La vita nello spazio

Durante la loro permanenza a bordo della Stazione Spaziale Internazionale (ISS) gli astronauti devono vivere e lavorare in un ambiente molto diverso da quello a cui sono abituati sulla Terra. In questo ambiente devono lavarsi, andare in bagno, mangiare, bere e mantenersi in forma e in salute. L'assenza di peso a bordo della ISS rende necessari alcuni adattamenti nello svolgimento di queste comuni attività.

La ISS orbita a 400 chilometri dalla superficie terrestre e tutto ciò che occorre agli astronauti deve esservi trasportato dalla Terra. Gli astronauti devono pertanto razionare le proprie riserve di acqua e cibo e ridurre al minimo la produzione di rifiuti.

In questa serie di video-clip, realizzata durante la missione OasISS dell'astronauta dell'ESA Frank de Winne, Frank e i suoi colleghi descrivono la vita a bordo della ISS. La lezione online può essere utilizzata nell'ambito di una lezione scolastica su argomenti come igiene personale, cibo e alimentazione, esercizio fisico e salute.

Inizia la giornata: l'igiene personale a bordo della ISS

A casa come a scuola o in vacanza, l'igiene personale è qualcosa di cui dobbiamo occuparci tutti i giorni.

In che cosa consiste? Lavare corpo e denti, andare in bagno e cambiarsi i vestiti sono le attività che fanno parte della nostra igiene personale quotidiana.

Anche gli astronauti a bordo della Stazione Spaziale Internazionale devono curare l'igiene personale. In uno spazio così ristretto, nel quale possono convivere fino a 13 persone, la vita può diventare molto spiacevole se qualcuno trascura la propria igiene personale!

Iniziamo dalle nozioni di base:

Denti

Perché abbiamo i denti e come funzionano?
Come dobbiamo curare i denti?
Perché la cura dei denti è importante?

Scrivete tutte le ragioni per cui ritenete che i denti siano utili.

Prendete uno specchio e guardatevi i denti con attenzione.

Quanti tipi diversi di denti vedete e sentite? I denti taglienti nella parte anteriore della bocca sono gli incisivi. I denti aguzzi accanto agli incisivi sono i canini, mentre i denti più larghi e bombati sono i premolari e i molari. Crescendo, si perdono i denti da latte che vengono mano a mano sostituiti dai denti 'adulti'. Questi ultimi dovranno durarvi per tutta la vita, quindi vi conviene averne cura!

Contate quanti denti avete. Disegnate i vostri denti come li vedete allo specchio e provate a dare il nome a tutte le loro parti (smalto, gengiva, mandibola ecc.). Scoprite la funzione di ogni parte.

Esperimento: effetto della cola sui denti

Se vi capita di perdere un dente (ad esempio un dente da latte), immergetelo in un bicchiere contenente una bibita a base di cola o un'altra bevanda frizzante che consumate abitualmente. Controllate il dente tutti i giorni per una settimana. Cosa gli succede?

Fate un disegno del dente prima e dopo essere stato immerso nella bibita. Sapete perché cambia? Sapete spiegare perché è importante limitare il consumo di bevande frizzanti?

Qual è la caratteristica delle bevande frizzanti che è dannosa per i denti?
Perché usiamo il dentifricio?
Con quale frequenza bisogna lavarsi i denti con il dentifricio?

Risposte:
Nella bocca della maggior parte dei bambini vi sono 20-25 denti. Lavarsi i denti è importante per prevenire la carie e l'alito cattivo. Se non si cura l'igiene orale, la bocca assume un odore sgradevole e i denti iniziano a fare male e a cariarsi.

Le bevande frizzanti sono acide e possono danneggiare lo smalto dei denti. Lavandosi i denti dopo i pasti con un dentifricio al fluoro, si previene la carie e si rafforzano i denti. Inoltre, si mantiene l'alito fresco!

Quando ci si alza la mattina, una delle prime cose da fare è lavarsi i denti. Perché?

