
Tra gli esperimenti scientifici che Dragon sta consegnando alla stazione spaziale ci sono:
Bende biostampate
Il bioprinting utilizza cellule vitali e molecole biologiche per stampare le strutture dei tessuti. Lo studio del Centro aerospaziale tedesco Bioprint FirstAid mira a testare una biostampante portatile che utilizza le cellule della pelle del paziente per creare un cerotto che forma il tessuto per coprire una ferita e accelerare il processo di guarigione. Nelle future missioni sulla Luna e su Marte, la biostampa di tali cerotti personalizzati potrebbe aiutare ad affrontare i cambiamenti nella guarigione delle ferite che possono verificarsi nello spazio e complicare il trattamento. I cerotti curativi personalizzati potrebbero avere anche potenziali benefici sulla Terra, fornendo un trattamento più sicuro e più flessibile ovunque sia necessario.
Migliorare la consegna dei farmaci antitumorali
Gli anticorpi monoclonali, usati per trattare un'ampia gamma di malattie umane, non si dissolvono facilmente nei liquidi e quindi in genere devono essere somministrati per via endovenosa in ambito clinico. L'esperimento del Center for the Advancement of Science in Space Protein Crystal Growth 20 (CASIS PCG 20) continua a lavorare sulla cristallizzazione di un anticorpo monoclonale, il pembrolizumab, sviluppato dai Merck Research Labs. È l'ingrediente attivo di Keytruda, un farmaco che colpisce più tumori. Gli scienziati analizzano questi cristalli per saperne di più sulla struttura e sul comportamento del componente per creare formulazioni di farmaci che possono essere somministrate presso uno studio medico o anche a casa.
Valutazione del rischio di infezione
Gli scienziati hanno osservato che il volo spaziale a volte aumenta la virulenza di microbi potenzialmente dannosi e riduce la funzione immunitaria umana, aumentando il rischio di malattie infettive. Host-Pathogen valuta i cambiamenti indotti dallo spazio nello stato immunitario coltivando cellule raccolte dai membri dell'equipaggio prima, durante e dopo il volo spaziale con batteri "normali" e batteri cresciuti in condizioni di volo spaziale simulate. I risultati potrebbero aiutare a valutare il potenziale rischio che i microbi infettivi possono rappresentare e potrebbero supportare lo sviluppo di contromisure. Ciò potrebbe migliorare le cure per le persone con un sistema immunitario compromesso sulla Terra.
Radici, germogli e foglie
Multi Variable Platform (MVP) Plant-01 profila e monitora lo sviluppo dei germogli e delle radici delle piante in condizioni di microgravità. Le piante potrebbero fungere da parte vitale dei sistemi di supporto della vita umana per il volo spaziale di lunga durata e l'abitazione della Luna e di Marte. Tuttavia, le piante cresciute nello spazio subiscono stress da vari fattori e studi recenti indicano cambiamenti nell'espressione genica delle piante in risposta a tali fattori di stress. Una migliore comprensione di questi cambiamenti potrebbe consentire la progettazione di piante più adatte alla crescita negli ambienti dei voli spaziali.
Nella foto la crescita di piantine dopo dieci giorni dell'esperimento MVP Plant-01. Crediti: Grant Vellinger Techshot/Redwire
Verso le lavanderie a gettoni lunari
Gli astronauti sulla stazione spaziale indossano più volte capi di abbigliamento, quindi li sostituiscono con nuovi vestiti consegnati durante le missioni di rifornimento. La capacità di carico limitata lo rende una sfida e il rifornimento non è un'opzione per missioni più lunghe, come quelle sulla Luna e su Marte. In collaborazione con la NASA, Procter & Gamble ha sviluppato Tide Infinity, un detergente completamente degradabile specificamente progettato per l'uso nello spazio, e la P&G Telescience Investigation of Detergent Experiments (PGTIDE) studia le prestazioni dei suoi ingredienti per la rimozione delle macchie e la stabilità della formulazione in condizioni di microgravità. Una volta testato nello spazio, Tide prevede di utilizzare i nuovi metodi di pulizia e detersivo per promuovere soluzioni di lavanderia sostenibili e a basso consumo di risorse sulla Terra.
Componenti fatti nello spazio
Turbine Superalloy Casting Module (SCM) testa un dispositivo di produzione commerciale che elabora parti in lega resistenti al calore in condizioni di microgravità. Le leghe sono materiali formati da almeno due diversi elementi chimici, uno dei quali è un metallo. I ricercatori si aspettano microstrutture più uniformi e proprietà meccaniche migliorate nelle parti in superlega lavorate in microgravità rispetto a quelle lavorate sulla Terra. Questi materiali di qualità superiore potrebbero migliorare le prestazioni dei motori a turbina in settori come l'aerospaziale e la produzione di energia sulla Terra.
Studenti e cittadini come scienziati spaziali
Gli studenti iscritti a istituti di istruzione superiore possono progettare e costruire esperimenti di microgravità come parte dell'opportunità di carico utile per studenti della NASA con Citizen Science (SPOCS). Come parte dei loro esperimenti, i team selezionati includono studenti della scuola materna fino al 12esimo anno come scienziati cittadini. La scienza dei cittadini consente alle persone che non sono scienziati professionisti di contribuire alla ricerca nel mondo reale. Il progetto NASA STEM on Station sta finanziando esperimenti in volo su questa missione di rifornimento di SpaceX, incluso uno studio sulla resistenza agli antibiotici nella microgravità della Columbia University di New York e uno su come la microgravità colpisce i polimeri resistenti ai batteri dell'Università dell'Idaho a Mosca, Idaho.
Nell'illustrazione la situazione dei veicoli spaziali in visita alla ISS dopo l'attracco del Cargo Dragon CRS-24. Crediti: NASA
Queste sono solo alcune delle centinaia di indagini attualmente in corso a bordo del laboratorio orbitante nei settori della biologia e della biotecnologia, delle scienze fisiche e delle scienze della Terra e dello spazio. I progressi in queste aree aiuteranno a mantenere in salute gli astronauti durante le missioni Artemis della NASA sulla Luna e i viaggi spaziali di lunga durata e dimostreranno le tecnologie per la futura esplorazione umana e robotica oltre l'orbita terrestre bassa verso la Luna e Marte.
Ma il traffico alla ISS non si è fermato con l'arrivo del Cargo Dragon, infatti, alle 2:03 ora di Mosca (le 00:03 italiane) del 23 dicembre, il veicolo cargo Progress M-UM, che aveva consegnato il nodo russo Prichal alla stazione, ha lasciato l'avamposto. Il Progress M-UM era stato lanciato lo scorso 24 novembre ed aveva attraccato al nuovo modulo Nauka due giorni dopo. Ora il modulo di servizio del Progress si è sganciato da Prichal, lasciandolo collegato definitivamente a Nauka.
Nell'immagine, tratta dalla diretta Roscosmos, il Progress M-UM che lascia la stazione. Crediti: Roscosmos
Il veicolo cargo rientrerà nell'atmosfera entro la mattinata andando a disintegrarsi sopra una zona disabitata dell'Oceano Pacifico. Invece occorreranno ancora due o tre attività extra-veicolari dei cosmonauti russi per completare i cablaggi dei due nuovi moduli (Nauka e Prichal) e la messa in funzione del braccio robotico europeo ERA. L'equipaggio di Spedizione 66, composto dal Comandante Anton Škaplerov e gli Ingegneri di Volo Pëtr Dubrov, Mark Vande Hei, Raja Chari, Thomas Marshburn, Matthias Maurer e Kayla Barron prosegue le attività a bordo dell'avamposto orbitale.
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