Columbus Mission info kit

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Kit Informativo
Aggiornato a febbraio 2008
Riepilogo Missione
Elementi chiave della missione
Nome e logo della missione
Patch della missione
Strutture Interne del Columbus
Strutture Interne: Biolab
Strutture Interne: European Drawer Rack
Strutture Interne: Moduli di Fisiologia Europei
Strutture Interne: Laboratorio di Scienza dei Fluidi
Strutture Interne: European Transport Carrier
Strutture Esterne del Columbus
Strutture Esterne: European Technology Exposure Facilitu (EuTEF)
Strutture Esterne: SOLAR
Strutture Esterne Future
Ulteriori Carichi
Astronauta ESA: Léopold Eyharts (Ingegnere di volo Spedizione 16) (Solo Salita)
Astronauta ESA: Hans Schlegel (Specialista di Missione STS-122)
Astronauta NASA: Stephen Frick (Comandante STS-122)
Astronauta NASA: Alan Poindexter (Pilota STS-122)
Astronauta NASA: Rex Walheim (Specialista di Missione STS-122)
Astronauta NASA: Stanley Love (Specialista di Missione STS-122)
Astronauta NASA: Leland Melvin (Specialista di Missione STS-122)
Astronauta NASA: Daniel Tani (Ingegnere di volo Spedizione 16) (Solo Discesa)
Riepilogo della Missione
Attività di Pre-Lancio
1° giorno di Volo: Configurazione dello Shuttle per attività in orbita
2° giorno di Volo: Controlli termici dello Shuttle e preparazione EVA
3° giorno di Volo: RendezVous, attracco e preparazioni EVA
4° giorno di Volo: EVA 1 – aggancio Columbus al Nodo 2
5° giorno di Volo: Attivazione Columbus, Ingresso e messa in servizio. Controllo scudo termico
6° giorno di Volo: EVA 2- Assemblaggio serbatoi azoto, messa in servizio del Columbus
7° giorno di Volo: Tempo libero per l’equipaggio e messa in servizio del Columbus
8° giorno di Volo: EVA 3 – aggancio strutture esterne del Columbus
9° giorno di Volo: Messa in servizio Columbus, congedo dell’equipaggio e chiusura boccaporto
10° /11°/12° giorno di Volo: Disattracco e configurazione per l’atterraggio
Inizio conto alla rovescia: 43 ore dal lancio
Da 3 ore e Conteggio a T – 10
Lancio in Orbita
Deorbita e procedura di atterraggio
Operazioni Post-atterragio
L’Orbiter
Il serbatoio esterno
Generatori di Spinta
Programma Europeo di Sperimentazione
Esperimenti Interni: Biologia
Struttura Biolab: WAICO
Sistema Europeo di Coltivazione Modulare: Multigen-1
Esperimenti Interni: Scienza dei Fluidi
Laboratorio di Scienza dei Fludi: Geoflow
Esperimenti Interni: Fisiologia Umana
Individuazione Precoce dell’Osteoporosi nello Spazio (EDOS)
Chromosome-2
ETD
Immuno
Dolori Lombari
MOP
Neocitolisi
Campione
Spin
ZAG
Esperimenti Interni: Dosimetria delle Radiazioni
ALTCRISS
EuCPD
Matroska 2B
Esperimenti Esterni: Struttura EuTEF
EXPOSE-E
DEBIE-2
Dostel
EuTEMP
EVC
FIPEX
MEDET
PLEGPLAY
Tribolab
Esperimenti Esterni: Struttura SOLAR
SOL-ACES
SOLSPEC
SOVIM
Attività Educative
Columbus Control Centre, Oberpfaffernhofen, Germania
User Support and Operations Centres (USOCs)
European Astronaut Centre, Colonia, Germania
Kennedy Space Center
Mission Control Center – Houston, Texas
Payload Operations Center, Huntsville, Alabama
Centro di Controllo Missione (TsUP), Mosca, Russia
Accordo intergovernativo sulla ISS
Configurazione attuale della ISS
ISS e principali contributi europei
Credits
Contatti
Riassunto della Missione
A febbraio 2008, il laboratorio europeo Columbus
sarà lanciato e diventerà una parte integrante
della Stazione Spaziale Internazionale (ISS),
portando a compimento anni di organizzazione e
di duro lavoro. Con una vita in orbita prevista
essere di 10 anni, diventerà parte della storia
spaziale come il primo laboratorio europeo
dedicato alla sperimentazione a lungo termine in
assenza di gravità.
Gli astronauti dell’ ESA Hans Schlegel (a sinistra) e Léopold
Eyharts (Image:NASA)
La missione Columbus consiste di diverse parti.
La prima copre gli 11 giorni di volo della missione
STS-122 (anche conosciuta dai partners della ISS
come missione di assemblaggio 1E) durante i
quali verrà attaccato, e in seguito attivato, il
laboratorio europeo Columbus, dando inizio alla
sua messa in funzione.
Lancio del volo STS-121 dello Shuttle Discovery con a bordo l’
astronauta dell’ ESA Thomas Reiter diventato il primo membro
europeo dell’ equipaggio permanente della ISS. (Image:NASA)
Gli astronauti dell’ESA Léopold Eyharts, di
nazionalità francese, e Hans Schlegel, tedesco,
saranno membri dell’equipaggio della missione di
assemblaggio e messa in servizio del Columbus.
Il loro volo è programmato per febbraio 2008 a
bordo dello Space Shuttle Atlantis con il volo
STS-122 dal Kennedy Space Centre, in Florida,
USA, e faranno parte di un equipaggio di 7
astronauti di cui 5 sono colleghi della NASA.
Il laboratorio europeo Columbu al Kennedy Space Centre,
Giugno 2006. (Image:NASA)
Questa fase include anche l’installazione delle
strutture esterne europee per esperimenti che
avverrà durante la terza passeggiata spaziale e
ulteriori compiti di assemblaggio e manutenzione.
La missione Columbus proseguirà dopo il
disatracco dello Shuttlle con Léopold Eyharts che
rimarrà sulla Stazione per due mesi in qualità di
membro
dell’equipaggio
permanente
di
spedizione.
Proseguirà nelle attività relative alla messa in
servizio del Columbus, completando l‘attivazione
delle strutture interne per esperimenti così come
porterà a termine l’impegno scientifico europeo e
le attività di relazioni pubbliche e educative che
rientrano nel suo ruolo di secondo Ingegnere di
volo della ISS.
L’ astronauta dell’ ESA Paolo Nespoli nel modulo di
costruzione europea Nodo 2 al quale verrà agganciato il
laboratorio Columbus (Foto: NASA)
Anche Schlegel si occuperà delle attività
scientifiche europee così come di pubbliche
relazioni per la missione Columbus.
Le attività più importanti della missione sono le
seguenti:
Installazione del laboratorio Columbus
Con il laboratorio Columbus si avrà a disposizione
un ambiente in cui gli astronauti potranno
eseguire procedure sperimentali in abiti civili,
usando una serie di impianti per esperimenti che
riguardano un’ampia gamma di discipline
scientifiche. Il laboratorio sarà agganciato al Nodo
2, di costruzione europea, precedentemente
installato alla ISS durante la missione STS-120
dello scorso ottobre.
Il Biolab (A) e il Laboratorio di Scienza dei Fluidi (B)
Columbus sarà trasportato fino alla ISS nella stiva
di carico dello Shuttle e installato il quarto giorno
di volo durante la prima EVA o passeggiata
spaziale che vedrà protagonisti l’astronauta
dell’ESA
Hans
Schlegel
in
compagnia
dell’astronauta della NASA Rex Walheim.
Buona parte del tempo di questa prima
passeggiata sarà dedicato alla preparazione del
Columbus per la rimozione dalla stiva dello
Shuttle. Il braccio robotico della Stazione lo
sposterà alla sua destinazione permanente sulla
ISS, precisamente sul lato destro di tribordo del
Nodo 2.
Attivazione del Columbus e messa in servizio
dei sistemi e degli impianti per esperimenti
Una volta agganciato il Columbus, Schlegel ed
Eyharts saranno entrambi principalmente coinvolti
nell’attivazione e nella messa in servizio del
laboratorio insieme a vari colleghi della NASA. In
primo luogo, il laboratorio avrà bisogno di essere
collegato ai sistemi di rifornimento termico,
energetico e di dati della ISS. Fatto questo ed
entrati per la prima volta nel laboratorio, le attività
in orbita consisteranno in una riconfigurazione
degli impianti interni dalla loro posizione al
momento del lancio a quella in orbita.
Il laboratorio statunitense Destiny (Image: NASA)
Le operazioni consistono nella rimozione dei
supporti di lancio e la rilocazione degli impianti per
esperimenti e il cablaggio tra le strutture e i relativi
sistemi del Columbus e della ISS.
dove si trovano EuTEF e SOLAR, e le strutture
per carichi esterni del laboratorio Columbus, dove
verranno installati. I due astronauti all’esterno
sono Rex Walheim e Stanley Love, entrambi della
NASA. EuTEF ospita diversi esperimenti,
compresa una serie di esperimenti di esobiologia.
SOLAR condurrà un accurato studio del Sole
attualmente programmato per una durata di due
anni.
Sezione degli impianti esterni per esperimenti che saranno
installati su Columbus: EuTEF e SOLAR (Illustrazione: ESA/D.
Ducros)
La messa in servizio del Columbus è
un’operazione molto complessa che impiegherà
più degli 11 giorni della missione Shuttle per
essere portata a termine. Léopold Eyharts, che
resterà sulla Stazione per due mesi, continuerà le
attività di messa in servizio del Columbus insieme
ai membri dell’equipaggio della Spedizione 16.
Durante le operazioni di messa in servizio, gli
impianti per esperimenti diventeranno pronte
all’uso dando il via alle prime sessioni di
esperimenti a bordo del laboratorio.
Gli impianti per esperimenti che si trovano
all’interno del Columbus sono Biolab, per gli
esperimenti di biologia, il laboratorio di Scienza
dei Fluidi, per esperimenti nel campo della
scienza dei fluidi, i Moduli Europei di Fisiologia,
per gli esperimenti di fisiologia umana, e lo
European
Drawer
Rack,
un
impianto
multidisciplinare per una vasta gamma di
esperimenti più piccoli.
Installazione dei carichi europei sterni (EuTEF
e SOLAR) sul Columbus
Durante la terza uscita nello spazio, verranno
installate nella parte esterna del Columbus due
impianti esterni per esperimenti di costruzione
europea, EuTEF e SOLAR.
L’
astronauta
dell’ESA
Léopold
Eyharts
manovrerà il braccio robotico della Stazione per
muovere uno degli astronauti impegnati nella
passeggiata spaziale tra la stiva dello Shuttle,
L’ astronauta dell’ESA Thomas Reiter, il rpimo astronauta
europeo impiegato per una missione a lungo termine sulla ISS,
mentre lavora all’esperimento europeo Matroshka, dicembre
2006. (Foto: NASA)
Un’astronauta dell’ESA prende il posto di uno
della NASA come membro dell’ equipaggio
permanente della ISS
Al momento del suo arrivo sulla ISS a bordo del
volo STS-122, l’astronauta dell’ESA Léopold
Eyharts sarà il secondo astronauta dell’ESA a
diventare membro di un equipaggio di Spedizione
a lungo termine sulla ISS.
Oltre ai suoi specifici compiti di robotica e di
installazione del Columbus, eseguirà numerose e
vitali operazioni sulla ISS che spaziano dall’uso
dei sistemi alle procedure per: controllo e
orientamento della ISS, sistemi di controllo
ambientale e di supporto vitale, condizione di
salute e sicurezza dell’equipaggio, e operazioni
EVA (passeggiate spaziali), per citarne alcune.
Resterà sulla ISS circa due mesi e rientrerà a
Terra a bordo del volo STS-123.
Eyharts sostituirà l’astronauta della NASA Dan
Tani come secondo Ingegnere di Volo della
Spedizione 16. Tani è arrivato sulla ISS a bordo
dello Shuttle Discovery con la missione STS-120,
lanciata lo scorso 23 Ottobre e rientrata il 7
Novembre. Con la missione STS-120, della quale
era membro l’ astronauta dell’ ESA Paolo Nespoli,
è stato consegnato alla Stazione il Nodo 2 di
fattura
europea.
Tani
ritornerà
insieme
all’equipaggio del volo di rientro STS-122.
Parte di Geoflow, il primo esperimento che avrà luogo nel
Laboratorio di Scienze dei Fluidi (Image: EADS Astrium)
Svolgimento di un programma europeo di
esperimenti
Durante la loro missione, Léopold Eyharts e Hans
Schlegel svolgeranno una serie di esperimenti per
la comunità scientifica europea, inclusa la prima
sessione di esperimenti svolti utilizzando gli
impianti per esperimenti del Columbus. Ulteriori
esperimenti europei saranno portati a termine dal
cosmonauta russo Yuri Malenchenko. Questi
esperimenti riguardano un’ampia gamma di aree
scientifiche.
Quelli che necessitano di un ambiente in assenza
di gravità all’interno della ISS riguarderanno le
aree di fisiologia umana e biologia, scienza dei
fluidi e dosimetria delle radiazioni.
Per quelli invece che necessitano dell’esposizione
all’ambiente dello spazio aperto al di fuori della
ISS, saranno usati i nuovi carichi esterni per
esperimenti posizionati sul Columbus e saranno
riguarderanno diverse aree scientifiche compresa
l’esobiologia, la scienza solare e la scienza della
materia, oltre a varie tecnologie dei sensori e del
monitoraggio. L’ astronauta dell’ESA Léopold
Eyharts svolgerà anche una serie di esperimenti
di carattere educativo durante la missione.
Rimozione e ritorno dei Control Moment
Gyroscopes
Durante la terza passeggiata spaziale (EVA), il
Control Moment Gyroscope temporaneamente
situato su una Piattaforma di Stivaggio Esterna,
sarà rimosso e posizionato nella stiva dello
Shuttle per il ritorno a Terra. Le ruote d’inerzia del
tipo ‘’Control Moment Gyroscopes’’, sono usate la
rotazione della Stazione Spaziale.
Astronauta dell’Agenzia Spaziale Canadese (CSA) Dave
Williams mentre installa il Control Moment Gyroscope sulla
Piattaforma di stivaggio esterna 2 (Foto: NASA)
Rimozione e risistemazione dell’insieme di
serbatoi di azoto
Durante la seconda passeggiata spaziale (EVA)
della missione, l’astronauta dell’ESA Hans
Schlegel e l’astronauta della NASA Rex Walheim
rimuoveranno e risistemeranno un insieme di
serbatoi di azoto sulla sezione del traliccio P1.
Questo è un elemento importante dell’attrezzatura
che fa parte del sistema esterno di controllo
termico della ISS. I vecchi serbatoi di azoto
saranno sistemati nella stiva dello Shuttle per il
ritorno a Terra.
Consegna di rifornimenti/attrezzature
Oltre a portare alcuni usuali rifornimenti logistici
per lo Shuttle e gli equipaggi della ISS, la
missione servirà anche a rifornire di attrezzature
la ISS usate, per esempio, per allestire il
Columbus (dentro e fuori) ed ancora altre
attrezzature che saranno installate durante le
passeggiate spaziali. Un ulteriore elemento
dell’attrezzatura che sarà portato a bordo della
ISS è lo European Flywheel Exercise Device, un
resistente dispositivo per esercizi di resistenza
utili agli astronauti per fare fronte all’atrofia
muscolare, all’osteoporosi e all’indebolimento
delle funzioni muscolari.
L’ astronauta dell’ ESA Philippe Perrin durante un test sul
Flywheel Exercise device nell’ ottobre 2003 (Foto: ESA)
L’equipaggio del volo STS-122 Atlantis. Davanti al centro l’astronauta dell’ESA Léopold Eyharts e gli astronauti della NASA Sthephen
Frick (a sinistra), comandante, e Alan Poindexter (a destra), pilota. Dietro, da sinistra l’astronauta della NASA Leland Melvin, Rex
Walheim, Stanley Love e l’astronauta dell’ESA Hans Schlegel (Foto: NASA)
L’equipaggio
Gli astronauti dell’ESA Léopold Eyharts e Hans
Schlegel faranno parte dell’equipaggio della
missione Shuttle composta in totale da sette
astronauti, cinque dei quali della NASA: Stephen
Frick, comandante dello Shuttle, Alan Poindexter,
pilota, Rex Walheim, Stanley Love e Leland
Melvin, tutti specialisti di missione. Al loro arrivo
sulla Stazione troveranno l’euqipaggio della
Spedizione 16: il Comandante della ISS Peggy
Whitson (NASA), e gli Ingegneri di Volo della ISS
Yuri Malenchenko (Roscosmos) e Daniel Tani
(NASA), che verrà sostituito da Léopold Eyharts.