Quando si mangia, parte dello zucchero contenuto nei cibi rimane in bocca. I batteri si nutrono di questo zucchero producendo dell'acido. L'acido scioglie lo smalto dei denti e può causare la carie E fa male! Per evitare il mal di denti bisogna sottoporsi a controlli periodici dal dentista. Tutti devono mantenere i propri denti sani e puliti, anche gli astronauti nello spazio! Se hanno mal di denti, il dentista è molto lontano!

Nello spazio:

Gli astronauti si lavano i denti normalmente, come fate voi, ma c'è una differenza. Guardate come tutto si sposta fluttuando!

Questo succede perché nella Stazione Spaziale Internazionale (ISS) non vi è una forza che spinga le cose verso il basso come accade sulla Terra. La Stazione orbita attorno alla Terra a una velocità (28 000 km/h) e in una direzione precise; per questo non cade sulla Terra, ma è costantemente in caduta libera attorno alla Terra. Poiché è in caduta libera, tutto quanto è al suo interno non ha peso e fluttua!

Anche l'acqua e il dentifricio. Il dentifricio viene inghiottito dopo avere lavato i denti (dentifricio commestibile) e per pulirsi la bocca si utilizza una salvietta umida. Gli astronauti devono lavarsi i denti tenendo la bocca il più possibile chiusa per evitare che il dentifricio voli via!

Usare il bagno sulla ISS

Se nello spazio tutto 'fluttua', come si fa ad andare in bagno? A bordo della ISS c'è una toilette speciale (situata nel modulo russo Zvezsda). Ora che l'intero equipaggio è a bordo, ne sarà allestita anche un'altra nel modulo americano.

Gli astronauti devono assicurarsi con delle cinghie per non volare via. La toilette non è provvista di scarico ad acqua, ma di un tubo di aspirazione che risucchia i rifiuti attraverso un foro. I rifiuti solidi vengono compressi e accumulati per essere smaltiti successivamente. L'urina viene raccolta e riciclata successivamente. Certo, uno strano modo di andare in bagno!

Mangiare e bere sulla ISS

Come l'esercizio fisico, anche l'alimentazione gioca un ruolo importante nel mantenere gli astronauti in buona salute.

Il cibo non solo fornisce le calorie necessarie per potere lavorare, ma offre anche importanti occasioni di socializzazione a chi si trova lontano dalla famiglia e dagli amici.

Il cibo viene preparato con un metodo particolare, in quanto l'assenza di peso richiede alcuni accorgimenti per evitare che gli alimenti volino via dal piatto. Devono inoltre essere consumati determinati tipi di cibi, per contrastare gli effetti dell'adattamento all'ambiente spaziale.

Gli astronauti possono scegliere quali cibi consumare purché i valori nutrizionali e le calorie rientrino nei parametri approvati: 2800 calorie al giorno. I vassoi di cibo sono preparati a terra per ogni astronauta e trasportati sulla ISS prima del suo arrivo. I vassoi vengono riposti in uno dei moduli e contrassegnati. Le confezioni rosse contengono cibi provenienti dalla Russia, quelle blu cibi provenienti dall'America e dai paesi europei.

Il cibo deve essere sottoposto a trattamenti speciali per prolungarne la conservazione e ridurne la massa.

Cibo per lo spazio

Vi sono diversi tipi di cibo adatti ad essere consumati nello spazio:

 

• Cibi reidratabili: i cibi vengono privati del contenuto d'acqua per poter essere conservati più facilmente. Questo procedimento si chiama 'liofilizzazione'. A bordo, i cibi vengono reidratati prima di essere consumati. Tra gli alimenti sottoposti a questo trattamento vi sono le bevande (tè, caffè, succo d'arancia) e i cereali come l'avena.
• Cibi termostabilizzati: i cibi vengono sottoposti a un trattamento termico per poter essere conservati a temperatura ambiente. La maggior parte della frutta e del pesce (tonno) viene confezionata in scatolette con comode linguette di apertura. I dessert sono conservati in vaschette di plastica.
• Cibi irradiati: i prodotti a base di carne vengono generalmente cotti, confezionati in buste di alluminio e quindi sterilizzati mediante radiazioni ionizzanti per poter essere conservati a temperatura ambiente.
• Cibi freschi: ad esempio mele e banane. Spesso i cibi freschi vengono portati a bordo dai nuovi membri dell'equipaggio.
• Cibi in forma naturale: ad esempio frutta secca e dolci.

