La indossa il colonnello Villadei, che pilota la capsula Crew Dragon verso la Stazione Spaziale Internazionale. é uno degli esperimenti della missione Ax-3 di Axiom Space
19 gennaio 2024
La missione spaziale Ax-3 dell’azienda statunitense Axiom Space è partita dal Kennedy Space Center della NASA, a Cape Canaveral, a bordo della capsula Crew Dragon, di SpaceX e diretta alla Stazione Spaziale Internazionale. A bordo, è presente un equipaggio tutto europeo composto da quattro astronauti tra cui il pilota Walter Villadei, colonnello dell’Aeronautica Militare Italiana, che compirà una serie di esperimenti in microgravità legati alle attività umane nello spazio.
Tra le attività in programma c’è il test della nuova EMSi, acronimo di Electrical Muscle Simulation, la prima tuta spaziale bionica per astronauti che è stata realizzata dalla startup pugliese REA Space in collaborazione con il Politecnico di Bari.
Al cuore della tuta, in tessuto composto da nylon, grafene e fibra di carbonio, c’è infatti un sistema elettronico integrato in grado di monitorare ed, eventualmente, intervenire sul corpo umano per contrastare l’atrofia muscolare. Il sistema è stato sviluppato nel laboratorio di Optoelettronica del Politecnico, al Dipartimento di Ingegneria Elettrica e dell’Informazione sulla base di un accordo di collaborazione tra REA e Politecnico. Il team di ricerca che ha realizzato il lavoro è stato coordinato dalla professoressa Caterina Ciminelli, ordinario di Ingegneria Elettronica e ne fanno parte Giuseppe Coviello, Giuseppe Brunetti – entrambi ricercatori in Ingegneria Elettronica – e Maurizio Pellegrini, dottorando di ricerca in Ingegneria e Scienze Aerospaziali.
Una parte di ricerca in ambito meccanico, invece, è stata svolta nei laboratori di Meccanica sperimentale dal gruppo coordinato dalla professoressa Caterina Casavola. Questo studio ha riguardato la meccanica dei tessuti e la biomeccanica delle giunzioni, in relazione ai movimenti del corpo umano. La startup, infatti, ha avuto l’intuizione di puntare ad un’appllicazione spaziale partendo dall’esperienza di una precedente azienda per la produzione di tute sportive, che faceva capo ad uno dei fondatori. «A questo punto è nata l’interazione con il Politecnico – spiega la professoressa Casavola – che ha messo a disposizione le sue competenze multidisciplinari». L’obiettivo era consentire una perfetta integrazione tra i tessuti e l’elettronica. E alla fine il risultato è stato raggiunto.
«Quando i sensori rilevano dei parametri elettromiografici anomali – spiega la professoressa Ciminelli – la tuta EMSi permette di attivare l’elettro-stimolazione del corpo umano, contrastando così l’atrofia muscolare che è un tipico effetto avverso indotto dalla condizione di microgravità». In altri termini, il sistema può riprodurre lo stesso stimolo muscolare sul corpo umano che avviene normalmente sulla Terra, simulando la gravità anche in assenza – o quasi – di quest’ultima. «I movimenti del corpo vengono rilevati attraverso dei flessometri – aggiunge la professoressa Ciminelli – che sono posizionati sui giunti articolari dell’astronauta. Sensori elettromiografici consentono di eseguire misure – conclude la docente – per monitorare la fisiologia muscolare in orbita».
In questo momento, tuttavia, la tuta indossata da Villadei per la missione Ax-3 è stata configurata per raccogliere dati preliminari sull’attività muscolare dell’astronauta mentre questi compie degli esercizi specifici durante il volo nella Crew Dragon e la permanenza nella Stazione Spaziale Internazionale. Inoltre, EMSi produce una compressione sui muscoli dell’astronauta, tale da favorire la corretta distribuzione dei fluidi corporei, oltre a garantire comodità, libertà di movimento e una funzione antibatterica, grazie ad un trattamento agli ioni d’argento. Un’altra particolarità di questo sistema riguarda la potenziale estensione delle sue funzionalità, mediante l’integrazione di ulteriori sensori per il monitoraggio di parametri vitali e dello stato di salute degli astronauti.
«Questo è un nuovo, straordinario esempio di come la collaborazione tra pubblico e privato possa favorire l’innovazione tecnologica, valorizzare i giovani talenti e sostenere lo sviluppo di settori molto promettenti come l’aerospazio» commenta il Rettore del Politecnico di Bari, Francesco Cupertino. «Abbiamo creduto da subito all’iniziativa di REA – aggiunge il Rettore – investendo tempo e competenze e favorendo il dialogo con i potenziali investitori e le agenzie spaziali».
Nell’ambito di questa collaborazione, infatti, il Politecnico ha sostenuto il progetto imprenditoriale di REA con diverse iniziative, coinvolgendo esperti del settore aerospaziale, imprenditori, scienziati e operatori commerciali in convegni, eventi formativi e fiere di settore di grande impatto e visibilità. Tra queste iniziative, ricordiamo la partecipazione all’Expo di Dubai, dove l’ateneo ha portatoo alcuni dei suoi progetti di punta, sostenendo anche le startup innovative della Puglia (come appunto REA). Un’altra tappa importante è stata la più recente Scuola sul Volo Suborbitale, a Taranto, con ospiti internazionali provenienti dalle agenzie spaziali europee e americane, tecnici del settore, osservatori governativi e personaggi di primo piano come l’astronauta Roberto Vittori, che ha svolto un ruolo fondamentale per realizzare la giusta sinergia tra la giovane impresa e le istituzioni. «Mettendo a disposizione delle start-up i risultati della ricerca scientifica – conclude il rettore Cupertino – ne moltiplichiamo il valore e l’impatto sugli obiettivi di sviluppo dei territori e della società».
La tuta EMSi, infatti, è attualmente il prodotto di punta di REA Space. Dopo aver preso parte al programma di accelerazione di Takeoff promosso da Cassa Depositi e Prestiti, la startup pugliese ha collaborato con BINP (Boosting Innovation in Poliba) – incubatore del Politecnico di Bari – in un processo di affinamento dell’idea imprenditoriale ed è attualmente incubata nel programma ESA BIC Turin, gestito da I3P – incubatore del Politecnico di Torino – in collaborazione con l’Agenzia Spaziale Europea.
Gli sviluppi scientifici condotti per la tuta EMSi, dunque, rappresentano in questo momento un importante avanzamento nella ricerca e nello sviluppo di tecnologie spaziali, con ulteriori, possibili applicazioni anche in ambiti differenti da quello spaziale, quali la gestione delle malattie neurodegenerative, i protocolli riabilitativi e la medicina sportiva. Una nuova sfida per un futuro che sembra sempre più vicino.