La missione Columbus nasce a seguito
dell’Accordo Intergovernativo sulla ISS nel quale
Columbus ha rappresentato un importante
contributo dell’ESA e da un accordo tra ESA e
NASA in base al quale non solo è stato possibile
impiegare un astronauta dell’ESA nella missione
di assemblaggio del Columbus ma l’ESA potrà
fornire astronauti come membri degli equipaggi di
Spedizione della ISS dopo l’installazione del
Columbus alla Stazione.
Informazioni sulla Missione
EQUIPAGGIO DELLO SHUTTLE:
Comandante Shuttle:
Pilota Shuttle:
Specialista di Missione:
Ingegnere di Volo ISS (in arrivo):
Ingegnere di Volo ISS (in rientro):
Stephen Frick (NASA)
Alan Poindexter (NASA)
Hans Schlegel (ESA)
Rex Walheim (NASA)
Stanley Love (NASA)
Leland Melvil (NASA)
Léopold Eyharts (ESA)
Daniel Tani (NASA)
VEICOLO SPAZIALE:
Shuttle Orbiter:
Atlantis
SITI DI LANCIO e ATTERRAGGIO:
Sito di lancio:
Principale sito di atterraggio:
Altri siti di atterraggio:
PARAMETRI DI MISSIONE:
Data di Lancio prevista:
Finestra di Lancio:
Altitudine (in orbita):
Alitudine ISS:
Inclinazione:
Durata della missione:
Rampa di Lancio 39A, Kennedy Space Center,
Cape Canaveral, Florida, USA
Kennedy Space Center, Florida, USA
Edwards Air Force Base,
California, USA
White Sands Space Harbor, New Mexico, USA
7 febbraio 2008
10 minuti
226 kilometri
~400 kilometri
51.6°
11 giorni
Il Logo del Laboratorio Columbus
Il logo del Laboratorio Columbus. (Illustrazione: ESA/DDucros)
Columbus deve il suo nome al famoso navigatore
genovese Cristoforo Colombo, noto per i suoi
viaggi di scoperta dell’America tra il 1492 e il
1504. La parte bassa del logo consiste di un
cerchio blu chiaro che simboleggia la Terra,
circondato da un’ellisse di un blu più scuro che
rappresenta l’orbita iniziale dello Shuttle, che
trasporta il Columbus, dopo il lancio. Sopra
troviamo la Stazione Spaziale Internazionale
rappresentata nella sua fase orbitante più alta.
La striscia bianca che attraversa la Terra
simboleggia due concetti diversi. Per primo, il
percorso intrapreso da oriente a occidente da
Cristoforo Colombo verso l‘America. In secondo
luogo, rappresenta il cammino del laboratorio
Columbus da occidente a oriente a partire dalla
rampa di lancio in Florida verso l’orbita e la
Stazione Spaziale Internazionale, cammino
segnato simbolicamente dalle stelle. Queste stelle
(10 dorate e una blu) simboleggiano gli undici
Stati Membri dell’ESA che contribuiscono al
programma dei voli abitati all’interno dell’ESA.
L’ ultima stella blu incastonata al centro della
Stazione Spaziale simboleggia, inoltre, il fatto che
in seguito al suo viaggio in orbita, il laboratorio
Columbus diventerà parte integrante della
Stazione Spaziale Internazionale. Quest’ ultima
stella, non solo simboleggia il laboratorio
Columbus ma anche il lampo di genio relativo alla
scienza all’avanguardia che si svilupperà
all’interno del laboratorio una volta messo in
funzione.
Il Patch della Missione Shuttle
Il patch della Missione Shuttle (Illustrazione: NASA)
Il patch della STS-122 rappresenta la continuità
tra i viaggi dei primi esploratori fino alla frontiera
odierna: lo spazio. La nave rappresenta i viaggi
delle prime esplorazioni da est ad ovest. Lo
Space Shuttle mostra il proseguimento di questo
viaggio di scoperta lungo il cammino in orbita da
ovest ad est.
Poco più di 500 anni dopo che Colombo è salpato
per il nuovo mondo, l’equipaggio della missione
STS-122 porterà il laboratorio europeo Columbus
alla
Stazione
Spaziale
Internazionale
introducendoci in una nuova era della scoperta
scientifica.
Che cos’è il laboratorio Columbus?
Sezione del Laboratorio Columbus (Illustrazione: ESA/Ducros)
Il laboratorio Columbus rappresenta il fondamento
del contributo europeo alla Stazione Spaziale
Internazionale (ISS) ed è il primo laboratorio
europeo dedicato alla ricerca spaziale a lungo
termine. Il laboratorio Columbus, il cui nome viene
dal famoso esploratore genovese, fornirà una
spinta notevole alle attuali strutture europee
dedicate agli esperimenti in assenza di gravità
nonche alle capacità di ricerca della ISS una volta
che ne diventerà parte integrante. La consegna
programmata a febbraio 2008, avverrà con il
lancio dello Space Shuttle Atlantis a bordo del
volo di assemblaggio della ISS 1E.
Durante la sua vita operativa prevista essere di
dieci anni, Columbus fornirà supporto a sofisticate
ricerche in assenza di gravità, grazie a numerosi
impianti interni ed esterni dedicati agli esperimenti
di scienze della vita, fisica dei fluidi e molte altre
discipline.
La Stazione Spaziale Internazionale fotografata vista dallo
Space Shuttle Endeavour durante la fase di rientro della
missione STS-118 (Foto: NASA)
Se confrontato con le precedenti missioni dello
Spacelab negli anni ‘80 e ‘90, il laboratorio segna
un
significativo
miglioramento
nella
sperimentazione spaziale europea e nello
sviluppo di hardware.
Il laboratorio Columbus a EADS Astrium, Brema, (Foto: EADS
Astrium)
Questi armadi hanno una dimensione standard
con interfacce standard, usate in tutti i moduli ad
eccezione di quelli russi, e possono per esempio
contenere impianti per esperimenti o sottosistemi.
Il Modulo Logistico Multifunzionale Leonardo nella stiva dello
Space Shuttle durante la missione STS-102 del marzo 2001. Il
laboratorio Columbus è basato sulla stessa struttura degli
MPLMs (Foto: NASA)
Il laboratorio Columbus, lungo 7 metri, consiste di
una struttura cilindrica pressurizzata del diametro
di 4.5 metri, chiusa da coni saldati. Per rid urre i
costi e mantenere un alto grado di affidabilità, la
struttura di base ed i sistemi di supporto alla
presenza umana del laboratorio sono ispirati ai
moduli multifunzionali logistici pressurizzati
(MPLMs) di costruzione europea: si tratta di
container pressurizzati che viaggiano all’interno
della stiva di carico dello Space Shuttle.
La struttura primaria e quella interna secondaria
sono costruite con una lega di alluminio.
Questi strati sono coperti da un multi-strato
isolante per mantenere stabile la temperatura e
da due ulteriori tonnellate di pannelli fatti di uno
strato di alluminio ed uno di Kevlar a Nextel che
servono da protezione contro i detriti spaziali.
Il laboratorio Columbus ha una massa di 10,3
tonnellate e un volume interno di 75 metri cubi
che possono contenere 16 armadi posizionati
lungo la circonferenza della sezione cilindrica
divisi in 4 gruppi di quattro armadi ciascuno.
Comparto Standardizzato Internazionale di Carico
Utile (International Standard Payload Rac - ISPR)
(Foto: EADS Astrium)
Di questi 16 comparti, dieci sono ISPR International Standard Payload Racks ISPR
(Comparti Standardizzati Internazionale di Carico
Utile) ampiamente attrezzati di risorse come
energia, raffreddamento, linee video e di dati, e
capaci di alloggiare un impianto per esperimenti
con una massa fino a 700 kg.
Un significativo vantaggio del risparmio sui costi di
progettazione riguarda il fatto che, al momento del
lancio, Columbus sarà già equipaggiato con 2500
kg di impianti per esperimenti ed hardware
addizionali, tra cui impianti per esperimenti
sviluppati dall’ESA:
-Biolab, per esperimenti sui microrganismi, colture
di cellule e tessuti, e inoltre piante e animali di
piccole dimensioni;
Il laboratorio Columbus a EADS Astrium, a Brema, giugno
2002. (Foto: EADS Astrium)
Questa grande potenzialità sperimentale del
laboratorio Columbus è stata ottenuta grazie ad
un’accurata e rigida ottimizzazione della
configurazione del sistema, sfruttando i coni di
chiusura per ospitare le attrezzature dei
sottosistemi. L’area centrale dei coni di tribordo
ospita attrezzature come videocamere e monitor,
pannelli di commutazione, terminali audio ed
estintori.
Il Columbus con attaccata una struttura di carico
esterna (Foto: EADS Astrium)
-il Laboratorio di Scienza dei Fluidi (FSL), per il
complesso studio del comportamento dei fluidi
che potrebbe portare ad un miglioramento nella
produzione di energia, nell’efficienza della
propulsione e nei problemi ambientali;
-i Moduli Europei di Fisiologia (EPM) a supporto
degli esperimenti di fisiologia umana concernenti
le funzioni corporee in assenza di gravità come
osteoporosi, circolazione, respirazione, sistema
organico ed immunitario;
-lo European Drawer Rack (EDR) che fornisce
una struttura per esperimenti flessibile e dedicata
ad un’ampia gamma di discipline scientifiche.
Biolab (Foto: ESA)
Nonostante sia il laboratorio più piccolo della
Stazione, il modulo Columbus offre gli stessi
volumi di carico utile, potenza, e reperimento dati
per esempio, degli altri laboratori della Stazione,
ma con dimensioni e costi ridotti.
Questi impianti multiuso conteranno su un alto
grado di autonomia in modo da sfruttare al
massimo il tempo in orbita degli astronauti.
All’esterno del suo involucro pressurizzato,
Columbus è provvisto di quattro punti di
montaggio per carichi esterni relativi alle
applicazioni nel campo delle scienze spaziali,
dell’osservazione della Terra, della tecnologia e
delle scienze innovative dallo spazio.
Dopo l’attracco alla ISS, verranno installati sul
Columbus due impianti esterni: EuTEF (European
Technology Exposure Facility) contenente una
vasta gamma di esperimenti che necessitano
l’esposizione diretta nello spazio, e l’osservatorio
SOLAR, che svolgerà uno studio spettrale del
Sole per almeno 18 mesi.
Quando sarà completamente attrezzato, il
laboratorio Columbus fornirà un ambiente di
lavoro in tenuta civile di 25 metri cubi in cui
possono lavorare fino a tre astronauti insieme. Il
laboratorio riceverà energia supplementare fino a
20 kW di cui 13,5 kW utilizzabili per gli impianti
per esperimenti.
Riguardo l’ambiente interno, Columbus è
continuamente ventilato da un flusso d’aria
aspirato dal Nodo 2, chiamato ‘’Harmony’’, il
modulo americano di costruzione europea della
Stazione a cui il laboratorio Columbus verrà
permanentemente attaccato. L’aria ritorna al Nodo
2 per essere rinfrescata e per rimuovere l’anidride
carbonica. Il contenuto dell’aria è monitorato dai
sottosistemi
del
Columbus
relativi
alla
contaminazione.
Sottosistemi del Columbus
Dopo sarà il turno di ACES (Atomic Clock
Ensemble in Space) che testerà una nuova
generazione di orologi ad atomi freddi in
microgravità e l’Atmosphere Space Interaction
Monitor/ASIM, che studierà il legame tra i
temporali con lo strato superiore dell’atmosfera,
della ionosfera e la fascia di radiazioni e gli effetti
delle
precipitazioni
di
particelle
spaziali
energetiche nella mesosfera e termosfera
La sala controllo del Centro di Controllo Missione del
Columbus a Oberpfaffenhofen, in Germania (Foto: ESA)
L’equipaggio può anche regolare la temperatura
(16-27°C) e l’umidità del Columbus. Un sistema a
circuito d’acqua, collegato al sistema di rimozione
del calore della ISS, serve per la rimozione del
calore da tutte le postazioni degli armadi per
esperimenti e sistemi, preservando l’attrezzatura
dal surriscaldamento. Inoltre, c’è anche un
commutatore di calore aria/acqua che serve a
rimuovere la condensa dall’aria della cabina.
Interno del modulo di costruzione europea Nodo 2 (Foto:
NASA)
Oltre alla sistemazione degli armadi dedicati agli
esperimenti, tre dei 16 comparti o ‘’rack’’
serviranno per sistemare sottosistemi del
laboratorio Columbus come pompe idrauliche,
commutatori di calore e avioelettronica, e altri tre
armadi saranno utilizzati per il deposito generico.
Una volta agganciato alla ISS, il Centro di
Controllo del Columbus dell’ESA (Col-CC) ad
Oberpfaffenhofen in Germania presso il Centro
Operativo Spaziale dell’Agenzia Spaziale tedesca
(DLR) sarà responsabile del controllo e delle
operazioni del laboratorio Columbus. Tutti i carichi
utili europei sul Columbus trasferiranno dati,
attraverso il sistema di trasferimento dati della
ISS, direttamente al Centro di Controllo del
Columbus.
Col-CC coordinerà le operazioni degli esperimenti
europei. Dati rilevanti saranno distribuiti da ColCC ai vari Centri Operativi e di Supporto Utenza
(User Support and Operations Centres) in tutta
Europa, responsabili ciascuno o di un intero
impianto, o di sottosistemi o esperimenti
individuali.
Col-CC lavorerà anche a stretto contatto con il
Centro di Controllo Missione di Houston, negli
USA, che ha la responsabilità totale della ISS,
insieme al Centro di Controllo Missione a Mosca.
Inoltre, Col-CC coordina le operazioni con Centro
di Integrazione e Operazione dei Carichi Utili
(POIC) della ISS a Huntsville, in Alabama, USA,
che ha la responsabilità generale dei carichi
sperimentali della ISS.
Strutture interne del Columbus
Le strutture europee che saranno lanciate dentro iil Columbus. Fila anteriore da sinistra a destra: European Drawer Rack, Fluid Science
Laboratory and Biolab. Dietro, da sinistra: European Physiology Modules and European Transport Carrier. (Illustrazione: ESA/D. Ducros)
L'ESA ha sviluppato una gamma di rack per
carichi utili destinati al laboratorio Columbus.
Questi rack sono stati costruiti su misura per
raccogliere la maggiore quantità possibile di dati
scientifici nel minimo spazio possibile e per offrire
agli scienziati europei di una vasta gamma di
discipline il completo accesso a un ambiente in
assenza di gravità irrealizzabile sulla Terra.
Quando verrà lanciata la missione Space Shuttle
che ha l'obiettivo di assemblare il modulo 1E, il
Columbus verrà equipaggiato con cinque carichi
(interni) pressurizzati: il Biolab, il laboratorio di
scienza dei fluidi (Fluid Science Laboratory), i
moduli di fisiologia europei (European Physiology
Modules), il rack a cassetti europeo (European
Drawer Rack) e l'European Transport Carrier. I
primi tre sono stati sviluppati all'interno del
Programma
dell'ESA
delle
strutture
di
microgravità del Columbus, mentre gli ultimi due
rientrano nell'Utilisation Programme dell'ESA.
Le attrezzature per esperimenti destinate all'ISS
appena citate rappresentano una novità assoluta
per le attività di ricerca europea e sviluppo
dell’hardware. Infatti, offrono alla comunità
scientifica una piattaforma europea che consente
lo svolgimento di esperimenti di lungo termine a
bordo dell'ISS e in assenza di gravità, un netto
passo avanti rispetto alle gravi limitazioni di tempo
tipiche delle precedenti missioni Spacelab.