Gli astronauti usano i vassoi come piatti e tutti gli alimenti devono essere 'spremuti' da un tubetto o da un sacchetto. Immaginate cosa accadrebbe se le bevande e le briciole sfuggissero al controllo e volassero ovunque? Guardate tutte le apparecchiature elettriche… sì, sarebbe un disastro!

Portare tutta questa massa di cibo e acqua sulla Stazione è molto costoso e perciò tutto deve essere molto leggero e facile da stivare.

Esperimento: confronto degli effetti di inscurimento o ossidazione della frutta matura esposta all'aria trattata con un inibitore chimico

Materiali:
acqua distillata, mele, banane, gambi di sedano e carote, compresse di vitamina C. Vaschette di plastica, coltello, cucchiai e piatti di carta.

Introduzione:
cosa accade quando esponiamo cibi come le mele e le banane all'aria? Il cibo si ossida e diventa scuro. Nello spazio, è necessario ridurre il volume e il peso di certi alimenti freschi eliminando le parti di scarto come le bucce e i torsoli. Il cibo deve essere inoltre confezionato in singole porzioni. La frutta e le verdure vengono affettate e trattate per evitare che si ossidino a contatto con l'aria.

Per questo trattamento si può utilizzare un inibitore chimico.

Metodo:
1. Versate un po' d'acqua in due vaschette di plastica profonde. Sciogliete una compressa di vitamina C in una sola vaschetta. Etichettate le due vaschette per distinguerle.
2. Tagliate un frutto in sei fette uguali. Immergete due fette in ognuno dei due liquidi preparati. Verificate che la frutta sia completamente immersa e lasciatela riposare per 10 minuti.
3. Ponete le ultime due fette su un piattino di carta con l'etichetta "non trattata".
4. Trasferite ciascuna fetta con un cucchiaio su piatti di carta separati.
5. Ripetete il procedimento con diversi tipi di frutta e verdura.
6. Lasciate riposare il cibo nei tre piatti per un'ora e osservate se si scurisce.

Discussione:

• Quali pezzi di frutta e di verdura non si sono scuriti come gli altri?
• Conoscete un altro inibitore chimico che possa essere utilizzato per conservare la frutta e la verdura e che sia anche commestibile?
• Provate a stabilire se la quantità di vitamina C utilizzata influisce sulla velocità con cui la frutta e la verdura diventano scure. Come si potrebbe fare?

Risposte:

• I pezzi trattati con vitamina C sono meno ossidati. Questo accade perché la vitamina C è un antiossidante e inibisce l'azione dell'ossigeno sul cibo (inscurimento).
• Zucchero, sale, acidi (aceto)…
• Suggerimenti: tagliate le compresse di vitamina C a metà e in quarti e scioglietele nella stessa quantità d'acqua utilizzata per la compressa intera. Osservate se riducendo il dosaggio si modifica qualcosa.

Esercizio e forma fisica

Il corpo umano si è evoluto sulla Terra, in un campo gravitazionale. In assenza di peso, anche le attività più semplici presentano qualche difficoltà. Gli astronauti devono ancorarsi saldamente per non volare via, e anche usare il computer diventa difficile. Le passeggiate nello spazio possono essere molto faticose e sollecitare i muscoli in modo eccezionale.

Questo significa che gli astronauti devono fare attività fisica e tenersi in forma e in salute per svolgere il proprio lavoro a bordo della ISS e ritornare sulla Terra in buone condizioni. A bordo vi sono un tapis roulant e una cyclette (senza ruote!). Gli astronauti devono esercitarsi almeno 2 ore al giorno per tenersi in forma.

Vi sono inoltre diverse pulegge e funi, simili alle attrezzature ginniche che usiamo sulla Terra, per svolgere attività di resistenza che servono a mantenere forti muscoli e ossa. In questo modo, gli astronauti potranno affrontare in buona forma fisica il rientro nella gravità terrestre.