Rendez-vous a guida italiana con la
Stazione Spaziale Internazionale

Sabato 20 gennaio 2024 alle 05:42, ora di New York, la navicella spaziale Crew Dragon Freedom, partita 2 giorni prima dal Kennedy Space Center in Florida, si è agganciata alla porta del modulo Harmony della Stazione Spaziale Internazionale (ISS). I quattro viaggiatori (tre dei quali europei, “paganti”) hanno un programma fitto di ricerche ed esperimenti da compiere, nei successivi 14 giorni, su specifiche richieste dei “clienti” della missione, Istituzioni, Enti, Aziende europee, nell’ambito della missione spaziale “Ax- 3”, completamente privata-commerciale, la prima aperta agli astronauti europei.
Ax-3 è la terza missione organizzata da Axiom Space di Houston, una “piccola” società fondata nel 2016, attiva grazie agli affidamenti della NASA nell’ambito dei programmi di trasferimento delle attività spaziali all’iniziativa privata.
Axiom Space ha “noleggiato” il volo dalla Space Exploration Technologies Corporation, meglio nota come SpaceX, azienda gigante dell’aerospazio, fondata nel 2002 da Elon Musk. SpaceX ha fornito il razzo vettore Falcon 9 (lanciato, poi recuperato e riutilizzabile) e la navicella Dragon, che ha raggiunto la ISS, ridefinendo un percorso, disponibile per le nazioni di tutto il mondo, verso l’orbita terrestre bassa, LEO, a 400 km dalla superficie terrestre e ha completato le operazioni programmate con il successivo ritorno a terra.
Nella missione Ax-3, con l’impiego dei veicoli di SpaceX, a differenza dei precedenti voli di questo tipo, Axiom non ha portato in orbita un ricco turista spaziale che paga il proprio viaggio, ma tre dei membri dell’equipaggio che sono sponsorizzati dalle loro nazioni: Italia, Svezia e Turchia. Il volo fa parte di una nuova era in cui le nazioni non devono più costruire i propri razzi e veicoli spaziali per intraprendere un programma di volo spaziale umano. Ora possono semplicemente acquistare corse da un’azienda commerciale, quasi come comprare un biglietto aereo.
Lo spazio è un settore in forte crescita e pieno di opportunità. L’iniziativa privata di Axiom Space raccoglie l’interesse di Stati, Agenzie spaziali, aziende che intendono prendere parte e trarre vantaggio dagli sviluppi della ricerca scientifica, delle scoperte tecnologiche, delle innovazioni pratiche derivanti dal lavoro di sperimentazione condotto nella stazione orbitante.
L’equipaggio di Ax-3 ha trascorso sulla ISS un periodo di tempo che, alla partenza, era previsto in quattordici giorni, divenuti poi diciotto, avendo dovuto procrastinare il rientro, condizionato dal maltempo imperversante nella zona di ammaraggio al largo della Florida.
Gli astronauti hanno completato con successo gli oltre 30 progetti di ricerca programmati per conto dei rispettivi comandi militari e delle agenzie spaziali. A questi si sono unite aziende che, pur non operando nel settore, sfruttano lo spazio come volano per innovarsi e migliorare i propri prodotti. Gli esperimenti italiani sono stati promossi dal Ministero della Difesa e dall’ASI, in coordinamento con centri di ricerca, università e, appunto, industrie private, cioè i “clienti” di quella che ormai diventa una attività commerciale.

Pilota della missione un astronauta italiano: Walter Villadei
Per l’Agenzia Spaziale Europea (ESA) e le 22 nazioni che vi aderiscono, i voli commerciali come quello di Axiom offrono un modo per portare il maggior numero di europei nello spazio e mettere in evidenza la commistione di programmi spaziali tradizionali e commerciali. Tuttavia, i posti sono “limitati” e le nazioni europee sono molte; ci vorrà tempo perché tutte le agenzie spaziali nazionali possano mandare nello spazio un astronauta. L’ESA sta attualmente pagando l’8,3% dei costi della ISS e i suoi astronauti ricevono quella frazione di incarichi. Ciò corrisponde attualmente a soli quattro voli da oggi fino al pensionamento della stazione spaziale previsto nel 2030. “Non abbiamo così tanti voli, quindi non possiamo dare a ogni stato membro un astronauta”, ha detto Frank De Winne, capo dell’ufficio astronauti dell’ESA. “È impossibile.”
Per l’Italia, Paese membro dell’ESA, la designazione di Walter Villadei quale pilota della navicella spaziale è stata possibile grazie all’organizzazione della missione da parte dell’Aeronautica Militare Italiana, che ha voluto essere in prima linea nel partecipare ad iniziative di collaborazione civile-militare e partenariati pubblico-privati, per assicurare concreti benefici sia in termini di sviluppo e potenziamento di capacità operative e di difesa nel settore spazio, sia in termini di concreti ritorni sociali, scientifici, economici e industriali al Paese.