Le attrezzature multi-utente sono di concezione
modulare
per
agevolare
le
attività
di
aggiornamento, riparazione e ristrutturazione rese
necessarie dal lungo periodo di utilizzo previsto
per la stazione spaziale, che va ben oltre il ritiro
dello Space Shuttle nel 2010.
Questa modularità offre l'opportunità e la
flessibilità per utilizzare continuamente i
contenitori per i diversi esperimenti, permette di
abbreviare i tempi di preparazione delle missioni e
contribuisce ad uno sviluppo scientifico più rapido
nei campi specifici.
Le attrezzature di ricerca sono state progettate
per essere abbastanza compatte da adattarsi agli
spazi limitati di un rack di carico standard
internazionale (ISPR), abbastanza resistenti da
sopportare anni di servizio, in grado di soddisfare
più utenti e in larga misura automatiche oltre che
pienamente controllabili dalle stazioni a terra.
Quest'ultimo requisito è reso necessario dal fatto
che il personale a bordo ha a disposizione solo
periodi di tempo limitati per supervisionare gli
esperimenti in corso. I contenitori degli
esperimenti da effettuare sulle attrezzature
verranno trasportati separatamente all'interno di
moduli logistici multifunzionali (MPLM), che sono
moduli di trasporto pressurizzati che viaggiano
all'interno dell'area di carico dello Space Shuttle.
Gli esperimenti che richiedono operazioni umane
successive possono essere trasportati anche
all'interno degli armadietti del ponte centrale dello
Space Shuttle. I contenitori per esperimenti
saranno trasportati anche utilizzando il veicolo di
trasferimento automatizzato (ATV) europeo o l'H-II
Transfer Vehicle (HTV) o le navette russe di tipo
Progress.
Tra questi contenitori sono inclusi anche alcuni
campioni biologici e medici che vanno
ricondizionati termicamente (a meno ottanta gradi)
all'interno del congelatore di laboratorio dell'ISS
(MELFI), che funge da principale unità di
refrigerazione/congelamento permanente dell'ISS.
Strutture interne: Biolab
trattamenti di malattie che affliggono gli abitanti
della Terra.
Il Biolab si divide fisicamente e funzionalmente in
due sezioni: la sezione automatica, posta sul lato
sinistro del rack, e la sezione manuale, posta sul
lato destro del rack. Nella sezione automatica,
nota come Unità Centrale, tutte le attività vengono
eseguite automaticamente dall'attrezzatura, dopo
il caricamento manuale dei campioni da parte
dell'equipaggio.
Grazie all’elevato livello di
automazione, l'esigenza in termini di tempo
dell'equipaggio viene drasticamente ridotta. La
sezione manuale, nella quale tutte le attività sono
eseguite direttamente dall'equipaggio, è destinata
soprattutto a deposito per i campioni e per
specifiche attività di gestione degli esperimenti.
Biolab. (Foto: EADS Astrium)
Il Biolab è una struttura concepita per eseguire
esperimenti biologici su micro-organismi, cellule,
colture di tessuti, piante a basso fusto e piccoli
invertebrati. Il principale obiettivo dell'esecuzione
di esperimenti biologici nello spazio è quello di
scoprire il ruolo che l'assenza di gravità gioca a
tutti i livelli di un organismo, dagli effetti sulle
singole cellule per arrivare sino agli organismi
complessi, esseri umani inclusi.
Il primo esperimento che si svolgerà nel Biolab,
quando il Columbus arriverà sulla ISS, indagherà
sull'effetto che l'assenza di peso ha sulla crescita
dei semi e punterà alla migliore comprensione del
meccanismo cellulare che inibisce le funzioni
immunitarie e aggrava la risposta alle radiazioni in
condizioni di volo spaziale. Questo esperimento è
importante in vista delle future missioni spaziali
umane di lunga durata. Ulteriori esperimenti
tenteranno di svelare il mistero dell'influsso della
gravità su vari meccanismi cellulari, quali ad
esempio la trasduzione dei segnali e l'espressione
genica. Questi due effetti sono passi importanti
nella reazione di una cellula ai cambiamenti nel
suo ambiente. I risultati degli esperimenti saranno
quindi determinanti per individuare cause e
Il principale elemento dell'Unità Centrale è la
grande incubatrice, un volume a temperatura
controllata nel quale si svolgono gli esperimenti.
All'interno dell'incubatrice ci sono due centrifughe,
ciascuna delle quali può contenere sino a sei
contenitori per esperimenti. I contenitori
contengono i campioni biologici e possono essere
agitati in modo indipendente per generare una
gravità artificiale nella gamma da 10-3 g a 2 g.
Questo
permette
l'esecuzione
simultanea
nell'attrezzatura di esperimenti a 0 g e di
esperimenti di riferimento a 1 g.
Durante
l'elaborazione
dell'esperimento,
il
meccanismo di gestione dell'attrezzatura trasporta
i campioni alla strumentazione diagnostica
dedicata dove, tramite teleoperazioni, gli scienziati
a terra possono partecipare attivamente alle
analisi preliminari in-situ dei campioni. Il
meccanismo di gestione effettua anche il trasporto
dei campioni nelle unità di stivaggio automatico a
temperatura ambiente e controllata. Queste sono
destinate alla preservazione dei campioni o
all'esecuzione di ulteriori analisi. La tipica durata
degli esperimenti del Biolab varia da 1 giorno a 3
mesi.
La sezione manuale del Biolab contiene un laptop
per il controllo da parte dell'equipaggio, due
centraline di controllo della temperatura di
immagazzinamento
dei
campioni
e
una
BioGlovebox. Le centraline di controllo della
temperatura sono refrigeratori/congelatori (da
+10°C a -20°C) per l'immagazzinamento di oggetti
di grandi dimensioni
esperimenti.
e
di
contenitori
per
La BioGlovebox è un contenitore chiuso per la
gestione dei materiali tossici e dei campioni
biologici deperibili che devono essere protette
dalla contaminazione da parte dell'ambiente della
stazione spaziale. Un generatore di ozono
assicura la sterilizzazione del volume di lavoro
della BioGlovebox. La struttura del Biolab verrà
lanciata all'interno del laboratorio europeo
Columbus.
Strutture interne: Comparto a cassetti europeo (European Drawer Rack)
European Drawer Rack
La comunità scientifica avverte l'esigenza di
un'attrezzatura per esperimenti di medie
dimensioni, dedicata a ricerche spaziali e
finalizzata a ridurre costi e tempi di sviluppo. La
soluzione dell'ESA è lo European Drawer Rack,
una struttura che contiene un contenitore flessibile
per esperimenti che consente una grande varietà
di discipline scientifiche.
Questa struttura offre spazio e risorse ai moduli
per esperimenti grazie a due tipi di alloggiamenti
standard, veri e propri cassetti per l'ISS
denominati International Subrack Interface
Standard (ISIS) e gli armadietti ISS Cocker.
L'attrezzatura può contenere sino a tre di questi
cassetti, ciascuno con un volume di carico di 72
litri, nonché 4 armadi, ciascuno con un volume di
carico di 57 litri.
Questo approccio aumenta la rapidità di
allestimento e offre maggiori opportunità alla
vasta comunità di utenti che dispone di carichi che
non occupano un rack completo. La concezione
complessiva dell'attrezzatura è ottimizzata per
contenere tre o quattro carichi utili in parallelo, ad
esempio un carico sperimentale medio che
contiene 2 cassetti/armadi. Comunque, la
struttura può contenere anche carichi grandi e
piccoli
simultaneamente.
Il
monitoraggio
dell'assegnazione delle risorse ai carichi
individuali è controllato dalla gestione risorse, ma
il concetto operativo dello European Drawer Rack
prevede che i carichi siano in larga misura
autonomi. Il computer del laboratorio distribuisce i
dati dell'ISS ai carichi di lavoro e indirizza i dati dei
carichi verso terra e verso i laptop dello European
Drawer Rack. Il sistema di gestione dei dati dello
European Drawer Rack supporta tutte le modalità
di azionamento del carico, che variano da
pienamente automatico al controllo passo dopo
passo da parte di un astronauta.
Oltre a distribuire le risorse del Columbus ai
moduli per esperimenti, lo European Drawer Rack
fornisce servizi quali il ciclo di raffreddamento
dell'aria e la conversione dell'alimentazione
elettrica a 120 volt del Columbus in quella
standard a 28 volt. La prima configurazione dello
European Drawer Rack include un modulo per
esperimenti. Si tratta dell'attrezzatura Protein
Crystallisation Diagnostics, uno strumento multiutente di scienza dei materiali che intende
sottoporre a indagine la cristallizzazione delle
proteine nello spazio.
Questa attrezzatura aiuterà a far luce sulle
condizioni nelle quali è possibile far crescere
cristalli di zeolite. Questo tipo di dati può essere
desunto solo in assenza di gravità. I risultati
dell'esperimento consentiranno innovazioni in
diverse applicazioni industriali.
Un secondo modulo verrà lanciato con un volo
successivo. Si tratta della Facility for Adsorption
and Surface Tension (FASTER), che intende
studiare i processi di adsorbimento di tensioattivi
su superfici liquide. Questa ricerca ha un gran
numero di collegamenti ad applicazioni in campo
industriale ed è connessa a studi quali stabilità
della schiuma/scarico/reologia.
Strutture Interne: Moduli Europei di Fisiologia
trasporto. Il sistema di trasporto fornisce a questi
moduli le funzioni di gestione dei dati, controllo
termico e alloggiamento.
L'attrezzatura si interfaccia direttamente con il
Columbus e fornisce supporto a moduli scientifici
sia montati in rack sia esterni. Oltre ai moduli
scientifici già presenti, è possibile interfacciare
con il sistema di trasporto gli strumenti montati
nella corsia centrale del Columbus per mezzo di
un pannello speciale (Utility Distribution Panel).
La prima configurazione di lancio dei moduli di
fisiologia europei prevede tre moduli scientifici.
Questi sono:
Moduli europei di fisiologia
I Moduli di fisiologia europei sono concepiti per
studiare gli effetti del volo spaziale di lunga durata
sull'organismo umano. Alcuni campi di studi, quali
neuroscienza,
sistema
cardiovascolare
e
respiratorio, fisiologia dello scheletro e dei
muscoli, nonché endocrinologia e metabolismo,
sono già stati delineati.
La ricerca sulla fisiologia umana in condizioni di
assenza di gravità contribuirà anche a una
maggiore comprensione di problemi quali il
processo di invecchiamento, l'osteoporosi, i
disturbi dell'equilibrio e il deterioramento
muscolare.
Quando il Columbus arriverà sull'ISS nei Moduli di
fisiologia europei verrà subito avviata una prima
batteria di esperimenti relativi alle neuroscienze,
ai meccanismi dei difetti cardiaci, agli effetti in
assenza
di
gravità
sulla
funzione
muscoloscheletrica umana e sulla ritenzione di
sodio.
La struttura può contenere un massimo di otto
moduli scientifici montati su un'infrastruttura di
Cardiolab: Si tratta di un'attrezzatura per lo studio
dei differenti apparati coinvolti nella regolazione
della pressione sanguigna arteriosa e del ritmo
cardiaco.
I dati del Cardiolab saranno utilizzati per
mantenere l'equipaggio in buona salute durante la
permanenza a bordo, oltre a preparare gli
astronauti per il ritorno a Terra. Il Cardiolab,
sviluppato dal CNES e dal DLR è stato inserito nei
moduli di fisiologia europei grazie ad accordi di
cooperazione.
MEEMM (Multi Electrodes Encephalogram
Measurement Module): Il MEEMM verrà utilizzato
per studiare l'attività cerebrale misurando i segnali
elettrici captati da elettrodi montati sul soggetto
dell'esperimento.
PORTEEM
(Portable
Electroencephalogram
Module): Questo strumento è un registratore
digitale flessibile, modulare e portatile per studi
sulla deambulazione e sul sonno. Lo strumento è
equipaggiato con un EEG/polisonnigrafo a 16
canali per studi sui disturbi del sonno, ma può
facilmente essere riconfigurato per una vasta
gamma di altre applicazioni.
I moduli di fisiologia europei dell'ESA sono
strettamente collegati ai rack della Human
Research Facility della NASA contenuti dal
laboratorio statunitense, che include anche alcuni
dei moduli fisiologici dell'ESA quali il sistema di
studio dell'apparato polmonare.
Il sistema per l'apparato polmonare è già in orbita
e funziona con successo. I nuovi moduli scientifici
e gli altri oggetti necessari saranno trasportati
sulla stazione dal volo di assemblaggio 1E e da
voli futuri per l'uso congiunto con i moduli di
fisiologia europei. Questo volo comprende
principalmente attrezzature di controllo quali il
FlyWheel Exercise Device, un sistema portatile
per la funzione polmonare, un monitor delle
radiazioni, ecc.
Queste attrezzature dei moduli di fisiologia
europei possono essere trasportate sull'ISS
dall'ATV europeo, dalle navicelle spaziali russe
Progress e Soyuz o dallo Space Shuttle. I
campioni vengono poi riportati a terra con l'MPLM,
gli armadi del ponte centrale dello Shuttle o la
navicella spaziale Soyuz
Strutture interne: Laboratorio di scienza dei Fluidi
Il Laboratorio di Scienza dei Fluidi
Il laboratorio di scienza dei fluidi è un'attrezzatura
multi-utente progettata per studiare la dinamica
dei fluidi in assenza di forze gravitazionali. Il
principale obiettivo dell'esecuzione di esperimenti
relativi alla scienza dei fluidi nello spazio è lo
studio di fenomeni dinamici in assenza di forze
gravitazionali. In condizioni di assenza di gravità,
come sulla ISS, queste forze sono quasi
interamente eliminate, dando luogo a riduzioni
significative dei processi di convezione,
sedimentazione, stratificazione e pressione statica
dei fluidi, tutti dovuti alla gravità. Questo permette
lo studio degli effetti dinamici dei fluidi
normalmente mascherati dalla preponderanza
della forza di gravità. I primi esperimenti che si
svolgeranno nel laboratorio di scienza dei fluidi,
quando il Columbus arriverà sull'ISS, includono il
trasferimento di calore e massa dalle superfici
libere nei liquidi binari, uno studio sulla stabilità
delle emulsioni, un'indagine sul flusso geofisico in
assenza di gravità, e può avere grande
importanza in aree quali il flusso su scala globale
nell'atmosfera e negli oceani, studi sui campi
elettrici nei processi di ebollizione e uno studio per
il miglioramento della produzione di leghe
peritetiche. Il laboratorio di scienza dei fluidi è di
concezione modulare e si basa sull'uso degli
elementi a cassetti. Questo facilita la rimozione e
il trasporto dei componenti, sia per aggiornarli che
per riparare le parti difettose. Il laboratorio può
essere azionato in modalità pienamente
automatica o semi-automatica e può essere
controllato a bordo dagli astronauti dell'ISS,
oppure da terra in modalità telescientifica. Il lato
destro del Laboratorio di Scienza dei Fluidi
contiene
sottosistemi
funzionali
per
la
distribuzione dell'energia, il condizionamento
ambientale e l'elaborazione e gestione dei dati.
L'elemento principale sul lato sinistro del
laboratorio contiene il modulo di diagnosi ottica e
il modulo esperimenti centrale, nel quale vengono
inseriti tutti i contenitori per esperimenti. Il modulo
di diagnosi ottica alloggia l'attrezzatura di
osservazione
visiva,
velocimetrica
e
interferometrica, l'elettronica di controllo correlata
e i punti di attacco e di interfaccia con le speciali
fotocamere a montaggio frontale.
Il modulo esperimenti centrale si divide in due
parti. La prima contiene la struttura di
sospensione per i contenitori degli esperimenti,
incluse tutte le interfacce funzionali e le
attrezzature ottiche. Questa struttura è progettata
per essere estratta dal rack in modo da consentire
l'inserimento e la rimozione dei contenitori di
dimensioni standard nei quali sono integrati gli
esperimenti. La seconda parte contiene tutte le
attrezzature diagnostiche e di illuminazione,
assieme all'elettronica di controllo che consente di
comandare
e
monitorare
i
componenti
elettromeccanici e opto-meccanici.
