di Matteo Billi

Per addestramento astronautico si intende il processo di preparazione degli astronauti per una missione spaziale svolto nelle Agenzie spaziali dei vari Paesi. Esso è composto in generale dagli addestramenti pre-volo, addestramenti durante il volo e la fase riabilitativa post-volo. 

Alla NASA, dopo la fase di selezione, i candidati astronauti devono seguire l’addestramento di base di due anni per diventare astronauti ufficialmente qualificati. Ciò viene fatto perché ogni candidato astronauta, prima di venir selezionato, era un esperto in un determinato campo scientifico, mentre per il lavoro di astronauta è indispensabile avere una conoscenza di base in numerosi campi.

L’addestramento si basa sui sistemi della ISS, addestramenti delle attività extraveicolari( lavoro nello spazio e all’esterno della sua navicella spaziale) e della tuta EMU, conoscenze robotiche, studio base della navicella e dei suoi sistemi in lingua russa e, per gli astronauti senza esperienze di pilotaggio degli aerei, corso di addestramento sul T-38. Completati i due anni di addestramento, i candidati astronauti vengono qualificati ufficialmente come astronauti.

Qui è riportata l’evoluzione prossima delle tute spaziali:

In attesa di una missione spaziale, vengono assegnati ai vari dipartimenti dell’Ufficio astronauti dove acquisiscono ulteriori conoscenze in quel campo, dagli ingegneri e tecnici della NASA.

Tutti gli astronauti vengono spesso selezionati secondo tre gruppi principali: piloti, specialisti di missione ed educatori. Gli specialisti di missione si occupavano delle attività extraveicolari, robotiche e conducono esperimenti scientifici; gli educatori condividono la conoscenza delle materie scientifiche e delle missioni spaziali con i cittadini più piccoli, nonostante ciò negli ultimi anni questo ruolo sia diventato secondario, avvicinandosi molto più al ruolo di specialista di missione.

Oltre a studiare la struttura dei veicoli e dei loro sistemi, gli astronauti passano molto tempo a svolgere simulazioni di attività quotidiana nello spazio. Gli astronauti devono anche prendere confidenza con gli ambienti e i luoghi con cui entreranno in contatto. Si preparano al lancio e atterraggio utilizzando dei simulatori. Prima della missione, gli astronauti in genere si allenano per un totale complessivo di 300 ore all’interno di questi simulatori.

L’addestramento di volo a bordo dell’aereo biposto T-38 è sempre stato presente nel programma di addestramento della NASA. È un addestramento molto importante perché costringe gli astronauti a pensare velocemente al cambiare delle situazioni e rimanere concentrati per un periodo di tempo esteso, condizione fondamentale per partecipare ad un volo spaziale.

Uno dei primi addestramenti che i candidati astronauti svolgono dopo esser stati selezionati è l’addestramento di sopravvivenza. Di solito viene svolto in giungla e gli astronauti devono sopravvivere per tre giorni andando da un punto di partenza ad un punto di arrivo con i pochi mezzi di orientamento che gli vengono forniti imparando a lavorare in squadra per superare le difficoltà. 

Durante i due anni di addestramento viene soprattutto rafforzato il fisico, visto che si è sviluppato nell’ambiente terrestre e sottostà alla sua gravità. Il nostro corpo entrato a contatto con la gravità zero è soggetto ad un grosso cambiamento; per questo è importante che le nostre funzioni vitali siano al massimo delle loro prestazioni. Può essere un esempio degli effetti della diversa gravità sul nostro corpo lo sforzo compiuto dal nostro cuore per pompare il sangue. Lo sforzo compiuto sarà sicuramente proporzionale alla pressione esercitata su di noi. Ad esempio, durante la fase di lancio il cuore dovrà faticare molto di più, a differenza di quando saremo in un ambiente a gravità zero dove lo sforzo sarà quasi nullo.

Fra le prime capacità che vengono allenate troviamo l’equilibrio e la coordinazione, fondamentali per le passeggiate nello spazio, quando gli astronauti lasciano la Stazione Spaziale per condurre ricerche o sistemare macchinari. Un esercizio pre-missione molto semplice, praticato in coppia, consiste nel sedersi su una palla d’equilibrio uno di fronte all’altro, senza toccare terra con i piedi, e lanciarsi diverse palline di forme, volumi e peso diversi. Questo esercizio è utile per allenare contemporaneamente diversi elementi: la struttura fisica, gli addominali, la core stability e la coordinazione sotto sforzo. La combinazione di movimenti complessi sviluppa consapevolezza spaziale, agilità e coordinazione. Un’altra attività spesso praticata è l’arrampicata, su roccia o su parete, una pratica indispensabile per sviluppare la coordinazione del tronco, della schiena, delle braccia e delle dita.

