L’incidente dell’Apollo 13 e l’ipercapnia: quando l’anidride carbonica diventa velenosa per l’organismo

Dopo aver subito un notevole guasto al modulo di servizio, l’equipaggio dell’Apollo 13 ha dovuto affrontare una moltitudine di problemi per garantirsi la sopravvivenza durante il viaggio di ritorno. Uno dei più gravi è stato l’accumulo di anidride carbonica.

Apollo 13 è un film del 1995. Il docudramma, diretto da Ron Howard, è l’adattamento cinematografico del libro “Lost Moon: The Perilous Voyage of Apollo 13” di Jim Lovell e Jeffrey Kluger. Il film descrive gli astronauti Jim Lovell, Jack Swigert e Fred Haise a bordo dell’Apollo 13: destinata ad essere la terza missione di sbarco sulla Luna. La missione era inoltre la settima nel programma spaziale Apollo. L’astronave fu lanciata l’11 aprile 1970 dal Kennedy Space Center, in Florida. L’atterraggio lunare fu interrotto dopo che un serbatoio di ossigeno esplose dopo 56 ore di volo. Nonostante il grande disagio causato da numerosi fattori, l’equipaggio tornò in sicurezza sulla Terra il 17 aprile.

Da sinistra a destra: Swigert, Lovell e Haise.

L’incidente

Dopo poco più di due giorni di missione, l’Apollo 13 si trovava a circa 330.000 Km dalla Terra in rotta verso la Luna. Gli astronauti avevano appena concluso una trasmissione televisiva via satellite, quando Huston chiese a Swigert di attivare i ventilatori di miscelazione del serbatoio di idrogeno e ossigeno nel modulo di servizio (progettati per destratificare il contenuto pressurizzato e criogenico). Due minuti dopo gli uomini sentirono un “botto piuttosto grande”. Uno dei serbatoi di ossigeno era infatti esploso, come conseguenza della miscelazione che creò un’interferenza tra i cavi di collegamento generando una scintilla: non ideale in un ambiente saturo di ossigeno. Il fuoco causò inoltre un aumento di pressione che danneggiò diverse parti del modulo, tra le quali due serbatoi di carburante. Le principali ripercussioni coinvolsero la disponibilità di ossigeno ed energia elettrica.

I danni subiti resero impossibile l’atterraggio lunare. Si decise di trasferire l’equipaggio sul modulo di allunaggio e studiare una strategia di rientro, eliminando il modulo di servizio danneggiato. Uno dei vari problemi del salvataggio fu che il LEM (Lunar Excurion Module) era progettato per ospitare solo due persone per due giorni. I filtri di stoccaggio dell’anidride carbonica erano dunque troppo pochi e quelli del modulo di servizio non erano compatibili. Gli astronauti oltre che con il freddo dovettero combattere dunque con l’ipercapnia.

Per salvarsi la vita e tentare un rientro, l’equipaggio si spostò a bordo del modulo lunare (LEM), abbandonando quello di servizio.

L’avvelenamento da anidride carbonica

La CO2 è prodotta durante il processo metabolico della respirazione cellulare. Tale processo è un insieme di reazioni che avvengono nelle cellule degli organismi pluricellulari, finalizzate all’ossidazione di composti organici per produrre energia sotto forma di ATP. Come in ogni reazione redox che si rispetti, se una molecola si ossida un’altra si ricuce tramite un trasferimento di elettroni. Nel nostro metabolismo l’accettore finale di elettroni è l’ossigeno che si riduce ad acqua, mentre i donatori di elettroni sono zuccheri organici semplici (come il glucosio) che si ossidano producendo vari composti tra i quali anidride carbonica.

L’ipercapnia è una condizione caratterizzata da un’elevata concentrazione di anidride carbonica nel sangue che impedisce il normale flusso di ossigeno alle cellule dei tessuti. Esiste una varietà di motivi per il fatto che questo gas non viene espulso, tra i quali l’esposizione ad ambienti che contengono concentrazioni anomale di CO2. I sintomi comprendono tachicardia, tachipnea e dispnea, a ciò si aggiunge una ridotta attività neurale. Se la situazione persiste sopraggiunge il panico, l’iperventilazione e l’incoscienza: quindi non le condizioni migliori per studiare un piano di rientro da un viaggio spaziale.

Il viaggio di ritorno

In realtà il numero di filtri era sufficiente tra quelli del LEM e quelli del modulo di servizio, purtroppo però questi ultimi avevano una forma differente e non erano compatibili con le imboccature del modulo di allunaggio. Per questo motivo gli astronauti accusarono l’ipercapnia, fino a quando gli ingegneri a terra non studiarono un modo per adattare i filtri. Il rientro sfruttò una traiettoria circumlunare per compensare la mancanza di carburante e di energia elettrica. Nonostante gli enormi disagi, questo viaggio dimostrò la capacità del programma di affrontare situazioni di crisi imprevedibili, portando in salvo l’equipaggio.

In brevissimo tempo fu trovata una soluzione molto ingegnosa per l’adattamento dei filtri, cosa non molto semplice con i materiali a disposizione nello spazio.

Matteo Vailati

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