Accordi di cooperazione hanno consentito di
aggiungere alla struttura il Microgravity Vibration
Isolation System, sviluppato dall’Agenzia Spaziale
Canadese (CSA). Questo sistema fornisce agli
esperimenti un buon isolamento dai disturbi
generati dall'ambiente in assenza di gravità della
stazione. Un contenitore per esperimenti può
inoltre essere equipaggiato con funzioni
diagnostiche sofisticate, che vanno a integrare
quelle standard fornite dal laboratorio di scienza
dei fluidi. Un'attrezzatura quale il laboratorio di
scienza dei fluidi, che può essere riutilizzato più e
più volte con differenti contenitori per esperimenti,
consente di ridurre i tempi di allestimento per le
singole missioni e contribuisce a rendere più
rapido lo sviluppo scientifico nel campo in
questione.
Attrezzature interne: European Transport Carrier
European Transport Carrier
Lo European Transport Carrier è un contenitori di
elementi di trasporto e stivaggio basati su
elementi standard denominati ‘’Cargo Transfer
Bags’’ compatibili per il trasporto a bordo dei
moduli logistici multifunzionali (MPLM) e ATV
europei oltre che per l'uso sui moduli dell'ISS quali
il Columbus. La concezione modulare dello
European Transport Carrier, basata su contenitori
di stivaggio rigidi, offre la massima flessibilità per
la gestione di contenitori di trasferimento del
carico di differenti dimensioni. Tutti i carichi utili
europei verranno trasportati e stivati nei
contenitori di trasferimento del carico dell'ISS. Si
tratta di scatole in Nomex di quattro dimensioni
standard con elementi di separazione rimovibili e
riconfigurabili. I contenitori rigidi di stivaggio dello
European Transport Carrier hanno dimensioni
ottimizzate per l'inserimento in scatole di
trasferimento del carico di diverse misure. Ci sono
due contenitori di minori dimensioni che possono
contenere scatole di trasferimento del carico di
dimensioni massime e ridotte. Ciascuno di essi ha
un volume equivalente a 1,5 armadi del ponte
centrale dello Space Shuttle. Ci sono quattro
contenitori che offrono circa 3 volte il volume di un
armadio del ponte centrale dello Space Shuttle.
Questi possono essere riempiti con qualsiasi
combinazione di scatole di trasferimento del
carico (max. dimensioni triple). Tutti i contenitori di
stivaggio sono concepiti per sopportare, anche
durante il trasporto dei contenuti, i carichi di lancio
e atterraggio. Lo European Transport Carrier
trasporterà carichi utili che non possono essere
lanciati all'interno delle attrezzature dell'ESA a
causa delle limitazioni di stivaggio o trasporto. In
orbita, questo fungerà da banco di prova e
struttura di stivaggio per esperimenti con il Biolab,
il laboratorio di scienza dei fluidi, i moduli di
fisiologia europei e l'European Drawer Rack. Un
componente che verrà portato sull'ISS all'interno
dello European Transport Carrier sarà lo
European Flywheel Exercise Device. Questo è un
dispositivo di esercizio alla resistenza che
consente di tenere sotto controllo problemi quali
atrofia muscolare, osteoporosi e inibizione del
funzionamento muscolare degli astronauti. Questo
verrà trasportato all'interno di due dei contenitori
di trasferimento del carico di dimensioni triple.
L'uso secondario dello European Transport
Carrier è all'interno dello MPLM una volta che
questo sia stato sostituito nel Columbus da un
rack per esperimenti attivo. (L'ESA attualmente
‘possiede’ cinque posizioni per rack, tutte
attive/alimentate). Lo European Transport Carrier
può quindi agire come trasporto logistico tra la
Terra e l'ISS per i rack per carichi utili dell'ESA sul
Columbus. Il modulo è progettato per 15 lanci e
può essere riconfigurato a terra per le esigenze di
stivaggio specifiche di ciascun volo. In generale,
lo European Transport Carrier stiverà e
trasporterà oggetti pronti per entrare in servizio,
strumenti complementari, materiali di consumo,
attrezzature di volo e orbitali, unità orbitali
sostituibili, rifornimenti e attrezzature scientifiche
quali contenitori per esperimenti e materiali di
consumo. Inoltre, le Zero-g Stowage Pockets
dello European Transport Carrier (due superiori,
una inferiore) permettono l'uso orbitale del volume
interno rimanente. Queste tasche possono essere
riempite soltanto in orbita e non possono essere
utilizzate per il trasporto nelle fasi di lancio e
discesa. Lo European Transport Carrier può
trasportare più di 400 kg di carichi utili e
attrezzature per esperimenti, per un volume totale
di circa 800 litri. A bordo dell'ISS, le Zero-g
Stowage Pocket estendono la capacità a circa
1000 litri.
Strutture esterne del Columbus
Solitamente immaginiamo gli astronauti della
Stazione
Spaziale
Internazionale
mentre
eseguono esperimenti all'interno di moduli di
laboratorio pressurizzati, ma i carichi utili esterni
permettono di condurre esperimenti nello spazio
aperto con gli ulteriori e importanti vantaggi
dell'esposizione di lunga durata e della possibilità
di un successivo ritorno a Terra per ulteriori esami
e analisi.
Un esempio importante di questa possibilità è la
struttura di dosimetria radioattiva dell'ESA,
Matroshka, presente sulla superficie esterna
dell'ISS per i 18 mesi successivi all'installazione
avvenuta a Marzo 2004. L'ESA ha equipaggiato il
modulo Columbus con l'unità di carico esterna,
che offre quattro punti (piattaforme) per accogliere
carichi utili dedicati alle ricerche.
Si tratta di una struttura montata sull'estremità
conica del modulo che fornisce collegamenti per
energia, dati e comando.
un adattatore in grado di accogliere piccoli
strumenti ed esperimenti che totalizzano sino a
227 kg.
SOLAR external payload facility
EuTEF external payload facility
L'unità di carico esterna del Columbus offre
l'opportunità di svolgere esperimenti scientifici e
tecnologici di tipo classico per una vasta gamma
di discipline.
L'unità di carico esterna incrementerà il
rendimento della stazione senza aumentare in
modo significativo il costo infrastrutturale. Infatti, si
affida ad attività operative automatizzate,
riducendo al minimo gli interventi da parte
dell'equipaggio.
Il programma carichi utili esterni consiste di due
elementi:
utilizzo
preventivo
(prima
del
completamento dell'allestimento della stazione) e
sfruttamento ordinario (dopo il completamento
dell'allestimento). Ogni carico utile è montato su
In seguito a un Annuncio di opportunità e a un
attento riesame, sono stati selezionati cinque
carichi utili, quattro dei quali sono già in fase di
sviluppo.
Questi erano stati originariamente concepiti per
l'installazione sui rack esterni a disposizione della
NASA, ma ora verranno collocati sul Columbus
due dei carichi utili: l'unità di esposizione di
tecnologia europea (EuTEF) e il SOLAR sono già
a bordo del volo di assemblaggio 1E assieme al
Columbus e saranno agganciati all'esterno del
Columbus durante l'ultima passeggiata spaziale
della missione.
Il gruppo orologi atomici spaziali (ACES) e il
monitor dell'interazione tra spazio e atmosfera
(ASIM) verranno trasportati sull'ISS con un volo
successivo. Questo primo gruppo di carichi utili
esterni per il Columbus verrà successivamente
sostituito da nuovi carichi. Un carico utile di
questo tipo è l'ASIM, composto da strumenti ottici
per l'osservazione delle emissioni alle altitudini
elevate provenienti dalla stratosfera e dalla
mesosfera e correlate all'insorgere delle
tempeste.
In futuro il trasferimento in orbita dei carichi utili
non pressurizzati dallo Space Shuttle all'unità di
carico esterna (e viceversa), verrà eseguito dal
sistema di manipolazione robotizzato della
stazione spaziale. Per il SOLAR e l'EuTEF,
tuttavia, il trasferimento verrà eseguito dagli
astronauti con l'assistenza del braccio robotico,
come parte delle attività extraveicolari. I futuri
carichi utili quali l'ASIM e l'ACES potrebbero
invece essere caricati con l'HTV; quelli più
piccoli/modulari con l'ATV o persino con navette
Progress.
Strutture Esterne: European Technology Exposure Facility (EuTEF)
EuTEF (Foto: ESA)
L'unità di esposizione di tecnologia europea
(EuTEF) verrà montata all'esterno del modulo
Columbus e trasporterà esperimenti che
richiedono l'esposizione all'ambiente spaziale. Si
tratta
di
un'attrezzatura
multi-utente
programmabile e pienamente automatizzata con
capacità di trasporto modulare e flessibile,
perfetta per una varietà di carichi utili tecnologici.
L'EuTEF è concepita specificamente per facilitare
il rapido completamento degli esperimenti.
Durante la sua prima configurazione in orbita,
l'attrezzatura conterrà nove differenti strumenti.
Gli esperimenti, l’infrastruttura e le attrezzature
sono alloggiate sull'adattatore di carico esterno
del Columbus, che consiste di una piastra
adattatrice, un meccanismo di aggancio e rilascio
delle navette, connettori e traliccio.
Gli esperimenti sono montati direttamente sulla
piastra adattatrice o su una struttura di supporto
che li eleva per esporli in modo ottimale alla
direzione di volo o in direzione opposta alla Terra.
In totale, la massa del carico utile è inferiore ai
350 kg e richiede meno di 450 W di potenza.
La suite di esperimenti consiste di:
•
MEDET, esperimento di esposizione e
degradazione dei materiali (CNES,
ONERA, Università di Southampton,
ESA); • il DOSTEL, per la misurazione
delle radiazioni (Istituto di medicina del
volo del DLR);
•
TRIBOLAB, un banco di prova per le
proprietà tribologiche dei materiali nello
spazio (INTA, INASMET);
•
EXPOSE, un laboratorio di fotobiologia ed
esobiologia (Kayser-Threde, su appalto
dell'ESA);
•
DEBIE-2, un rilevatore di micrometeoroidi
e detriti orbitali (Patria Finavitec, su
appalto dell'ESA). Questo condivide un
alloggiamento standard con il FIPEX. Il
DEBIE-1 è stato trasportato a bordo del
satellite Proba;
•
FIPEX, un rilevatore di ossigeno atomico
(Università di Dresda). Condivide un
alloggiamento standard con il DEBIE-2;
•
PLEGPAY, il carico utile del cannone
elettronico al plasma per la dispersione in
orbita (Thales Alenia Space, su appalto
dell'ASI);
•
EuTEMP, un esperimento destinato a
misurare l'ambiente termico dell'EuTEF
durante il trasporto in assenza di energia
dallo Shuttle all'unità di carico esterno del
Columbus.
(EFACEC,
su
appalto
dell'ESA).
•
EVC, una fotocamera di osservazione
della Terra, sviluppata dall'ESA/Carlo
Gavazzi
Space
per
attività
di
monitoraggio.
Strutture esterne: SOLAR
SOLAR External Payload Facility marzo 2007
SOLAR, oltre a contribuire allo studio della
fisica solare e stellare, nonché dell'interazione
tra il flusso dell'energia solare e l'atmosfera
della Terra, è di grande importanza per la
modellazione
atmosferica,
la
chimica
atmosferica e la climatologia.
SOVIM (SOlar Variable & Irradiance Monitor),
strumento che copre le regioni prossime
all'UV, visibile e termica dello spettro (200 nm
– 100 µm); è sviluppato da PMOD/WRC
(Davos, Svizzera) mentre uno dei radiometri è
prodotto da IRM (Bruxelles, Belgio).
SOLAR studierà la maggior parte della gamma
spettrale del Sole con una precisione senza
precedenti. Attualmente l'attività di SOLAR è
programmata per durare due anni. SOLAR
verrà posizionato sulla posizione zenitale
dell'unità carichi esterni del Columbus (ovvero,
in direzione opposta alla Terra).
SOLSPEC (SOLar SPECctral Irradiance
measurements) , strumento che copre la
gamma tra 180 nm e 3.000 nm. SOLSPEC è
sviluppato dal CNRS (Verrières-le-Buisson,
Francia) in collaborazione con IASB/BIRA
(Belgio) ed LSW (Germania).
SOLAR si articola in 3 strumenti che si
completano reciprocamente per consentire le
misurazioni dell'irradiazione di quasi tutto lo
spettro solare elettromagnetico - da 17 nm a
100 µm - nel quale viene emesso il 99%
dell'energia
solare.
I
tre
strumenti
complementari per lo studio dell'energia solare
sono:
SOL-ACES (SOLar Auto-Calibrating Extreme
UV/UV Spectrophotometers) strumento che
rileva il regime spettrale EUV/UV. SOL-ACES
è sviluppato da IPM (Friburgo, Germania).
SOVIM e SOLSPEC sono versioni aggiornate
di strumenti che hanno già portato a termine
diverse missioni spaziali. SOL-ACES è invece
uno strumento di nuova concezione.
Strutture esterne future
Le prossime strutture esterne ASIM e ACES collocate sul laboratorio Columbus (Foto: ESA/D. Ducros)
Gruppo orologi atomici spaziali (ACES)
ACES sottoporrà a test nello spazio una nuova
generazione di orologi atomici. Il PHARAO (Projet
d'Horloge
Atomique
par
Refroidissement
d'Atomes en Orbite) sviluppato dal CNES in
Francia e lo Space Hydrogen Maser sviluppato in
Svizzera verranno testati e i loro segnali verranno
confrontati reciprocamente e con gli standard di
frequenza nazionali usando un collegamento a
microonde dedicato. Oltre a eseguire un gran
numero di importantissimi esperimenti di fisica,
queste attrezzature consentiranno anche lo studio
delle eccezionali prestazioni del PHARAO in
condizioni di microgravità. ACES è un carico utile
complesso che contiene strumenti e sottosistemi
innovativi. Gli orologi atomici sono estremamente
sensibili al loro ambiente operativo, quindi un
ambiente particolarmente rigido come quello
spaziale
presenta
nuove
sfide
per
la
progettazione di orologi e carichi utili. La
sensibilità termica ed elettromagnetica pone seri
limiti al carico utile. PHARAO si avvale di sei raggi
laser ortogonali per raffreddare atomi di cesio ad
alcuni µK. La combinazione di questi atomi lenti e
la loro bassa accelerazione in microgravità
consente tempi di osservazione significativamente
più prolungati rispetto a quelli possibili sulla Terra.
Questo garantisce una migliore stabilità e
precisione della frequenza.
Atmosphere
(ASIM)
Space
Interactions
Monitor
La mesosfera e la bassa termosfera sono le
regioni dell'atmosfera meno conosciute. Si tratta
di strati atmosferici troppo bassi per osservazioni
in situ da parte di satelliti e il telerilevamento a
distanza è ostacolato dalle basse densità e
dall'elevato grado di variabilità spazio-temporale.
ASIM (Atmosphere Space Interactions Monitor)
studierà l'interazione delle tempeste con le regioni
di altitudine più elevata dell'atmosfera, sino alla
ionosfera e alla magnetosfera, nonché gli effetti
energetici delle radiazioni delle particelle spaziali
sulla mesosfera e la termosfera. Gli obiettivi
scientifici di questo carico sono complementari a
quelli della missione satellitare Taranis sviluppata
dal CNES. ASIM è composto da due strumenti, il
MMIA (Miniature Multispectral Imaging Array) e
l'MXGS (Miniature X- and Gamma-Ray Sensor), e
di sottosistemi loro correlati. Il MMIA incorpora
due videocamere CCD e un fotometro. Due
moduli MMIA sono dedicati all'osservazione
esterna con un campo visivo di 20°. Un terzo
modulo MMIA in congiunzione con l'MXGS
punterà verso il nadir con un campo visivo di 80°.
Gli strumenti puntati verso il nadir sorveglieranno
le raffiche di raggi X e gamma.
Ulteriori carichi
Protein Crystallisation Diagnostics
Facility
Flywheel Exercise Device
Modello del Flywheel Exercise Device (Foto: ESA)
La struttura Protein Crystallisation Diagnostics
Il PCDF (Protein Crystallisation Diagnostics
Facility) è uno strumento multi-utente per lo studio
di base dei processi di nucleazione e
cristallizzazione delle macro-molecole biologiche,
e nello specifico, del modo in cui questi processi
vengono influenzati dalla gravità.