Colonnello dell’Aeronautica Militare Italiana, Walter Villadei, nato a Roma nel 1974, è entrato all’Accademia Aeronautica nel 1993 e si è poi laureato come primo ingegnere spaziale dell’Aeronautica Militare nel 1998, presso l’Università Federico II di Napoli. Ha servito come ingegnere di volo su C-130J e G-222 e ha volato su MB339 ed Eurofigher EFA-2000.
Ha una vasta esperienza nell’addestramento alla sopravvivenza di terra e di mare e ha partecipato ad attività operative militari all’estero ed esercitazioni multinazionali di addestramento al volo, un’opportunità per perfezionare le capacità di pilotaggio per situazioni di combattimento reali.
Nel 2006, Villadei ha conseguito una ulteriore Laurea in Ingegneria Astronautica presso la Scuola d’ingegneria Aerospaziale di Roma. Nel 2011 ha ricevuto l’addestramento del cosmonauta a Star City, in Russia come ingegnere di volo Soyuz e nei sistemi avanzati di segmento russi di Orlan e della ISS. Successivamente ha completato la preassegnazione e l’addestramento analogico multiplo, che include centrifuga, camera di ipossia e addestramento alla sopravvivenza.
Ha una vasta esperienza nei programmi spaziali italiani: dal 2014 al 2018 è stato membro del Comitato Tecnico Scientifico dell’Agenzia Spaziale Italiana e Rappresentante nazionale presso la Commissione Europea, per il Programma di Sorveglianza e Tracciamento Spaziale, che ha portato all’ingresso dell’Italia nel primo Consorzio Europeo per la sicurezza spaziale. Dal marzo del 2022 è responsabile dell’Ufficio di Rappresentanza dell’Aeronautica Militare negli Usa nella città di Houston, per le attività di accesso allo spazio e dei viaggi spaziali commerciali.
Villadei era già stato nello spazio, ma solo per pochi minuti. È stato uno dei tre membri dell’Aeronautica Militare Italiana che hanno volato su un volo suborbitale della Virgin Galactic, conducendo esperimenti in biomedicina, fluidodinamica e scienze dei materiali.
Poi è venuta la missione Axiom-3. “È un privilegio volare nella missione Ax-3” – ha dichiarato Walter Villadei alla vigilia del lancio dal Kennedy Space Center – “Axiom-3 è una ulteriore missione italiana in un anno straordinariamente importante per l’Italia, che festeggia il lancio avvenuto a dicembre 1964 del suo primo satellite, entrando dopo Russia e Stati Uniti, nel club dei giganti spaziali ed è il terzo Paese al mondo a lanciare un satellite.
Volare in questa missione, nell’anno in cui ricordiamo i 60 anni dello Spazio italiano, è un privilegio di cui sono particolarmente grato al ministero della Difesa, all’Aeronautica Militare e a tutte le industrie che rendono questa missione possibile riempiendola di contenuti”.
Ed ha anche aggiunto: “È un grande privilegio portare in volo il tricolore, ma è uno straordinario risultato di squadra, che mette insieme mondo scientifico, istituzionale e industriale. Riuscire a portare innovazione e tecnologia italiana sulla Stazione Spaziale Internazionale consentirà all’Italia di essere protagonista nella Space Economy”.
“L’Italia – ha affermato Villadei – può e deve mantenere il suo ruolo di punta nelle attività spaziali e nella Space economy e l’industria è il motore di queste attività. Ax-3 è una missione di straordinaria importanza che mette insieme un po’ tutte le eccellenze italiane: dal punto di vista operativo ci sono il ministero della Difesa e l’Aeronautica Militare e per scienza e accademia abbiamo una partecipazione forte dell’Agenzia Spaziale Italiana; c’è poi l’industria, non solo quella tradizionalmente aerospaziale ma anche l’industria che viene da altri settori e dimostra che lo spazio sta diventando estremamente importante per promuovere innovazione e sviluppo tecnologico”.
La missione astronautica Ax-3, prima al mondo con profilo commerciale e tutta europea è un evento che ha visto schierate diverse industrie italiane all’ambizioso programma, risultato dello sforzo congiunto di istituzioni, centri di ricerca e industrie. Gli esperimenti italiani previsti, promossi dall’Aeronautica, dall’Agenzia spaziale italiana e da aziende e startup, in sinergia con il mondo accademico di casa nostra, e i risultati ottenuti porteranno un sostanziale contributo alla conoscenza biologica e fisiologica in ridotta condizione di gravità. Il ministro della Difesa Guido Crosetto ha dichiarato che la missione Ax-3 segna ”un nuovo capitolo di storia dello spazio e un contributo allo sviluppo della new space economy, che vede l’Italia indiscussa protagonista grazie alle consolidate competenze nazionali nel campo del volo umano”.

