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Quiz: perché la Stazione Spaziale Internazionale è bruciacchiata?

Questo articolo vi arriva gratuitamente e senza pubblicità grazie alle donazioni dei lettori. Se vi piace, potete incoraggiarmi a scrivere ancora (anche con un microabbonamento). Ultimo aggiornamento: 2016/08:14 17:00.

Guardate queste foto (autentiche, non ritoccate) delle attività extraveicolari effettuate a bordo della Stazione Spaziale Internazionale. Avete notato l’alone annerito intorno al portello di uscita e d’ingresso degli astronauti?



Come è spiegabile un fenomeno del genere nel vuoto dello spazio? C’è stato un incendio a bordo della Stazione, come accadde nel 1997 a bordo della stazione russa Mir? È successo qualcosa di grave nella cabina di decompressione e l’hanno tenuto nascosto? Quale altre spiegazioni riuscite a trovare per queste bruciature?

Ovviamente questo quiz è un gioco: non sto proponendo alcuna teoria di complotto, ma voglio mostrare quanto è facile costruire un’accusa di cospirazione credibile presentando in maniera selettiva dei fatti apparentemente anomali e quanto è invece difficile trovare la reale spiegazione dell’apparente anomalia.

In altre parole, questa è una piccola dimostrazione della Teoria della Montagna di M*rda come spiegazione della persistenza di una teoria di complotto: son capaci tutti di farla facilmente, mentre pulirla è una faticaccia e comunque la puzza rimane.

Dilettatevi a investigare nei commenti: pubblicherò la mia soluzione domani (14 agosto).


2016/08/14


Ecco la soluzione.
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Commenti
Commenti (20)
Soluzione

http://www.nasa.gov/multimedia/imagegallery/image_feature_1740.html
Francesco,

sto al gioco: spiegazione interessante, ma allora perché solo il bordo sarebbe bruciacchiato, invece di tutta la superficie? Uno sfiato improvviso di fiamme, invece, interesserebbe più i bordi.
Io direi: Quello e' il lato esposto al sole e quindi col passare del tempo si brucia, visto che senza l'atmosfera la temperatura dovrebbe essere circa 150°C (come sulla luna).
(???!!!???)
Certo per bruciare ha bisogno di O2, quindi dovrebbe essere bruciato il lato interno e non quello esterno...
Secondo me è una reazione tra l'ossigeno ed il vuoto che si sviluppa quando si apre l'airlock - che a sua volta non si apre in maniera perfettamente simmetrica.

Inoltre,visto che parliamo di montagna di merdå, come sanno tutti l'aria a bordo del ISS è carica di anni di flatulenze quindi ad un certo punto si è creato un mix explosivo detonato da uno dei cosmonauti russi, quando è uscito a fumarsi una siga...
Cheers & beers a tutti
Paul
Annerito non è, è decisamente marrone con varie intensità.