Questo strumento può essere utilizzato per
condurre misurazioni dettagliate dei fenomeni
fisici nei singoli reattori, nonché per controllare
questi
fenomeni
tramite
cambiamenti
di
temperatura e concentrazione della soluzione.
Il PCDF verrà caricato a bordo dello European
Drawer Rack durante il lancio e quindi, montato
sull'ISS. Lo strumento include un'unità di
elaborazione con attrezzature diagnostiche, una
camera di elaborazione nella quale vengono
collocati i contenitori degli esperimenti e un'unità
elettronica che contiene tutti i comandi necessari
per l'esecuzione degli esperimenti. I dati e le
immagini video digitali del PCDF sono archiviati a
bordo della Stazione Spaziale Internazionale o
trasmessi alla stazione di controllo a terra, a
seconda delle capacità di trasmissione al
momento dell'esperimento.
Il Flywheel Exercise Device è un dispositivo per
esercizi fisici tendenti a favorire la resistenza che
non dipende dalla gravità. Questo dispositivo,
sviluppato da Yo-Yo Technology, viene utilizzato
per controbattere i fenomeni di atrofia muscolare,
perdita di tessuto osseo e inibizione della funzione
muscolare che tendono a insorgere negli esseri
umani durante i voli spaziali di lunga durata. Si
tratta di un sistema di esercizio fisico per favorire
la resistenza che si avvale di un volano rotante
che sostituisce pesi e altri mezzi per macchine
basate sulla gravità. La resistenza è fornita da un
volano rotante che viene fatto ruotare da una
cinghia di trasmissione che collega il mozzo del
volano a quello di un rocchetto che a sua volta ha
un cavo che il soggetto umano avvolge e svolge.
L'azione muscolare concentrica supera l'inerzia
del volano, facendolo accelerare. Per farlo
decelerare è richiesta una successiva azione
muscolare eccentrica. A una maggiore forza usata
per far accelerare il volano corrisponde una
maggiore forza per farlo decelerare. La sua
resistenza variabile offre un potenziale di
addestramento illimitato per qualsiasi utente.
Teoricamente, non esiste limite alla forza o
potenza che può essere prodotta. Mentre si
eseguono gli esercizi, lo strumento registra
continuamente i valori di velocità e forza del
volano usando un programma installato su laptop.
Il programma esegue calcoli di lavoro e potenza. Il
programma consente anche di ricavare e
registrare simultaneamente valori ausiliari quali
angolo congiunto ed EMG (elettromiografia).
Il Flywheel Exercise Device verrà trasportato sulla
ISS a bordo dello European Transport Carrier,
integrato nel modulo Columbus.
Astronauti dell’Esa: Léopold Eyharts (Ingegnere di Volo Spedizione 16)
(volo di andata)
Esperienza
Nel 1979 è entrato a far parte dell’Accademia
Aeronautica francese di Salon-en Provence come
ingegnere aeronautico. Nel 1980, è diventato
pilota da combattimento ed è stato assegnato allo
squadrone operativo Jaguar A presso la Base
Aeronautica di Istres, in Francia. Nel 1985, è stato
assegnato alla Base di Saint-Dizier come
comandante di volo.
Nel 1988 si è diplomato come pilota collaudatore
alla scuola francese per pilori collaudatori
(EPNER) ed è stato assegnato al Centro Piloti
Collaudatori di Brétigny-sur-Orge, vicino Parigi,
diventandone Capo Pilota Collaudatore nel 1990.
Eyharts ha collezionato 3800ore di volo su più di
50 diversi tipi di velivoli e 21 lanci con paracadute,
incluso uno con seggiolino a espulsione. Ha
ottenuto un incarico come generale presso
l’Aeronautica Francese.
Astronauta dell’ESA Léopold Eyharts (Foto: ESA)
Dati biografici
Léopold Eyharts è nato il 28 Aprile 1957 a Biarritz,
in Francia. È sposato ed ha un figlio. I suoi
hobbies sono la corsa, la mountain bike, il tennis,
la lettura e i computers.
Studi
Laureato in Ingegneria presso l’Accademia
dell’Aeronautica Francese di Salon-en Provence
nel 1979. Nel 1980, ha preso la qualifica di pilota
da combattimento a Toura e s è diplomato presso
la scuola francese per piloti collaudatori (EPNER)
a Istres, nel 1988.
Riconoscimenti
Léopold è stato decorato come Ufficiale della
Legione d’Onore Francese e Cavaliere dell’Ordine
Nazionale del
Merito. È stato premiato con la Medaglia ‘’d’OutreMer’’, la Medaglia d’argento della Difesa
Nazionale e con le medaglie russe dell’amicizia e
del coraggio.
L’astronauta dell’ESA Lèopold Eyharts durante un
addestramento sul Sistema di Funzione Polmonare, di cui due
elemtni sono stati sviluppati dall’ESA e due dalla NASA
(Credit: NASA)
Nel 1990, Léopold Eyharts è stato selezionato
come astronauta dall’Agenzia Spaziale Francese
(CNES) e assegnato al supporto del programma
spaziale Hermes gestito dal Hermes Crew Office
di Tolosa. È diventato anche uno dei piloti
collaudatori ed ingegnere in carico del programma
di voli parabolici del CNES ( con il velivolo
‘’Caravelle’’) oltre ad aver condotto voli di qualifica
con l’Airbus A300 Zero-G.
Léopold Eyharts si è sottoposto a due sessioni di
training di breve durata presso il Centro
addestramento Cosmonauti ‘’Yuri Gagarin, vicino
Mosca, nel 1991 e nel 1993, ed è preso parte ad
un addestramento di valutazione presso il
Russian Buran Space Shuttle training a Mosca,
dove ha volato con il simulatore di volo Tupolev
154 Buran.
Nel 1992, ha partecipato alle selezioni per
astronauti dell’Agenzia Spaziale Europea (ESA).
Lèopold Eyharts sulla Stazione Spaziale Mir durante la
missione Pegase del 1998 (Credit: ESA)
A Luglio ’94, è stato assegnato al volo abitato
franco-russo Cassiopée, effettuato nell’Agosto del
1996, in qualità di membro di riserva
dell’equipaggio.
A Dicembre ’96, è stato selezionato come
cosmonauta per la successiva missione scientifica
spaziale ‘’Pegase’’ del CNES, dal 29 Gennaio al
19 febbraio 1998.
Nell’Agosto del 1998, Léopold Eyharts è entrato
nel Corpo europeo degli astronauti dell’ESA, la cui
base si trova presso il Centro Europeo Astronauti
(EAC) a Colonia, in Germania. È stato assegnato
all’addestramento presso il Johnson Space
Center della NASA a Houston, in Texas, ed è
entrato nella Classe di Specialista di Missione nel
1998. Léopold Eyharts ha svolto incarichi tecnici
all’interno dell’Ufficio Astronauti della NASA al
Johnson Space Center di Houston. Attualmente
lavora nella Sezione Operativa ISS come capo
sezione dei sistemi della ISS, dei software e
tecnologia informatica a bordo.
Léopold Eyharts è stato nominato riserva di
Thomas Reiter nell’ambito della prima missione a
lungo termine dell’ESA verso la Stazione Spaziale
Internazionale, dal 4 Luglio al 22 Dicembre 2006.
Dall’Ottobre 2004, Eyharts si è addestrato presso
il Cosmonaut Training Centre ‘’Yuri Gagarin’’,
vicino Mosca, e presso il Johnson Space Center
della NASA a Houston, insieme alle riserve di
equipaggio russe e americane.
Esperienza di volo spaziale
Missione sulla Stazione Spaziale russa Mir dal 29
gennaio al 19 febbraio 1998. Durante questa
missione franco-russa chiamata ‘’Pegase’’, ha
portato a termine vari esperimenti francesi nel
campo della ricerca medica, della neuroscienza,
biologia, fisica dei fluidi e tecnologia.
Incarichi attuali
Léopold Eyharts è attualmente assegnato alla
missione a lungo termine sulla ISS, programmata
per dicembre e posticipata a Gennaio 2008,
durante la quale sarà consegnato e attivato il
laboratorio europeo Columbus. Durante la
missione Eyharts ricoprirà anche il ruolo e i relativi
compiti di Ingegnere di Volo 2 della ISS per
l’equipaggio della Spedizione 16. Ciò include le
attività relative all’installazione del laboratorio
Columbus e dei due carichi esterni europei,
EuTEF e SOLAR, effettuate con il braccio
robotico. Entrambe le installazioni verranno
effettuato durante la missione.
Volerà verso la ISS a bordo del volo STS-122
dello Space Shuttle Atlantis, previsto per Gennaio
2008. Eyharts rientrerà a Terra dopo circa due
mesi di permanenza a bordo della ISS con il volo
STS-123.
Astronauti dell’Esa: Hans Schlegel (Specialista di Missione STS-122)
Riconoscimenti e Premi
Verdienstkreuz 1. Klasse des Verdienstorden der
Bundesrepublik Deutschland, Medaglia russa
dell’amicizia.
Astronauta dell’ESA Hans Schelgel (Foto: ESA)
Dati Biografici
Hans Schlegel è nato il 3 Agosto 1951 a
Überlingen, in Germania, ma considera come sua
città natale Aachen. È sposato con Heike Walpot
con cui ha sette figli. Tra i suoi hobbies ci sono lo
sci, le immersioni subacquee e il volo. Ama anche
la lettura e gli piace essere un uomo capace di
fare un po’ di tutto.
Studi
Schlegel ha passato due anni negli Stati uniti, dal
1968 al ’69, con un programma di scambio
culturale tra studenti, l’American Field Servcie
(AFS), e si è diplomato alla Lewis Central High
School di Council Bluffs nell’Iowa. Nel 1970,
prende il diploma presso l’Hansa Gymnasium,
una scuola secondaria di indirizzo scientificomatematico, a Colonia, in Germania. Nel 1979, si
è laureato in Fisica all’Università di Aachen, in
Germania.
Organizzazioni
Membro del Deutsche Physikalische Gesellschft
(Società Fisica Tedesca) e del AFS nInterkulturelle Geegnungen (Servizio di Scambio
Culturale Tedesco).
L’astronauta dell’ESA Hans Schlegel durante un
addestramento (Foto: NASA)
Esperienza
Dal 1970 al 1972, è stato paracadutista
dell’Aeronautica della Repubblica Federale
tedesca, che ha lasciato con il grado di secondo
luogotenente. Dopo vari addestramenti come
riserva, è stato nominato luogotenente di riserva
nel 1980. Dal 1979 al 1986, ha lavorato come
ricercatore di Fisica dello stato solido presso la
Rheinisch Westfälische Technische Hochschule
(RWTH), l’Università di Aachen portando a
termine ricerche nel campo delle proprietà del
trasporto elettronico e delle proprietà ottiche dei
semiconduttori. Dal 1986 al 1988 è stato
Specialista di metodologie non distruttive di prova
nel campo della ricerca e dello sviluppo del
dipartimento della Società ‘’Insitut Dr. Förster
Gmbh & Co. KG’’ a Reutilingen, in Germania.
terra-aria. Tra Giugno 1997 e Gennaio 1998, ha
effettuato un ulteriore addestramento ottenendo
una certificazione come secondo ingegnere di
bordo per la Stazione Spaziale Russa MIR.
Nel 1998, è entrato a fare parte del Corpo degli
astronauti europei dell’Agenzia Spaziale Europea.
Nell’agosto del 1998, ESA lo ha inviato al
Johnson Space Centre per un addestramento
come specialista di missione con la Classe di
Astronauti della Nasa del ’98. Oltre al suo
impegno di addestramento è stato anche
assegnato al CAPCOM Sezione dell’Ufficio
Astronauti, per condurre comunicazioni verbali
con la Stazione Spaziale Internazionale.
Schlegel durante una prova della tuta spaziale per le attività
extraveicolari al Johnson Space Center (Foto: NASA)
Dal 1988 al 1990 ha portato a termine
l’addestramento di base per astronauti presso
l’Agenzia Spaziale tedesca (DLR). Questo
addestramento prevedeva teoria e pratica in
microgravità su circa 1300 parabole su KC-135. È
diventato un sub professionista ed ha ottenuto
una licenza di Pilota Privato, che include
acrobatica aerea e uso della strumentazione.
Nel 1990, gli è stato assegnato il ruolo di
specialista di carico della Missione D-2 iniziando
così il relativo addestramento a Colonia, in
Germania e al Johnson Space Centre a Houston,
in Texas. Questa seconda missione tedesca
Spacelab è stata portata a termine con successo
tra il 26 Aprile e il 6 Maggio del 1993 (STS-55
Columbia).
Nell’Agosto del 1995, è stato mandato al Centro di
Addestramento Yuri Gagarin, a Mosca, per
prepararsi come riserva per la Missione congiunta
russo-tedesca MIR’97. Durante questa missione
(10 Febbraio- 2 Marzo 1997), ha prestato servizio
come responsabile della coordinazione per
l’interfaccia con l’equipaggio nelle comunicazioni
Hans Schlegel durante la missione Spacelab D-2 del 1993
Dal 26 Aprile al 6 Maggio 1993, Schlegel ha
ricoperto il ruolo di specialista di carico per il volo
STS-55 dello Space Shuttle Columbia. Durante la
missione tedesca Spacelab D-2 sono statio fatti
circa 90 esperimenti nel campo delle scienze della
vita, scienze della materia, fisica, robotica,
astronomia, e riguardo la Terra e la sua
atmosfera.
Attuali incarichi
Hans Schlegel è stato nominato specialista di
missione per la missione STS-122 durante la
quale verrà consegnato e agganciato alla
Stazione Spaziale Internazionale, il laboratorio
dell’Agenzia Spaziale Europea Columbus. Come
membro della missione, Hans Schlegel prenderà
parte alle prime due EVA o passeggiate spaziali,
la prima delle quali include la rimozione e
l’aggancio del laboratorio Columbus. Le attività di
missione di Schlegel comprendono anche
l’attivazione e la messa in servizio del laboratorio
Columbus.
Astronauti della NASA: Stephen Frick (Comandante STS-122)
Astronauta NASA Stephen Frick (Foto: NASA)
Dati biografici
Città natale: Gibsonia, Pennsylvania, USA.
Sposato, ama sciare, fare campeggio ed
escursioni.
Studi
Diplomato presso la Richland High School di
Gibsonia, in Pennsylvania nel 1982; si è laureato
in Ingegneria Aerospaziale presso l’Accademia
della Marina Statunitense nel 1986; Master in
Ingegneria Aeronautica presso la U. S. Naval
Postgradueted School nel 1994.
fatto parte dello Squadrone 106 dei combattenti
d’assalto presso il Naval Air Station cecil Field in
Florida, USA, per lo spostamento al F/A-18
Hornet.Terminato l’addestramento, ha fatto
riferimento allo Squadrone 83 di combattenti
d’assalto sempre al Cecil Field, ed è stato
dispiegato sul Mar Mediterraneo e sul Mar Rosso
a bordo della Saratoga. È stato anche designato
agente qualificato ai segnali di atterraggio.
Dopo aver lasciato lo Squadrone 83 nel 1991,
Frick ha frequentato un programma di 15 mesi
alla Naval Postgraduate School a Monterey, in
California, USA, e uno di un anno presso la
scuola di piloti collaudatori della Marina
Statunitense presso la Naval Air Station di
Patuxent River, nel Maryland, USA. Dopo la
laurea nel 1994, ha preso incarico come ufficiale
progettista e pilota collaudatore il Carrier
suitability
Department
dello
squadrone
collaudatori velivoli d’assalto degli USA sempre a
Patuxent River. Durante la sua permanenza ha
effettuato vari test del F/A 18 Hornet. Frick era
assegnato allo Squadrone 125 di combattenti
d’assalto a Lemoore, in California, USA,
preparandosi al ritorno con un dispiegamento
dello squadrone F/A-18 quando il programma
astronauti della NASA lo ha selezionato nell’Aprile
del 1996.
