È la mattina del 16 maggio 2011 al Kennedy Space Center in Florida, e l’atmosfera sulla rampa 39A è densa di un’aspettativa tecnica che va oltre la consueta tensione di un lancio spaziale. Lo Space Shuttle Endeavour è pronto sulla piattaforma per la missione STS-134, il suo venticinquesimo e ultimo volo orbitale prima del pensionamento della flotta. Dopo il rinvio tecnico subito a fine aprile a causa di un guasto ai riscaldatori di una delle tre unità di potenza ausiliarie (APU), le squadre di terra della NASA hanno lavorato incessantemente per sostituire la scatola di controllo elettronica difettosa e ricertificare i sistemi idraulici. Ora, le procedure di caricamento dei propellenti criogenici nel serbatoio esterno procedono senza intoppi; i sensori di livello eco indicano il "pieno" di idrogeno e ossigeno liquidi.
Alle 08:56 ora locale, il direttore di lancio dà il via libera finale. I tre motori principali (SSME) si accendono in sequenza scalata, seguiti dai due booster laterali a propellente solido che vincono la gravità. Endeavour lascia la rampa iniziando la manovra di rollio per allinearsi con il piano orbitale della Stazione Spaziale Internazionale. La telemetria in sala controllo conferma che la pressione dinamica massima (Max Q) viene superata senza anomalie strutturali. A due minuti dal decollo, i booster si separano, e lo Shuttle prosegue la sua corsa verso l’orbita bassa spinto dai soli motori liquidi. Otto minuti e mezzo dopo il lancio, avviene lo spegnimento dei motori principali (MECO) e la separazione dal serbatoio esterno.
La fase critica successiva inizia con l’apertura dei portelloni della stiva di carico, essenziale per la dissipazione del calore generato dai sistemi di bordo. Al sicuro nella stiva giace il carico utile principale: l’Alpha Magnetic Spectrometer-02 (AMS-02). Nei giorni immediatamente successivi all’inserimento in orbita, l’equipaggio, che include l’astronauta italiano Roberto Vittori, si prepara alla delicata operazione di estrazione. La manovra prevede una complessa coreografia robotica: il braccio meccanico dello Shuttle estrae lo strumento da 7 tonnellate e lo passa al braccio robotico della stazione, il Canadarm2. L’installazione sul traliccio S3 della ISS viene completata con successo, attivando immediatamente i sistemi di rilevamento e verifica dei collegamenti dati e potenza, mentre Endeavour si prepara a concludere la sua vita operativa con un rientro previsto dopo una missione di 16 giorni.
Con il rientro a terra della navetta e la conclusione del programma Shuttle, l’eredità della missione STS-134 si è trasferita interamente sui risultati scientifici generati dall’AMS-02, rimasto attivo sulla Stazione Spaziale Internazionale. Questo rilevatore di fisica delle particelle, unico nel suo genere per complessità e collocazione extra-atmosferica, ha trasformato l’orbita bassa in un laboratorio di astrofisica ad alta energia. L’obiettivo primario dello strumento è stato la ricerca di antimateria primordiale e la caratterizzazione della materia oscura attraverso lo studio dei raggi cosmici, misurando con precisione senza precedenti la carica, la massa e l’energia delle particelle che bombardano costantemente la Terra.
Nel corso degli anni successivi all’installazione, le analisi condotte dalla vasta collaborazione internazionale hanno prodotto risultati che hanno sfidato i modelli teorici preesistenti. Uno dei dati più significativi e discussi riguarda l’eccesso di positroni (antiparticelle degli elettroni) ad alte energie. Le osservazioni hanno mostrato che il flusso di positroni non decresce come previsto dalle teorie standard sulla produzione secondaria nelle collisioni di raggi cosmici, ma aumenta significativamente in una specifica fascia energetica. Questo fenomeno suggerisce l’esistenza di sorgenti primarie ignote: le ipotesi più accreditate dalla comunità scientifica oscillano tra l’annichilazione di particelle di materia oscura (WIMP) o la presenza di acceleratori astrofisici locali come le pulsar.
Inoltre, AMS-02 ha fornito misurazioni fondamentali sul rapporto tra antiprotoni e protoni, e sullo spettro dei nuclei di elio, carbonio e ossigeno, rivelando che i meccanismi di propagazione dei raggi cosmici nella galassia sono diversi per le particelle primarie e secondarie. La precisione statistica raggiunta, basata su oltre 200 miliardi di eventi di raggi cosmici collezionati, ha permesso di escludere diversi modelli teorici sulla natura della materia oscura che non si adattavano ai dati sperimentali, restringendo il campo di ricerca per la fisica delle particelle e consolidando il ruolo della ISS come piattaforma scientifica di rilievo fondamentale.