Più che di una vera bruciatura (con fumo e fiamme) ha l'aspetto dell'ossidazione e/o cottura da microonde o ionizzazione con conseguente alterazione chimica di qualche sostanza e/o materiale facente parte della struttura del portellone stesso ed esposto ai suddetti, non uniformemente, attorno alla sua apertura.
ha qualcosa a che fare con i jet di manovra (come si chiamano i 'cosi' per 'guidare' le navicelle nello spazio?)
OT: @UncleGroOve: carina cheers&beers, da rugbista te la copio subito!
Intanto quella cosa tonda bianca aperta non è il portello, ma la copertura termica. Il portellone vero e proprio è più sotto, e si apre verso l'interno della stazione, proprio per garantire la tenuta, garantita dalla pressione interna verso il vuoto esterno, con la stessa tecnica che si una negli aerei. Quel colore scuro è causato dalla ossidazione. Anche se sembra strano, all'altezza a cui orbita l'ISS, circa 400 km, c'è una tenuissima atmosfera (tecnicamente quella zona viene chiamata ionosfera, precisamente il suo strato F, quella che fa "rimbalzare" le onde radio e permette le comunicazioni in onde corte a lunga distanza), composta al 90% da ossigeno monoatomico. Gran parte dell'ossigeno al livello del suolo è presente nella sua forma molecolare (O2, quindi biatomico); ma a quella altezza le radiazioni ultraviolette provenienti dal sole rompono il legame fra i due atomi, e quindi si trovano ioni ossigeno positivi (O+). Questi atomi si legano con le sostanze che compongono il pannello termico, e si formano reazioni da ossidazione, che creano quel colore "bruciacchiato". Questo spiega anche perchè un bordo del pannello è molto più scuro del resto: quella è la direzione in cui la ISS orbita, cioè il "davanti" della stazione, l'equivalente della prua di una nave. Praticamente la stazione "penetra" la pur tenua atmosfera in quella direzione, quindi quel lato entra in contatto con molti più atomi di ossigeno rispetto al resto del pannello, quindi si ossida di più, e si scurisce.
Sembra essere colpa dell'ossigeno monoatomico, proveniente dall'atmosfera, che restando a contatto con il portello quando questo rimane aperto per molte ore durante le attività extraveicolari, causa l'ossidazione dei materiali sigillanti.

Fonte: https://space.stackexchange.com/questions/3200/what-is-the-cause-of-discoloration-along-the-edges-of-the-quest-joint-airlock-th
Sono giunto alle stesse conclusioni di Paolo e Leonardo, beccando anche la medesima fonte linkata da Leonardo. Ho barato però: ho fatto una ricerca per immagini. In seconda pagina ho trovato la risposta.

Ossidazione per esposizione all'ossigeno monoatomico.
Ehi! .... ma quella copertura è un pezzo recuperato dallo Skylab!
E chiaro che sia in quelle condizioni, cosa pretendiamo che sia bianco ... fiammante come appena uscito di fabbrica?

Riduzione dei costi ed i suoi effetti!
Sarei tentato anch'io dalla spiegazione di "Paolo", Leonardo etc. disponibili su molti siti web (che mi pare sia stata suggerita da un certo Mark Adler.

Ma non capisco una cosa: la ISS non ha una "prua" in quanto le "attitude" della ISS sono 3: XVV, XPH ed YVV. Nel secondo caso la parte esposta al plasma varia durante l'orbita. Nel primo e nel terzo caso rimane fissa ma ad angoli diversi. Il beta angle della ISS inoltre cambia a seconda delle attività quotidiane.

A mio parere resta quindi da spiegare perché un bordo è palesemente più "ossidato" dell'altro.

Non potrebbe trattarsi di continue scariche di energia elettrostatiche con la flangia ? In effetti si vede che la parte bruciata è proprio quella corrispondente al profilo della flangia. Inoltre la parte esterna della copertura del Quest Joint Airlock appare intatto nelle poche foto disponibili.
@pgc - sulla attitude della ISS avevo qualche riserva... Grazie per la delucidazione!
Da perfetto ignorante, io direi che si tratta di sporco, polvere o simile accumulata nel tempo