Frick ha all’attivo più di 3200 ore di volo su 35
diversi velivoli, ed oltre 370 atterraggi.
Numerosi premi e medaglie al servizio degli Stati
Uniti.
Esperienza NASA
Selezionato dalla NASA ad Aprile 1996, Frick ha
fatto riferimento al Johnsono Space Centre
dall’Agosto 1996. Dopo aver portato a termine
due anni di addestramento e valutazione, si è
qualificato per essere assegnato ad un volo in
qualità di pilota. Inizialmente, a Frick erano stati
assegnati compiti tecnici nella Sezione Velivoli
Spaziali, Sitemi e Operazioni dell’Ufficio
Astronauti della NASA. Ho completato il suo primo
volo spaziale da pilota a bordo della missione
STS-110, collezionando più di 259 ore spese nello
spazio. Frick è assegnato al comando della
missione STS-122 durante la quale verrà
consegnato il laboratorio europeo Columbus sulla
Stazione Spaziale Europea.
Esperienza
Frick è stato accreditato dopo la laurea presso
l’Accademia Navale Statunitense nel Maggio
1986. Dopo essere stato designato Aviatore della
Marina Militare degli USA nel Febbraio 1988, ha
La missione STS-110 Atlantis (8-19 Aprile 2002) è
stata la tredicesima missione Shuttle a
raggiungere la Stazione Spaziale Internazionale.
Pietre miliari della Missione sono state: consegna
Organizzazioni
Associazioni dei piloti collaudatori sperimentali,
Asssocaizione alunni dell’accademia della marina
statunitense.
e installazione del traliccio SO (S-Zero); prima
manovra con il braccio robotico della Stazione
durante le passeggiate spaziali; prima missione in
cui tutte le attività extraveicolari partivano dal
Quest Airlock della Stazione. L’equipaggio ha
preparato la stazione per le uscite future nello
spazio e impiegato una settimane in operazioni
congiunte con l’equipaggio della spedizione 4
della ISS.
Astronauti della NASA: Alan Poindexter (Pilota STS-122)
Wind Tunnel Facility, al Naval Surface Weapons
Center, White Oak, in Maryland, Poindexter si è
presentato per l’ addestramento di volo a
Pensacola, in Florida. È stato designato Aviatore
della Marina Statunitense nel 1998 facendo
riferimento allo Squadrone Combattenti 124, alla
Naval Air Station Miramar, in California, per
passare al Tomcat F-14. Dopo il suo
addestramento iniziale, Poindexter è stato
assegnato allo Squadrone Combattenti 211,
sempre a Miramar, ed ha effettuato due
dispiegamenti sul Golfo arabico.
Astronauta NASA Alan Poindexter (Foto: NASA)
Dati biografici
Alan Poindexter è nato a Pasadena, in California,
nel 1961. È sposato ed ha due bambini. Tra i
suoi hobbies ci sono il motociclismo, la corsa,
sollevamento pesi, sci nautico, le barche, la
caccia e la pesca.
Studi
Diplomato alla Coronado High School, a
Coronado in California, nel 1979. Nel 1986 si
laurea con il massimo dei voti in Ingegneria
Aerospaziale presso il Georgia Institute of
Technology e nel 1995 è la volta del Master in
Scienze d’ Ingegneria Aeronautica alla U.S. Naval
Postgraduated School.
Organizzazioni
Associazione di Piloti Collaudatori Sperimentali
Premio NASA Aviation Safety e vari premi e
medaglie conferite al servizio degli Stati Uniti.
Esperienza
Poindexter è stato accreditato dopo la sua laurea
nel 1986. Dopo un’incarico alla Hypervelocity
Durante il secondo dispiegamento nel 1993, è
stato selezionato per frequentare il Programma
Cooperativo per Piloti Coolaudatori alla U.S.
Naval postgraduated School, dove si è diplomato
nel dicembre del 1995. In seguito, Pondexter è
stato assegnato in qualità di pilota collaudatore e
Ufficiale di progetto allo Squadrone collaudatori
velivoli d’assalto presso la Naval Air Station di
Patuxent river, in Maryland. Mentre faceva
riferimento a questa base operativa, Poindexter è
stato assegnato al comando dei piloti collaudatori
per il Sistema di controllo Volo Digitale del F-14
con cui ha effettuato il primo atterraggio in carriera
e lancio catapultato di un F-14 con controlli di volo
potenziati. Ha inoltre effettuato numerosi voli di
prova ad elevata inclinazione di partenza, prova
distacco armi e verifica idoneità di trasporto. Dopo
il suo incarico a Patuxtent River, Poindexter è
stato assegnato allo Squadrone combattenti 32
presso la Naval Air Station di Oceana, in Virginia,
dove svolgeva il ruolo di capo dipartimento
quando è stato scelto per l’addestramento
astronauti della NASA.
Poindexter ha compiuto più di 3.500 ore su oltre
30 tipi di velivoli ed ha effettuato più di 450
atterraggi.
Esperienza NASA
Selezionato dalla NASA nel Giugno 1998, ha
cominciato il suo addestramento nell’Agosto 1998.
All’ inizio Poindexter faceva riferimento alla
Sezione per le operazioni shuttle dell’ufficio
astronauti della NASA portando a termine
incarichi al comando del supporto astronauti del
Kennedy Space Centre. Poindexter è assegnato
in qualità di pilota alla missione STS-122, durante
la quale verrà consegnato il laboratorio europeo
Columbus.
Astronauti della NASA: Rex Walheim (Specialista di Missione STS-122)
di emergenza dello Space Shuttle. Walheim è
stato poi trasferito al Quartier generale dell’Air
Force Space Command a Colorado Springs, in
Colorado, nell’Agosto del 1989, dove è stato
manager di un programma di perfezionamento dei
radar per allerta missilistica. Nel 1991 è stato
selezionato per il corso di ingegnere collaudatore
di volo della U. S. Air Force Test Pilot School che
ha frequentato presso la Edwards Air Force Base
della California nel 1992. Dopo il diploma, è stato
assegnato al F-16 Combined test Force alla
Edwards dove svolgeva il ruolo di responsabile di
progetto e, in seguito, di comandante
avioelettronico e del volo di armamento. Nel
gennaio 1996, Walheim è diventato istruttore
presso la U.S. Air Force Test Pilot School, dove
ha lavorato fino al momento dell’inizio
dell’addestramento come astronauta.
Astronauta NASA Rex Walheim (Foto: NASA)
Dati biografici
R. W. è nato il 10 Ottobre 1962 a Redwood City,
in California, USA. È sposato ed ha due bambini.
Ama lo sci, fare scalate, il softball e il football.
Studi
Diplomato alla San Carlos High School di San
Carlo, in California, USA, nel 1980; si è laureato in
Ingegneria meccanica presso l’Università della
California a Berkley nel 1984 a cui è seguito un
Master
in
Ingegneria
industriale
presso
l’Università di Houston che concluderà nel 1989.
Esperienza
Walheim è stato nominato secondo luogotenente
nell’Aeronautica Militare Statunitense nel 1984.
Nell’Aprile del 1985 è stato assegnato alla
Cavalier Air Force Station di Cavalier in North
Dakota,
USA, dove ha lavorato come comandante della
squadra operativa di allerta missilistica. Nell’
Ottobre del 1986, è stato riassegnato al Johnson
Space Centre di Houston, in Texas, dove ha
lavorato come controllore di volo dei sistemi
meccanici ed è stato ingegnere di comando delle
operazioni dei sistemi di atterraggio, freno e uscite
Esperienza NASA
Walheim ha lavorato come controllore di volo e
ingegnere operativo al Johnson Space Centre
dall’Ottobre 1986 a Gennaio 1989. È stato
selezionato dalla NASA nel marzo 1996 e
assegnato al Johnson Space Centre in Agosto.
Dopo aver completato i due anni di
addestramento e valutazione, si è qualificato per
incarichi di volo come specialista di missione.
Inizialmente, Walheim ha ricoperto incarichi
tecnici nella Sezione dell’ufficio astronauti per le
operazioni della stazione spaziale, presso cui
aiutava nello sviluppo delle procedure iniziali
usate sulla stazione spaziale, e ha lavorato come
Capcom presso il Centro di Controllo di Missione.
Ha fatto parte dell’equipaggio EVA della Missione
STS-110.
Dopo il suo primo volo, è stato assegnato alla
sezione delle attività extraveicolari, dove ha
lavorato
come
rappresentante
dell’ufficio
astronauti per la EVA Spacesuit, l’Unità di mobilità
delle attività extraveicolari. Walheim è assegnato
alla missione STS-122, durante la quale verrà
consegnato il laboratorio europeo Columbus, con
il ruolo di specialista di missione. Inoltre sarà
anche impegnato in tutte e tre le uscite nello
spazio della missione.
La STS-110 Atlantis (8-19 Aprile 2002) è stata la
tredicesima missione Shuttle a raggiungre la
Stazione spaziale Internazionale. Pietre miliari
della Missione sono state: consegna e
installazione del traliccio SO (S-Zero); prima
manovra con il braccio robotico della Stazione
durante le passeggiate spaziali; prima missione in
cui tutte le attività extraveicolari partivano dal
Quest Airlock della Stazione. Walheim ha portato
a termine 2 EVA per un totale di 14 ore e 5 minuti.
L’equipaggio ha agganciato e alimentato
meccanicamente il nuovo pannello, e trascorso
una settimana a svolgere attività congiunte con
l’equipaggio della Spedizione 4 della Stazione.
Astronauti della NASA: Stanley Love (Specialista di Missione, volo STS-122)
Astronauta NASA Stanley Love (Foto: NASA)
Dati biografici
Nato a San Diego, California, USA, l’8 giugno
1965. Sposato, ha due bambini. Interessi e hobby
includono volare, passeggiata alpina, bicicletta,
musica e animazione.
Studi
Diplomato alla Winston Churchill High School di
Eugene, Oregon, USA nel 1983; ha ottenuto la
laurea Bachelor of Science in fisica dall’Harvey
Mudd College, Claremont, California, nel 1987; ha
ricevuto i gradi di Master of Science e di Dottore
di Filosofia per la laurea in Astronomia
dall’Università di Washington. rispettivamente nel
1989 e 1993.
Organizzazioni
Società
Astronomica
Americana;
Unione
Geofisica Americana; Istituto Americano di
Aeronautica ed Astronautica; Harvey Mudd
College Alumni Association; Società Meteoriti.
Riconoscimenti
Diversi riconoscimenti incluso il NASA Johnson
Space Center Performance Award nel 2003, 2004
e 2006.
Esperienza
In qualità di insegnante assistente laureato, a
partire dal 1987 ha insegnato e condotto sezioni
di laboratorio in corsi di astronomia generale e
planetaria per non laureati all’Università di
Washington a Seattle. Ha lavorato come
assistente ricercatore diplomato all’Università di
Washington dal 1989 al 1993 su una varietà di
progetti compresi la propulsione spaziale ed il
magazzinaggio di energia, fotometria stellare e
spettroscopia, analisi di superfici esposte allo
spazio, impatto dell’ipervelocità e cattura delle
particole, riscaldamento in entrata nell’atmosfera
dei micro meteoriti, infrarossi della luce zodiacale,
microscopia dell’elettrone delle particelle di
polvere interplanetarie. Si è trasferito all’Università
delle Hawaii a Honolulu nel 1994 per un incarico
di ricerca post-laurea sulla formazione di globuli
condritici meteoritici e l’evoluzione delle collisioni
degli asteroidi, e per lo studio della possibilità di
meteoriti dal pianeta Mercurio. Gli è stata
assegnata una borsa di studio post-laurea
all’Istituto Tecnologico della California nel 1995: il
lavoro comprendeva la computazione di
simulazioni della dinamica dei fluidi nelle collisioni
di asteroidi, la calibrazione del rivelatore di
impatto delle particelle di polvere sulla navicella
Cassini,
e
la
compressione
improvvisa
sperimentale della calcite. Trasferito al Jet
Propulsion Laboratory come ingegnere nel 1997
per continuare il lavoro, ad esempio, sui modelli
computerizzati dei sistemi degli strumenti ottici
delle navicelle.
Esperienza alla NASA
Selezionato dalla NASA nel giugno 1998, ha
iniziato l’addestramento nell’agosto dello stesso
anno. Love ha lavorato al CAPCOM con il ruolo di
interlocutore con la navicella spaziale al centro di
Controllo Missione per la Stazione Spaziale
Internazionale con le Spedizioni da 1 a 7 e per le
missioni dello Space Shuttle STS-104 (ISS-7A),
STS-108 (ISS-UF-1), ed STS-112 (ISS-9A). Ha
lavorato nella sezione esplorazione dell’ufficio
astronauti della NASA, aiutando a sviluppare
veicoli futuri e le missioni stesse. Love è stato
assegnato alla missione STS-122, che porterà il
laboratorio
dell’Agenzia
Spaziale
Europea
Columbus sulla Stazione Spaziale Internazionale,
con il ruolo di specialista di missione. Love sarà
anche uno dei membri della terza ed un’ultima
missione EVA o passeggiata spaziale con la
quale saranno installate le strutture esterne per
esperimenti del Columbus, EuTEF e SOLAR.
Astronauti della NASA: Leland Melvin (Specialista di Missione STS-122)STS-122)
Astronauta NASA Leland Melvin (Foto: NASA)
Dati biografici
Leland Melvin è nato il 15 febbraio 1964 a
Lynchburg, in Virginia, USA. È celibe. Tra i suoi
hobbies ci sono la fotografia, il pianoforte, la
lettura, la musica, il ciclismo, il tennis e lo
snowboarding. Ama portare a passeggio i suoi
cani, Jake e Scout.
Studi
Diplomato alla Heritage High School di
Lynchburg, Virginia, nel 1982. Si è laureato in
chimica all’Università di Richmond, in Virgia, nel
1986 ed ha preso un diploma di Master in
Ingegneria
delle
Scienze
della
Materia
all’Università della Virginia nel 1991.
Organizzazioni
Associazione tecnica nazionale, associazione
americana dei chimici, associazione meccanici
sperimentali.
Distinzione e Premi
Varie distinzioni e premi tra cui 8 premi della
NASA Outstanding Performance e 2 premi della
NASA Superior Accomplishement.
Esperienza NASA
Melvin ha cominciato a lavorare, nel 1989, nel
gruppo di studi dei Sensori a fibre Ottiche della
Sezione del Nondestructive Evaluation Sciences
del Centro di ricerca Langley della NASA dove ha
condotto ricerche nell’area di misurazioni fisiche
per lo sviluppo di strumentazioni avanzate per il
Nondestructive evaluation. Le sue responsabilità
includevano l’uso di sensori a fibra ottica per
effettuare misurazioni sui danni provocati da
sforzo, temperatura e fattori chimici nelle strutture
sia composite che metalliche. Altri progetti
prevedevano lo sviluppo di tecniche ottiche
interferometriche
per
determinare
quantitativamente l’entità dei danni in strutture e
materiali aerospaziali.
Nel 1994, Melvin è stato selezionato per il
comando del gruppo Vehicle Health Monitoring
all’interno del programma Lockheed/NASA X-33
Reuseable Launch Vehicle. Il gruppo ha
sviluppato una varietà di sensori per la riduzione
dei costi relativi ai veicoli operativi e per
monitorare i serbatoi di ossigeno e liquido
composito e le prestazioni d’isolamento
criogenico. Nel 1996, Melvin ha preso parte alla
progettazione monitorandone la costruzione, di
una struttura ottica di Nondestructive Evaluation
capace di produrre in linea sensori in fibra ottica a
reticolo di Bragg a tassi in eccesso di 1000 per
ora. Questa struttura sarà un mezzo per
realizzare sensori dalle prestazioni avanzate e
ricerca laser per lo sviluppo dei sistemi
aerospaziali e civili di monitoraggio sanitario.