Per quanto riguarda l’ambiente a gravità zero sono stati sviluppati specifici macchinari, proprio per via dell’assenza di gravità la quale rende tutti gli esercizi, con pesi o a corpo libero, nulli. Il classico esempio di questo genere di macchinari può essere la cyclette con il sellino a cui ci si può fissare, così da poter rimanere attaccati al macchinario.  

Per imparare a muoversi in microgravità, gli astronauti partecipano ai voli parabolici, per 20 secondi, ripetuti per quaranta volte in un giorno; possono così sperimentare l’assenza di gravità. A volte bastano anche solo i voli parabolici per mandare in confusione il sistema vestibolare (sistema sensoriale che fornisce il contributo principale al senso di equilibrio e all’orientamento spaziale allo scopo di coordinare il movimento con l’equilibrio.) degli astronauti, che di conseguenza si sentono male come accadrebbe all’inizio di un volo spaziale.                                                                                              

Simulazioni

Durante le fasi dell’atterraggio possono verificarsi delle situazioni di emergenza che porteranno la Sojuz (veicolo spaziale) ad atterrare in un punto non identificabile in anticipo. Ad esempio, l’equipaggio potrebbe non atterrare sulla terra, come avviene normalmente, ma sull’acqua. In vista di incidenti di questo tipo, il dipartimento del GCTC che si occupa degli addestramenti d’emergenza fa addestrare i candidati cosmonauti russi e gli equipaggi che voleranno a bordo della Sojuz a queste situazioni, in modo da essere preparati fisicamente e psicologicamente a qualsiasi scenario. L’addestramento viene svolto nel lago vicino al Centro di soccorso Noginsk EMERCOM russo tra il mese di giugno e quello di luglio ogni anno. Oltre alla preparazione dell’equipaggio, questa esercitazione serve anche ad addestrare gli operatori che si occupano del recupero del modulo di discesa dopo l’atterraggio.

Secondo le procedure generali successive all’atterraggio, se il modulo di discesa è intatto, l’equipaggio deve restare a bordo il più a lungo possibile finché le squadre di recupero non li vengono a recuperare. Ma, in caso di atterraggio di emergenza, le squadre di recupero impiegherebbero del tempo per raggiungere la capsula ed è quindi importante decidere in fretta se restare a bordo o meno, dato che le batterie del Modulo hanno un tempo di utilizzo limitato. Di conseguenza, una volta scaricate le batterie la ventilazione interna alla capsula smetterà di funzionare e sarà necessario uscire velocemente dal modulo.

Per far fronte a queste situazioni impreviste, i cosmonauti e gli astronauti prendono parte a tre addestramenti, quello a secco, quello lungo e quello corto.

Durante lo scenario di addestramento a secco, gli equipaggi svolgono sulla terra ferma una prova generale di evacuazione dal modulo di discesa della Sojuz. L’esercitazione inizia subito dopo un presunto atterraggio, in cui è necessario togliersi la tuta spaziale Sokol all’interno del modulo di discesa, indossare tute termiche e la tuta Forel. L’operazione di svestizione e vestizione può richiedere anche un’ora e mezzo di tempo, dato il piccolo spazio del modulo (3,5 m³, ci cui solo 2,5 m³ abitabile) e le alte temperature presenti nel modulo sigillato, tanto che i cosmonauti fanno a turno davanti ai bocchettoni di ventilazione per rinfrescarsi. Oggigiorno, grazie al progredire della tecnologia, la salute degli astronauti durante l’esercitazione viene costantemente monitorata dai medici del GCTC grazie a un sensore wireless che gli astronauti ingoiano prima di entrare nel modulo. Ecco ad esempio una simulazione dello SpaceX:

Il lavoro che gli equipaggi svolgono durante l’addestramento lungo è molto simile a quello a secco ma stavolta il modulo di discesa viene fatto galleggiare sulla superficie del lago. Dopo essersi cambiati e pronti ad uscire dal modulo i cosmonauti lanciano in acqua il kit di sopravvivenza (NAZ, НАЗ) per poi buttarsi a loro volta. Una volta che tutto l’equipaggio è in acqua, essi si dispongono a forma di stella per mantenere il galleggiamento e accendono il segnalatore luminoso per farsi individuare dalle squadre di soccorso.

L’esercitazione breve è necessaria nelle situazioni in cui, dopo l’atterraggio, il modulo di discesa sia danneggiato e imbarchi acqua. In quel caso l’equipaggio non ha il tempo per cambiarsi, e deve solamente prendere il kit di sopravvivenza e uscire dal modulo entro 8 minuti con ancora addosso le tute Sokol. Durante gli anni ’70 e ’80, queste esercitazioni hanno appunto dimostrato che se è presente una falla nel Modulo, l’equipaggio aveva solo pochi minuti (8 – 9 minuti) per uscire dal modulo e salvarsi.