Gli esperimenti italiani
Ben tredici sono i progetti di ricerca italiani portati a compimento dall’Aeronautica e dall’Agenzia Spaziale Italiana (ASI) nel corso della missione, battezzata “Voluntas” dall’Aeronautica stessa, la quale ha svolto anche il ruolo di coordinamento per le attività promosse, in sinergia con il mondo accademico italiano, da aziende e startup nazionali.
L’ASI ha portato in orbita l’esperimento “Orion”, finalizzato allo studio della fertilità femminile in condizioni di assenza di peso e l’esperimento “Prometeo II”, per indagare lo stress ossidativo alla base di molti effetti deleteri del volo spaziale, come i disturbi cognitivi e comportamentali.
Due esperimenti in particolare sono giudicati, dal Colonnello Villadei, entusiasmanti da un punto di vista scientifico: quello dell’ASI sulla proteina beta amiloide, che promette informazioni importanti per la prevenzione e la cura delle malattie neurodegenerative (come l’Alzheimer) e la sperimentazione per l’Aeronautica del software Italian Space Operations Centre, ISOC, per il monitoraggio di materiali o detriti spaziali rientranti nell’atmosfera.
Ed ancora si sono potute perfezionare, sfruttando le condizioni di microgravità, ricerche sulla fisiologia delle malattie cardiovascolari, su malattie dell’apparato respiratorio, indagini al microscopio su colture tumorali (progetto “Cancer in LEO”).
Per raccogliere i dati di alcune di queste attività, Villadei ha indossato una tuta progettata per lui da una startup italiana impegnata nel settore dell’abbigliamento aerospaziale.
Certificata dalla Nasa, è composta da un tessuto hi-tech ignifugo, super leggero, studiato per il comfort di chi la indossa e in grado di conservare la temperatura corporea sia a riposo che sotto sforzo. Non è pressurizzata, cioè non è adatta al volo o alle passeggiate all’esterno, ma è realizzata per le ordinarie attività di lavoro sulla Stazione Orbitale. È dotata di sensori su tutto il corpo per il monitoraggio dello stato di salute dell’astronauta: temperatura, pressione sanguigna, qualità del sonno, frequenza cardiaca e, via bluetooth, trasmette in tempo reale i parametri rilevati. Diverso da quelli a bordo, si tratta di un materiale antibatterico, che si sta studiando grazie all’attività spaziale, perché potrebbe permettere, sulla terra, un risparmio dell’acqua significativo”.

Parecchie aziende si sono potute inserire nei programmi sperimentali della missione, con esperimenti di varia natura e complessità, quali ad esempio le prove su materiali avanzati per valutare la protezione aggiuntiva contro le radiazioni, che potrà contribuire anche per lo sviluppo di nuove tecnologie di radioprotezione contro il cancro. Ci sono poi progetti di ricerca, ad esempio quello volto a indagare gli effetti della microgravità sulle funzioni cognitive, o l’utilizzo di devices medicali sviluppati per il tele monitoraggio dello stato di salute degli astronauti prima e dopo la missione. Ed ancora, esperimenti dell’ASI sui cambiamenti che avvengono nel corpo umano in assenza di peso.
Ma non poteva mancare l’aspetto culinario, legato alla buona fama del nostro paese: i primi piatti pronti, conservati e serviti ai visitatori del piccolo spazio che orbita a 400 Km dalla Terra. Con l’iniziativa, nata dalla collaborazione con il Ministero dell’Agricoltura, della Sovranità Alimentare e delle Foreste e l’Aeronautica Militare, si intende sostenere la candidatura della cucina italiana a Patrimonio Culturale Immateriale dell’Umanità Unesco.
E in effetti, per meglio comprendere i bisogni legati all’alimentazione degli astronauti in condizioni estreme, l’unica via percorribile è quella della sperimentazione diretta. La prova con la degustazione in orbita è tutt’altro che banale, visto che la Nasa impone che il cibo per gli astronauti sia confezionato in modo da potersi conservare per due anni.
Ax-3, la prima missione orbitale commerciale, tutta europea, partecipata dal nostro paese, rappresenta una finestra aperta su quanto i prossimi anni promettono: il privato che estende l’accesso all’orbita a enti di ricerca, agenzie, stakeholder commerciali e pubblici. Con un elemento nuovo: diverse aziende italiane, anche piccole, hanno potuto mettere in mostra e testare le proprie capacità là dove, fino a poco tempo fa, sarebbe stato loro precluso o più difficile farlo, grazie all’iniziativa ed al supporto dello Stato, che ha contribuito a rendere possibile l’operazione erogando un finanziamento di circa 30 milioni di euro di soldi pubblici, testimoniando la volontà italiana di ritagliarsi un ruolo da protagonista in un’era – il post ISS – in cui le missioni umane permetteranno uno sfruttamento commerciale senza precedenti su un mercato in cui l’Italia non può permettersi di mancare.