Selezionato dalla NASA nel giugno 1998, Melvin
ha iniziato l’addestramento nell’Agosto 1998. Da
allora è stato assegnato alla sezione dell’ufficio
astronauti NASA per le operazioni della stazione
spaziale e al Dipartimento Educazione presso il
Quartier Generale della NASA, a Washington
D.C.. Come co-manager del Programma NASA
Educatore Astronauta, Leland Melvin ha lavorato
in molte zone del paese, coinvolgendo migliaia di
studenti e insegnanti nell’entusiasmo per
l’esplorazione spaziale, e ispirandoli a seguire la
carriera in scienza, tecnologia, ingegneria e
matematica. Successivamente ha prestazo
servizio presso la Sezione di Robotica dell’ufficio
Astronauti. Melvin è assegnato come specialista
di missione per la missione STS-122 durante la
quale verrà consegnato alla Stazione Spaziale
Internazionale il laboratorio dell’Agenzia Spaziale
Europea Columbus.
Astronauti della NASA: Daniel Tani (ingegnere di volo spedizione 16)
(Sola discesa)
Nel 1988, Tani è andato a lavorare per la Orbital
Sciences Corporation di Dulles, Virginia, USA
inizialmente come ingegnere, e poi come mission
operations manager per il Transfer Orbit Stage.
In quel ruolo, ha prestato servizio come capo delle
operazioni di volo, lavorando con il centro
controllo missione NASA del Johnson Space
Center a supporto del dispiegamento del payload
ACTS/TOS durante la missione STS-51 nel
settembre 1993.
Tani si è poi trasferito al programma Pegasus
presso la Orbital Sciences Corporation come
responsabile delle operazioni di lancio. In quel
ruolo, è stato capo delle procedure di sviluppo per
il lancio del razzo telecomandato Pegasus. Tani
era anche responsabile della definizione,
addestramento e conduzione del gruppo di
ingegneri che lavoravano nella sala di controllo e
lancio.
Astronauta NASA Daniel Tani (Foto: NASA)
Dati biografici
Nato il 1 febbraio 1961 a Ridley
Park,
Pennsylvania, USA ma considera Lombard,
Illinois, USA la sua città. Sposato con Jane Egan
di Cork, Irlanda. Hanno due figli. Le sue passioni
sono il golf, il volo, la corsa, il tennis, la musica, la
cucina.
Studi
Laurea e master in ingegneria meccanica al
Massachusetts Institute of Technology nel 1984 e
1988, rispettivamente.
Riconoscimenti
Diversi riconoscimenti nel campo della scienza e
tecnologia, compresi un dottorato onorario
dall’Elmhurst College, Illinois, USA nel 2003. Ha
ricevuto anche una medaglia per il volo spaziale
dalla NASA nel 2001.
Esperienza
Dopo aver ricevuto la laurea Tani ha lavorato alla
Hughes Aircraft Corporation di El Segundo,
California USA come progettista nel gruppo
Space and Communications. Durante il master si
è spezializzato in fattori umani e decisioni di
gruppo. Dopo gli studi, Tani ha lavorato per Bolt
Beranek e Newman a Cambridge, Massachusetts,
USA nel dipartimento di psicologia sperimentale.
Esperienza NASA
Selezionato come astronauta dalla NASA
nell’aprile 1996, Tani ha iniziato l’addestramento
al Johnson Space Center nell’agosto 1996.
completati due anni di addestramento e
valutazione, si è qualificato come specialista di
missione nel 1998. Ha avuto incarichi tecnici del
ramo supporto computer dell’Ufficio Astronauti,
nel ramo EVA e ha prestato servizio come
astronauta di supporto all’equipaggio per la
Spedizione 4.
Nel 2002, era un membro dell’equipaggio
dell’habitat subacqueo di ricerca Aquarius per 9
giorni nell’ambito della missione NEEMO-2 (NASA
Extreme Environment Mission Operations). Tani
si è poi addestrato e qualificato come secondo
ingegnere di volo per la Spedizione 11, lanciata
sulla Soyuz TMA-6 nell’aprile 2005. Subentrerà
come ingegnere di volo nella Spedizione 16 a
Clayton Anderson, dopo essere arrivato sulla ISS
con la missione STS-120. Effettuerà tre
passeggiate spaziali e diverse operazioni con il
braccio robotico durante l’installazione e controllo
del Node 2 durante i suoi molti mesi sulla ISS,
per poi tornare con il volo STS-122.
STS-108 (5-17 dicembre 2001) era il 12° volo
dello shuttle che visitava la Stazione Spaziale
Internazionale. Durante la missione, in cui la
Spedizione 3 riceveva il cambio dalla Spedizione
4, furono consegnati quasi tre tonnellate di
provviste, attrezzature logistiche e esperimenti
spaziali per mezzo di un Multi-Purpose Logistics
Module. Tani effettuò una passeggiata spaziale di
4 ore e 12 minuti per avvolgere coperte termiche
attorno ai pannelli solari della ISS.
Riassunto della Missione
Quello che segue è un riassunto generale delle attività durante la fase Shuttle della missione Columbus. Gli
esperimenti che i due astronauti dell’ESA, Léopold Eyharts e Hans Schlegel, condurranno anche nell’ambito
di questa missione, non sono contenuti nel seguente schema, il quale è peraltro soggetto a cambiamenti.
1° giorno di volo:
• Lancio
• Configurazione dello Shuttle per attività in
orbita
• Verifica dello stato del braccio robotica
dello Shuttle
• Messa in funzione del impianto di
riscaldamento del Columbus per la fase
dal lancio all’attivazione del laboratorio
2° giorno di volo:
• Controllo dello scudo termico dello Shuttle
per mezzo del braccio robotico e
l’estensione del braccio robotico
• Preparazione dell’EVA compreso il
controllo delle tute EVA
• Preparazione del rendez-vous con la ISS
3° giorno di volo:
• Arrivo e attracco alla ISS comprese le
manovre di backflip dello Shuttle
• Preparazione alla EVA 1
• Dispiegamento ed estensione del braccio
robotico per preparare le manovre di
dislocamento del Columbus durante la
EVA 1
• Gli astronauti dell’EVA ‘’accampano’’ nel
Quest Airlock per facilitare lo smaltimento
dell’azoto nel sangue
4° giorno di volo:
• EVA 1 – Alimentazione di energia e
installazione impianto a grappino al
Columbus; preparazione e rimozione del
Columbus dalla stiva di carico dello
Shuttle; preparazione della travatura P1
per la rimozione del serbatoio di azoto;
• Attracco del Columbus al Nodo 2 con
l’uso del braccio robotico della Stazione
• Controllo meccanismo del Nodo 2 per
l’attracco del Columbus
5° giorno di volo:
• Messa in servizio del Columbus –
connessione cablaggio servizi (energia,
dati, ecc) e condotto ventilazione tra
Columbus e Nodo 2; sostituzione delle
•
•
•
•
•
•
valvole di pressione per la fase dal lancio
all’attracco con valvole di distribuzione
aria per l’orbita
Controllo perdite sul Columbus
Apertura portello
Attivazione Sistemi del Columbus
Ingresso nel Columbus
Controllo scudo termico dello Shuttle
Preparazione alla EVA 2
6° giorno di volo:
• EVA 2 – rimozione e sostituzione del
serbatoio di assemblaggio dell’azoto sulla
sezione del traliccio P1 con un nuovo
serbatoio nella stiva dello Shuttle
connessione di audio e data addizionali;
installazione pannelli nel vestibolo (area
di connessione tra i portelli del Nodo 2 e
del Columbus); installazione di maniglie e
supporti; installazione videocamere e
postazione di lavoro mobile; spostamento
dell’impianto Moduli Europei di Fisiologia
(EPM) dalla posizione del lancio a quella
in orbita e connessione cablaggio
7° giorno di volo:
installazione interfacce per armadi:
connessione linee di azoto dal Nodo 2 al
Columbus; spostamento dello European
Drawer Rack (EDR) dalla posizione del
lancio a quella in orbita;
•
Preparazione della EVA 3
• Gli astronauti dell’EVA ‘’accampano’’ nel
Quest Airlock per facilitare lo smaltimento
dell’azoto nel sangue
• Tempo libero dell’equipaggio
8° giorno di volo:
• EVA 3 – Installazione SOLAR e EuTEF
sulla struttura esterna di carico del
Columbus dalla stiva dello Shuttle;
spostamento
del
Control
Moment
Gyroscope dalla Piattaforma Stivaggio
Esterna 2 alla stiva dello Shuttle per il
rientro a Terra
•
Messa in servizio del Columbus –
spostamento del Biolab dalla posizione del
lancio a quella in orbita; installazione
elementi del Biolab (interruttori, convertitori
di corrente); rimozione dei fermi dai vari
assemblaggi del Biolab; installazione
elementi dello European Drawer Rack
(rilevatore di fumo, condotto d’aria e
separatori)
9° giorno di volo:
rimozione dei sigilli di lancio dal Biolab
Glovebox;
preparazione
del
Biolab,
collegamento
dell'alimentazione,
trasmissione dati e raffreddamento di
Biolab; collegamento dell'alimentazione e
trasmissione dati dell Éuropean Drawer
Rack (EDR); connessione del sistema
idraulico
e
di
trasmissione
dati
dall'European Drawer Rack alla Protein
Crystallisation
Diagnostics
Facility;
procedure di validazione degli European
Physiology Modules (EPM)
• Operazioni di trasferimento tra la ISS e lo
Shuttle
• Saluto dell’equipaggio, equipaggio dello
Shuttle nell’orbiter e chiusura portello
• Controllo perdite del sistema di attracco
dell’Orbiter
10° giorno di volo:
• Disattracco
• Volo attorno alla Stazione
• Verifica dello scudo termico dello Shuttle
• Preparazione all’atterraggio
• Preparazione all’atterraggio
• Uscita dall’orbita
• Atterraggio
ISS Quest Joint Airlock
Veduta del Quest Airlock (a sinistra) presa dallo Space Shuttle Atlantis durante le procedure d’aggancio, il 9 aprile 2002, come parte
della missione STS-110 verso la Stazione Spaziale Internazionale. (Image: NASA)
L’ISS Joint Airlock ‘Quest’ è collegato alla
Stazione Spaziale sul lato destro del Nodo 1
dell’ISS. L’Airlock, che pesa sei tonnellate, è stato
aggiunto alla Stazione Spaziale nel luglio 2001
durante la missione STS-104 sullo Shuttle
Atlantis. Si chiama Joint Airlock perché le EVA
possono iniziare dall’Airlock sia utilizzando le tute
americane (Extravehicular Mobility Units-EMUs)
sia le tute spaziali russe (Orlan-M). La Stazione
ha anche un’altra camera d’equilibrio (airlock)
chiamata Pirs (vedere foto sopra) che si trova
nella parte posteriore della stazione nel segmento
russo della Stazione Spaziale ma serve solo per
le passeggiate spaziali che usano tute Orlan.
del torace (che contiene i sistemi di
sopravvivenza), il Simplified Aid per unità EVA
Rescue (SAFER) che permettono all’astronauta di
ritornare all’ISS se dovesse sganciarsi durante
l’EVA, equipaggiamento ausiliare, batterie, attrezzi
elettrici e altre forniture importanti. Due tute Orlan
possono anche essere stivate nell’Equipment Lock
se è previsto che l’EVA le utilizzi.
Il Quest Airlock, lungo 6 metri, è composto di due
camere cilindriche collegate: l’Equipment Lock,
più grande e la Crew Lock, più piccola.
Quest Equipment Lock
L’Equipment Lock misura 4 metri di diametro e
comprende stazioni per aiutare gli astronauti ad
entrare e uscire dalle tute prima e dopo le EVA e
per la manutenzione periodica. La maggior parte
dell’equipaggiamento EVA si trova qui: due EMU
completi e un EMU con solo il segmento superiore
L’astronauta della NASA Michael Gernhardt nell’Equipment
Lock del Quest Airlock con tute EMU durante la missione STS104 all’ISS (12-24 luglio 2001). A destra il segmento del
torace superiore che contiene i sistemi di sopravvivenza.
(Image: NASA)
L’Equipment Lock contiene: i sistemi per
convertire la corrente dell’ISS al voltaggio
requisito per le tute dell’EVA e l’equipaggiamento
portatile; unità per caricare e sistemare batterie
usate per alimentare sistemi di tute EVA e attrezzi
elettrici; e pompe per trasferire l’acqua agli EMU
tramite il Crew Lock usato per assicurare la
stabilità termica durante le EVA.
Il Crew Lock contiene l’interfaccia più importante
per fornire materiali consumabili alle tute EVA,
denominata Umbilical Interface Assembly. Le tute
EVA sono collegate attraverso un tubicino che
riceve i rifornimenti necessari: una linea per
l’acqua che raffredda la tuta, una linea per l’acqua
di scarico e una linea per l’ossigeno. C’è anche
una linea di corrente per la tuta che mantiene in
carica le batterie prima di iniziare un’EVA, e una
linea di comunicazione. Dal Crew Lock possono
essere servite due tute per volta.
Diagramma del Quest Airlock. (Image: NASA)
L’Equipment Lock è anche usato dagli astronauti
per “accamparsi” prima di un’EVA: l’astronauta
passa una notte nella camera d’equilibrio (airlock)
ad una pressione ridotta per eliminare l’azoto dal
sangue ed evitare un’embolia.
Quest Crew Lock
Il Quest Crew Lock fa parte della camera
d’equilibrio depressurizzata, in modo che
l’equipaggio possa uscire dal boccaporto dell’airlock
EVA per iniziare la passeggiata spaziale.
L’astronauta della NASA Charles Hobaugh mentre chiude il
boccaporto al Quest Crew Lock prima dell’inizio dell’ultima
passeggiata spaziale dello STS-104 il 20 luglio 2001.
(Image: NASA)
L’astronauta della NASA James Reilly esce attraverso lo Joint
Airlock Quest durante la prima passeggiata spaziale dalla
Stazione Spaziale nel luglio 2001. Si può vedere chiaramente
l’Umbilical Interface Assembly nella parte inferiore della foto.
(Image: NASA)
Prima di iniziare l’EVA si usa una pompa a
pressione negativa per ridurre la pressione nel
Crew Lock a 0.2 bar, che è il 20% della pressione
normale dell’aria. La pressione rimanente è
scaricata nello spazio tramite la valvola di
stabilizzazione di pressione sul boccaporto
dell’EVA. Una volta completata l’EVA, l’ossigeno
ad alta pressione e i serbatoi d’azoto sulla
superficie esterna del Quest vengono usati per
normalizzare la pressione dell’airlock e le tute
dell’EVA. Si trovano simili valvole sui boccaporti
dal
Crew
Lock
all’Equipment
Lock
e
dall’Equipment Lock del Nodo 1 anche per
stabilizzare la pressione prima di aprire i relativi
boccaporti. Le EMU possono essere sistemate
nel Crew Lock tra un’EVA e l’altra.
Preparativi standard per l’EVA
Prima di aprire il boccaporto della camera
d’equilibrio e di incominciare l’EVA ci sono molti
preparativi necessari per assicurare che l’EVA
proceda senza problemi.
I seguenti compiti
presentano una visione d’insieme delle attività:
L’equipaggiamento deve essere disposto e facile
da accesso per gli astronauti durante l’EVA,
compreso l’hardware per l’installazione durante
l’EVA e gli attrezzi necessari per svolgere il lavoro
particolare, il quale deve essere configurato
anche prima dell’inizio dell’EVA (e durante).
Veduta degli attacchi e corde nel Quest Airlock sulla Stazione
Spaziale. (Image: NASA)
L’astronauta dell’ESA Thomas Reiter (a sinistra) e l’astronauta
della NASA Steven Lindsey lavorano insieme sul Quest Airlock
il loro primo giorno a bordo della Stazione Spaziale il 6 luglio
2006. (Image: NASA)
Controllo delle tute EVA
Le tute dell’EVA sono chiamate Extravehicular
Mobility Units oppure EMU. Si eseguono queste
procedure almeno un giorno prima dell’EVA.
Preparazione dell’Airlock
Per le missioni verso l’ISS basate sullo Shuttle,
dopo l’attracco dello Shuttle con l’ISS,
l’equipaggiamento rilevante viene trasferito dallo
Space Shuttle al Quest airlock in preparazione
delle EVA che avverranno durante la missione. Il
giorno prima che incominci l’EVA, il Quest Joint
Airlock dell’ISS deve essere configurato e attivato.