ciao
pgc, hai certamente ragione nel sostenere che la ISS non ha una "prua", ma avrai visto che ho cercato di confezionare una risposta "for dummies", come certamente sono anche io, visto che non mi occupo professionalmente di scienze spaziali. Vero anche che ci sono tre orientamenti predefiniti della ISS, ma, come scrive anche la European User Guide to Low Gravity Platforms pubblicata da ESA, al punto 7.2.3 (pagina 19 del pdf), solo la XVV (e cioè la posizione in cui l'asse X della stazione, l'asse più lungo, è orientato con il vettore della velocità, cioè praticamente la direzione dell'orbita) è utilizzata quando i pannelli solari sono in posizione. In pratica, gli altri due orientamenti sono stati utilizzati solo durante l'assemblaggio della stazione; inoltre la XVV, oltre ad altri vantaggi, è l'orientamento che permette il minor attrito atmosferico, e quindi il minor decadimento dell'orbita. Quindi si può ben dire che la IIS viaggia solo in una posizione, e quindi esiste un "davanti" e un "dietro", una "prua" e una "poppa", anche se virtuali; la prua è la parte USA, e la poppa il modulo Zvezda russo. In realtà, poi si è deciso di far viaggiare talvolta la IIS con orientamento -XVV, cioè con testa e coda invertite; e questo è accaduto quando alla stazione attraccavano gli shuttle, al PMA2 (uno dei Pressurized Matic Adaptor, cioè i punti di docking) che si trova naturalmente sulla parte USA della stazione, per permettere all'orbiter di restare in coda, e quindi protetto dall'eventuale impatto di micrometeoriti dalla stazione stessa. Ma per tutto il resto del tempo la ISS è sempre in orientamento XVV: quindi è logico supporre che la parte "anteriore" della copertura termica sia più esposta agli ioni ossigeno, e si ossidi più rapidamente del resto. E questa esposizione è continua, non solo quando è in corso una EVA e il pannello è sollevato, in quanto la copertura è normalmente appoggiata sulla flangia metallica, ma non c'è una tenuta stagna fra le due parti.
Comunque fra poche ore l'altro Paolo, il titolare, grazie ai suoi insider alla NASA, ci darà la spiegazione ufficiale degli addetti ai lavori. Giusto?
Grazie per il chiarimento Paolo. Non sapevo che XVV fosse la sola usata di fatto. D'altra parte la cosa ha molto senso dato che XPH per esempio avrebbe un drag molto più elevato.

L'unico dubbio che mi rimane a questo punto è perché questa bruciatura appare nella parte inferiore della protezione, invece che su quella superiore più esposta al plasma. Mi sarei aspettato il contrario, a meno che i materiali non siano completamente diversi, cosa improbabile, anche perché anche le placche metalliche sembrano soffrire dello stesso problema.

Probabilmente non mi è chiaro il meccanismo. Oppure le foto del coperchio chiuso che si trovano sono molto vecchie.

comunque grazie ad Attivissimo per il quiz...
Potrebbe essere un caso di ossidazione tipo quella che si avvera tra metalli differenti. Magari la flangia che sorregge il coperchio in quel punto è fatta di un materiale che in presenza di ossigeno atomico fa reazione con il materiale del coperchio...
Secondo me si tratta semplicemente di "cottura" del materiale di rivestimento ad opera di quell'anello piatto che circonda la chiusura. Un fenomeno analogo a quello che avviene quando dimentichi il ferro da stiro acceso sopra una camicia. Il fatto che solo una parte sia annerita può essere spiegato dal fatto che quella è l'unica parte dove il sole può battere con più frequenza, se infatti guardate gli altri lati c'è sempre qualcosa davanti.

Per annerire un oggetto non è obbligatorio bruciarlo, se lo scaldate abbastanza le molecole che lo compongono possono scomporsi e creare composti di altro colore. Faccio solo un esempio: le patatine fritte sono cotte nell'olio e quindi in assenza di ossigeno e se le dimenticate troppo tempo nella pentola si carbonizzano...
http://space.stackexchange.com/questions/3200/what-is-the-cause-of-discoloration-along-the-edges-of-the-quest-joint-airlock-th
Qui dicono che la causa siano i rari atomi di ossigeno (O monoatomico) che si trovano alla quota in cui opera l'ISS, che ossidano il bordo del portello quando resta aperto per ore durante le EVA. Se ho capito bene il lato più bruciacchiato è quello del verso in cui si muove la stazione spaziale.
Non è un portello stagno, ergo filtrano i raggi solari e nei punti più esposti lo "abbronzano". Lasciate un giornale mezzo esposto al sole qualche ora e avrete lo stesso effetto. Ci ho preso?
Voi da ragazzi non vi siete mai nascosti in un angolo riparato della scuola per fumarvene una di nascosto?
Ecco.