Futura stazione spaziale commerciale
Le attuali missioni per Axiom Space sono propedeutiche al vero business: lo sviluppo della prima stazione spaziale commerciale del mondo. La NASA ha selezionato la proposta della società texana consentendo di collegare i moduli di Axiom a quelli della Stazione Spaziale Internazionale già a partire dalla seconda metà del 2024, creando così un nuovo “Axiom segment”, un’area che amplierà il volume utilizzabile e abitabile dell’ISS.
Un progetto in cui Thales Alenia Space, Joint Venture tra Thales (67%) e Leonardo (33%), con i suoi laboratori a Torino, svolge un ruolo strategico, conquistato grazie alla sua storica esperienza, che ha visto negli ultimi anni crescere il suo ruolo nel campo delle infrastrutture orbitanti, contribuendo per oltre il 50% alla realizzazione dei moduli pressurizzati della Stazione Spaziale Internazionale e diventando centro d’eccellenza a livello mondiale in questo campo.
Nel sito torinese di Thales Alenia Space, in corso Marche, sono in fase di realizzazione i moduli della Stazione Spaziale Commerciale di Axiom, il cui interno è stato progettato dall’architetto francese Philippe Starck. Lanciati nei prossimi anni, i due elementi saranno inizialmente agganciati alla Stazione Spaziale Internazionale (ISS), al relativo modulo Nodo 2, costruito anche esso da Thales Alenia Space, dando vita al nuovo segmento orbitale della Stazione Axiom.
La Stazione Axiom avrà la funzione di hub centrale dell’umanità per la ricerca, la produzione e il commercio in orbita terrestre bassa (LEO), ampliando il volume utilizzabile e abitabile della ISS.
Quando la ISS avrà completato la sua vita operativa, nel 2030, i moduli Axiom si separeranno e opereranno come una stazione spaziale commerciale a volo libero, un laboratorio e un’infrastruttura residenziale nello spazio, che sarà utilizzata per esperimenti di microgravità, test di materiali critici per l’ambiente dello spazio e ospiterà astronauti privati e professionisti.
Sarà la pietra miliare di una permanente e attiva presenza umana nonché di una proficua rete di attività commerciali in orbita terrestre bassa, consentendo nuovi progressi, coinvolgendo aziende e numerose PMI della filiera spaziale e non. ■

Fonti bibliografiche:
AXIOM SPACE, sito ufficiale web: https://www.axiomspace. com; SPACEX, sito ufficiale web: https://www. spacex.com; International Space Station, sito NASA: https:// www.nasa.gov/international-space-station; NASA Space Station Archives, blogs: https://blogs.nasa.gov/ spacestation/2024; Walter Villadei, sito ufficiale web: https://waltervilladei.it; ASI (Agenzia Spaziale Italiana), sito ufficiale web: https://www.asi.it; Aeronautica Militare Italiana, Missione Ax-3 “VOLUNTAS”: https://www. aeronautica.difesa.it/home/noi-siamo-l-am/spazio- e-aerospazio/AX3; EMILIA a Houston, https://imprese. regione.emilia-romagna.it/notizie/notizie-attualita/ 2023/missione-usa; Siti ufficiali web delle Aziende italiane partecipanti alla Missione (Barilla, Dallara, GVM Assistance, Mental Economy, Spacewear, REA, Thales Alenia Space, Technogym).