La Stazione Spaziale Internazionale (ISS) non è solo la più grande e sofisticata struttura di ricerca orbitante mai costruita, è probabilmente la struttura di ricerca più importante che abbiamo. Con le sue strutture all'avanguardia e l'ambiente di microgravità, l'ISS è in grado di condurre esperimenti redditizi che stanno portando a progressi nell'astrobiologia, astronomia, medicinale, biologia, meteo spaziale e meteorologia, e scienza dei materiali.

Sfortunatamente, il costo del trasporto degli esperimenti da e verso la ISS è piuttosto elevato e solo una manciata di agenzie spaziali è attualmente in grado di fare. Per affrontare questo, la Japanese Aerospace Exploration Agency (JAXA) e Tiger Corporation hanno collaborato nel 2018 per creare un nuovo tipo di contenitore che avrebbe ridotto i costi di restituzione dei campioni sulla Terra. Con il successo del loro progetto iniziale, JAXA e Tiger stanno cercando di creare una versione riutilizzabile che consentirà la restituzione regolare di campioni dalla ISS.

Fondata nel 1923, Tiger è una società internazionale con sede a Osaka, Giappone, specializzata in isolamento sotto vuoto e tecnologie correlate. Questa tecnologia, che l'azienda utilizza da decenni per creare borracce isotermiche, ha anche applicazioni per l'esplorazione dello spazio. Negli ultimi anni, JAXA ha iniziato a studiare la tecnologia per creare contenitori di stoccaggio in grado di mantenere freschi i campioni sperimentali durante il loro ritorno sulla Terra.

A settembre 2018, JAXA ha lanciato la missione Kounotori 7 (HTV-7), il settimo volo dell'H-II Transfer Vehicle (HTV). Durante il trasporto di rifornimenti alla ISS, JAXA ha deciso di utilizzare questo volo per convalidare un nuovo metodo per il trasporto di campioni di cristalli proteici (che facevano parte di un esperimento di crescita condotto all'interno del Kibo Laboratory Module) dalla ISS.

Questo consisteva in uno speciale contenitore per campioni (NPL-A100) sviluppato congiuntamente da JAXA e Tiger che è stato collocato all'interno della HTV Small Re-entry Capsule (HSRC). Poiché la capsula di rientro era troppo piccola per fare affidamento su un sistema di raffreddamento elettrico, JAXA e Tiger avevano bisogno di un contenitore per campioni che si affidasse a metodi di "isolamento passivo" per mantenere il contenuto a temperature stabili.

Alla fine, hanno utilizzato la stessa tecnologia su cui si basa Tiger per creare bottiglie termiche in acciaio inossidabile per sviluppare una doppia parete, recipiente isolato sotto vuoto che pesava circa 9,7 kg (21,4 libbre). Come Keiji Nakai, chi è il manager del Product Development Group (terza sezione) di Tiger ha spiegato a Universo oggi Via Posta Elettronica, il contenitore doveva soddisfare alcuni requisiti molto severi:

"La doppia parete, contenitore sottovuoto per questa missione doveva mantenere la temperatura all'interno del contenitore a 4 gradi Celsius ± 2 gradi Celsius (39,2 °F ± 3,6 °F) nel corso di quattro o più giorni e proteggere il contenitore dall'enorme impatto di 40G quando atterrava in l'oceano al ritorno sulla Terra."

Nella capsula sono stati inclusi anche alcuni impacchi freddi per garantire che la temperatura del contenitore rimanesse stabile. La missione è stata un successo e ha rappresentato una pietra miliare per JAXA, che in precedenza non aveva la possibilità di recuperare autonomamente i materiali dall'ISS. Come molte agenzie spaziali che partecipano alla ISS, JAXA dipendeva da Roscosmos e dalla NASA per fornire servizi di trasporto.

Il prossimo passo nella collaborazione JAXA-Tiger prevede la creazione di un più piccolo, accendino, e un contenitore più durevole che può mantenere i campioni stabili a temperature più basse e più a lungo. Ma il requisito più rigoroso è che deve essere abbastanza resistente da essere utilizzato più di una volta. Hanno detto i rappresentanti di Tiger, queste e altre specifiche sono state inserite nella progettazione del contenitore NPS-A100 di seconda generazione:

"Abbiamo ridotto il peso del contenitore da 9,7 kg (21,4 libbre) a quasi 3 kg (6,6 libbre), rendendolo anche più compatto. Con l'aggiunta di impacchi di ghiaccio, manterrà le temperature all'interno di 20 gradi Celsius ± 2 gradi Celsius (68 °F ± 3,6 °F) per almeno dodici giorni, dal momento in cui la capsula di rientro lascia la ISS a quando torna sulla Terra. Abbiamo anche reso il container più resistente in modo che duri almeno tre anni o sei missioni".

È probabile che l'NPS-A100 venga trasportato sulla ISS come parte della missione di rifornimento commerciale CRS-22 che è prevista per l'inizio di giugno e coinvolgerà una SpaceX Crew Dragon che trasporta rifornimenti ed esperimenti alla ISS. Di nuovo, la tecnologia del contenitore sarà utilizzata per restituire cristalli proteici che fanno parte della ricerca biomedica in corso nel laboratorio Kibo all'interno del Japanese Experiment Module (JEM) della ISS.

Questa ricerca sta portando a progressi nel campo della medicina e allo sviluppo di nuove cure e farmaci. Oltre ai contenitori per campioni, la tecnologia risultante da questa collaborazione ha anche numerose applicazioni commerciali e industriali. Questi includono soluzioni di trasporto per campioni medici e reagenti che richiedono la conservazione in condizioni di temperatura rigorose.

Potrebbe anche portare a nuove applicazioni per la gestione termica nelle auto elettriche e ibride. Ma forse l'applicazione più interessante è nello sviluppo di materiali da costruzione di nuova generazione che potrebbero fornire alti livelli di isolamento in ambienti estremi, come l'Antartide (dove le stazioni di ricerca devono conservare il calore) e persino sulla luna e su Marte.

"Le potenziali applicazioni della nostra tecnologia di isolamento sotto vuoto sono illimitate, " afferma Tiger sul proprio sito web. "Questa tecnologia supporterà i settori all'avanguardia in ogni settore, aiutandoli a guidarci verso una dinamica, futuro entusiasmante".

Aggiornamento:da allora è stato confermato che il nuovo contenitore sottovuoto sarà lanciato a bordo di una navicella spaziale Crew Dragon il 3 giugno verso la ISS, come parte della missione di rifornimento del carico CRS-22. La Tiger Corporation prevede inoltre di lanciare una nuova linea di prodotti per il mercato statunitense, che è provvisoriamente previsto per settembre.