L’Astronauta dell’ESA Thomas Reiter (a sinistra) esamina un
elenco di procedure con l’astronauta della NASA Jeffrey
Williams nell’Extravehicular Mobility Unit nel Quest Airlock
della Stazione Spaziale il 28 luglio 2006. (Image: NASA)
L’astronauta della NASA Ed Lu svolge una manutenzione
ricorrente di un EMU nel Quest Airlock. (Image: NASA)
Il motivo del controllo EMU è per assicurare
l’integrità delle tute e può includere alimentare e
installare le batterie necessarie per controllare le
unità Life Support Systems e Simplified Aid per
EVA
Rescue
(SAFER)
che
permettono
all’astronauta di ritornare all’ISS se dovesse
sganciarsi durante l’EVA e controllare la funzione
dei dispositivi di comunicazione delle tute.
L’Accampamento (Epurazione del sangue
dall’azoto)
Gli astronauti devono essere in un’ottima
condizione fisica per affrontare un’attività
extraveicolare. Uno dei potenziali rischi dell’EVA
è un’embolia. Per questo motivo, prima dell’EVA
gli astronauti attraversano un regime di
respirazione di ossigeno puro per epurare il
sangue dall’azoto.
possano fare colazione e fare le abluzioni. Prima
di depressurizzare l’airlock gli astronauti dell’EVA
indossano le maschere d’ossigeno.
Quando ritornano all’airlock, il boccaporto viene
chiuso e l’airlock depressurizzato per 20 minuti a
0,7 bar. Poi, gli astronauti dell’EVA saranno
assistiti a mettere le tute EVA e toglieranno le
maschere d’ossigeno.
Indossare le tute EVA
Le tute EVA—Extravehicular Mobility Units o
EMU—sono
estremamente
complesse,
contengono vari strati e sistemi per fornire
all’astronauta un ambiente sicuro e comodo
durante l’EVA e sono anche funzionali per lo
svolgimento dei compiti da fare. Di solito gli
astronauti dell’EVA vengono assistiti da uno o più
astronauti per indossare le tute, e per i controlli
durante la procedura.
Gli astronauti della NASA Piers Sellers (a sinistra) e David
Wolf durante gli esercizi pre-respiratori sulla missione STS112 il 10 ottobre 2002. (Image: NASA)
Il giorno prima dell’EVA, gli astronauti dormono
nell’airlock che sarà sigillato e si ridurrà la
pressione da l bar a 0,7 bar. 1 bar è la pressione
normale sulla Stazione Spaziale (e a livello del
mare sulla Terra). Questo processo si chiama
camping out (accampamento).
Il giorno dopo l’accampamento, l’airlock sarà
depressurizzato a 1 bar per aprire il boccaporto
dell’airlock in modo che gli astronauti dell’EVA
Kenneth Bowersox (primo piano) e Nikolay Budarin
dell’equipaggio dell’ISS Expedition 6 portano Liquid Cooling
and Ventilation Garments nel Nodo 1/Unity il 12 maggio 2002.
(Image: NASA).
Gli EMU sono quasi uguali alle tute EVA dello
Shuttle con qualche variazione. Le EVA che
utilizzano gli EMU durano 7 ore, compresi i 15
minuti per uscire dall’airlock, 6 ore di compiti utili,
15 minuti per rientrare l’airlock e 30 minuti
riservati per tempo non pianificato. Inoltre, l’EMU
è equipaggiato con una riserva di 30 minuti
d’ossigeno in caso d’urgenza che si trova nel
Secondary Oxygen Pack nella parte inferiore del
Primary Life Support System che funziona di
scorta se la risorsa principale dell’ossigeno viene
a mancare.
stivali dell’EMU e ha articolazioni di separazione
sopra il ginocchio e la caviglia. Il segmento di vite
flessibile di sostegno permette il movimento
intorno alla vita dell’astronauta, cioè di inchinarsi e
di girare le anche.
Mentre l’astronauta si mette la tuta prima dispone
il dispositivo per raccogliere l’urina e poi un Liquid
Cooling and Ventilation Garment. Questo
abbigliamento
in
spandex
(un
tessuto
elasticizzato) ha tubi che raffreddano l’acqua che
lo percorrono e sostiene anche una rete di
canaletti che aspirano i gas di ventilazione dalle
estremità della tuta e li ritornano al sistema
principale di sostegno della vita.
Valere Tokarev, l’ingegnere di volo dell’Expedition 12 dell’ISS
mentre è aiutato nel segmento Hard Upper Torso di un EMU
dal comandante dell’Expedition 12, Bill McArthur, il 23 ottobre
2005. (Image: NASA)
L’astronauta della NASA Stephen Robinson nel Lower Torso
Assembly dell’Extravehicular Mobility Unit (EMU), la tuta
spaziale, durante la missione STSl-114 del 1 agosto 2005.
(Image: NASA)
Ora l’astronauta entra nel Lower Torso Assembly
della tuta spaziale e si alza nel segmento Hard
Upper Torso che è legato alla parete dell’airlock
tramite un adattatore. Il Lower Torso Assembly
può essere considerato la vite, i pantaloni e gli
L’Hard Upper Torso è un gilet di fibra di vetro
rigido su cui si collega il Lower Torso Assembly
che funziona anche da punto d’attacco per il
casco e i segmenti di braccio flessibili, che hanno
un sostegno che permette la rotazione del
braccio. Il Life Support System è legato al dorso
di quest’assemblaggio con controlli per il supporto
alle funzioni vitali montati frontalmente, per essere
facilmente raggiungibili dall’astronauta.
Le
connessioni tra le due parti devono essere
allineate per permettere la circolazione di acqua e
di gas nel Liquid Cooling Ventilation Garment e il
ritorno.
Il sistema Life Support fornisce al
membro dell’equipaggio ossigeno puro da
respirare, rimuove l’anidride carbonica esalata,
regola la temperatura nella tuta e mantiene la
pressione durante l’EVA a 0,3 bar, cioè il 30%
della pressione dell’aria al livello di mare sulla
Terra e il 30% della pressione normale sull’ISS.
La pressione bassa è necessaria per mantenere
la flessibilità della tuta. Se la pressione fosse più
alta la tuta sarebbe troppo rigida per permettere il
lavoro.
L’ingegnere di volo Donald Pettit dell’Expedition 6 aiuta John
Herrington, Mission Specialist della STS-113 con il casco EMU
nel Quest Airlock il 28 novembre 2002. (Image: NASA)
Michael Lopez-Alegra (a sinistra) Mission Specialist della
missione STS-113 mentre è assistito nell’attaccatura della
cuffia di comunicazione con microfono da Donald Pettit,
l’ingegnere di volo dell’Expedition 6 in preparazione
dell’Extravehicular Activity il 28 novembre 2002. (Image: NASA)
missione. Poi seguono i guanti e finalmente il
visore extraveicolare e casco che proteggono
contro i micrometeoriti e dalla radiazione ultraviola
e infrarossa. E’ fatto di una materiale duro,
resistente all’impatto e di policarbonato. Un kit di
ventilazione fissato all’interno nella parte posteriore
del guscio policarbonato serve a diffondere il gas
che entra sopra il viso dell’astronauta.
Una volta indossato il segmento del torace
superiore gli astronauti mettono la cuffia di
comunicazione con microfono per comunicare con
i membri dell’equipaggio e con il controllo di
L’astronauta dell’ESA Thomas Reiter con il Visor Assembly
durante una EVA il 3 agosto 2006 (Image: NASA)
L’ingegnere di volo Valere Tokarev dell’Expedition 12 aiuta il
comandante Bill McArthur a indossare i guanti dell’EMU il 23
ottobre 2005. (Image: NASA)
L’Extravehicular Visor Assembly è un guscio
resistente al caldo e alla luce che è posto sopra
l’Helmet Assembly e serve per proteggere contro
i micrometeoriti e i danni dovuti ad impatti
incidentali, e in più proteggere il membro
dell’equipaggio dalla radiazione solare.
Un
rivestimento speciale offre al visore solare
caratteristiche simili a quelle di un doppio
specchio; riflette il calore e la luce solare, ma
permette l’astronauta di vedere. Una visiera
aggiustabile può essere tirata giù, fornendo
un’altra protezione contro la luce e il bagliore del
sole.
Un’altra unità che viene collegata all’EMU una
volta indossata, è l’unità SAFER, un sistema
contenuto in un piccolo zaino, indipendente e
propulsivo per fornire capacità di auto-soccorso a
volo libero se il membro dell’equipaggio dovesse
separarsi dall’ISS durante un’EVA.
L’astronauta della NASA Michael Gernhardt nell’Extravehicular
Mobility Unit durante la passeggiata spaziale dell’ISS nel corso
della missione STS-104 del 21 luglio 2001. (Image: NASA)
Sopra: L’ingegnere di volo Jeff Williams dell’Expedition 13
mentre regge il Simpliefied Aid per EVA Rescue (a destra nella
foto) prima del collegamento. Sotto: Michael Fossum, Mission
Specialist dello STS-121 alza le mani mentre l’unità SAFER
viene collegata al suo EMU da Stephanie Wilson, Mission
Specialist e Jeff Williams della STS-121. (Image: NASA).
cominciare l’EVA la pressione è ridotta prima a
0,35 bar quando viene fatto un controllo per fughe
nelle loro tute. Se tutto va bene si riduce la
pressione a 0,2 bar e finalmente si riduce al vuoto
tramite una valvola di ventilazione nel boccaporto
dell’EVA. Ora si può aprire il boccaporto e iniziare
l’EVA.
Gli EMU rimangono attaccati alla corrente elettrica
dell’ISS tramite un tubicino ombelicale per non
usare la corrente delle batterie inutilmente. Poi le
tute saranno ventilate con ossigeno puro e
l’airlock sarà depressurizzato a 1 bar. I membri
dell’equipaggio dell’EVA continueranno a prerespirare ossigeno puro nelle loro tute per 50
minuti. Gli astronauti dell’EVA entreranno nel
Quest Airlock dove la boccaporto sarà chiuso. A
questo punto inizia la depressurizzazione del
crewlock.
Depressurizzazione
La pressione normale all’interno dell’ISS è di 1
bar, ma nel Quest Airlock è di 0,7 bar durante la
depressurizzazione quando c’è l’epurazione
dell’azoto. Quando gli astronauti sono pronti a
L’astronauta della NASA Piers Sellers mentre esce dal Quest
Airlock sulla Stazione Spaziale durante la missione STS-112 il
10 ottobre 2002. (Image: NASA)
Il conto alla rovescia incomincia: 43 ore dal lancio
A 43 ore dal lancio, il conto alla rovescia è
attivato. Questo avviene quando lo Shuttle Test
Director verifica che la squadra di lancio è in
posizione ed è pronta a procedere. Nel corso
delle 16 ore che seguono si eseguono diverse
attività, comprese l’attivazione e il controllo dei
sistemi di navigazione e le ispezioni preliminari
del ponte di volo. A 27 ore dal lancio il conto è
messo in attesa, di solito per una durata di quattro
ore. Durante questo periodo il personale non
essenziale è allontanato dalla base di lancio.
freddi. Inizia un’altra attesa a 6 ore al lancio, che
dura circa due ore. Poi, se la squadra di lancio
verifica che i criteri del lancio sono soddisfatti, la
base di lancio è liberata da tutto il personale e il
conto alla rovescia ricomincia.
L’orologio del conto alla rovescia al Kennedy Space Center
prima del lancio della missione STS-114—Return to Flight
dello Shuttle del 26 luglio 2005. (Immagine: NASA)
Quando ricomincia il conto alla rovescia,
cominciano i preparativi per caricare l’ossigeno e
l’idrogeno liquidi nei serbatoi di stivaggio per le
pile a combustione dell’orbiter che forniscono la
corrente all’orbiter durante la missione. Una volta
completata questa fase, la zona della base di
lancio è riaperta. Una seconda attesa nel conto
alla rovescia avviene a 19 ore del lancio e dura
circa quattro ore.
All’inizio del nuovo periodo di conto alla rovescia, i
tre principali motori dell’orbiter sono preparati per
fare il pieno del propellente, e il sistema di
soppressione di rumori della base di lancio è
riempito d’acqua e hanno luogo varie attività di
chiusura. A 11 ore dal lancio inizia il più lungo
periodo d’attesa, che dura circa 12-13 ore con
controlli dei sistemi di navigazione, di
comunicazione e di guida e con la messa in
posizione di sosta del Rotating Service Structure.
L’orologio riparte a 11 ore dal lancio. Le pile a
combustione dell’orbiter vengono attivate e tutto il
personal non essenziale è allontanato dalla zona
di lancio pericolosa. La stiva per i carichi utili e le
altre cavità dell’orbiter vengono riempite di azoto
gassoso, in preparazione del riempimento del
serbatoio esterno con i suoi propellenti super
Il Rotating Service Structure dopo il rollback in posizione di
sosta prima del lancio della missione STS-97 dello Shuttle.
(Immagine: NASA)
Le linee di trasferimento del propellente vengono
raffreddate e si comincia a caricare il serbatoio
esterno con quasi due milioni di litri di propellente
(ossigeno liquido e idrogeno liquido). A questo
punto il Final Inspection Team si reca alla base di
lancio e fa un’analisi dettagliata del veicolo.
Durante il periodo seguente di attesa, a tre ore dal
lancio, le antenne di localizzazione al vicino Merritt
Island Tracking Station sono allineate per il decollo.
Merritt Island Tracking Station a Kennedy Space Center in
Florida. (Immagine: NASA)
Da 3 ore al lancio a T-10
Appena l’orologio segnala 3 ore dal lancio
l’equipaggio parte per la base di lancio. Dopo il loro
arrivo, vengono aiutati a salire nell’orbiter tramite il
cosiddetto White Room alla fine del braccio di
accesso dell’orbiter (orbiter access arm).
Gli
astronauti eseguono controlli di comunicazione
vocale con il Launch and Mission Control Centres ai
Kennedy e Johnson Space Centers. Il boccaporto
viene chiuso e vengono eseguiti i controlli del sigillo
del boccaporto e per eventuali fughe dalla cabina.
Michel Tognini, Responsabile dell’European Astronaut Centre
dell’ESA a Colonia, Germania, nel White Room prima di
entrare nello Shuttle per la missione STS-93 nel luglio 1999.
(Immagine: NASA)
La penultima attesa nel conto alla rovescia inizia a
20 minuti dal lancio, il periodo nel quale lo Shuttle
Test Director conduce i briefing finali della
squadra di lancio. Quando incomincia il conto alla
rovescia circa dieci minuti dopo, i computer a
bordo dell’orbiter e il sistema di volo di riserva
vengono configurati per il lancio. L’ultima attesa
nel conto alla rovescia è a 9 minuti al lancio. Se
tutti confermano la luce verde (go) si incomincia il
conto alla rovescia finale.
Da 7 minuti 30 secondi fino al lancio l’Orbiter
Access Arm è retratto e i registratori di volo
dell’orbiter vengono attivati. I freni di velocità e il
timone sono controllati e manovrati fino alla loro
posizione di lancio. Si controllano anche gli ugelli
principali del motore.
A meno di 3 minuti al lancio il serbatoio di ossigeno
liquido viene portato a pressione di volo e il
cosiddetto beanie cap viene tolto, in modo da
prevenire l’accumulazione di ghiaccio sui fori d’aria
dell’ossigeno. A 2 minuti dal lancio gli astronauti
bloccano i loro visori. Il liquido idrogeno dei
serbatoi esterni è portato alla pressione di volo
chiudendo il foro di evaporazione. Entro 50 secondi
dal lancio l’orbiter passa dall’alimentazione con
corrente da terra a quella con corrente interna.
STS-106 sulla base di lancio. Il White Room è collegato
all’orbiter all’estremità dell’Orbiter Access Arm. Si vede il
beanie cap dalla parte superiore dell’External Tank prima di
essere rimosso. (Immagine: NASA)
Entro 31 secondi al lancio i computer a bordo dello
Shuttle iniziano la loro sequenza terminale di
lancio. Il sistema di soppressione di rumori è
acceso e l’acqua comincia a scorrere sul ponte del
Mobile Launch Platform e le zone della base per
proteggere lo Shuttle da danni acustici al decollo.
A T-11 secondi il sistema di autodistruzione di
sicurezz e il Solid Rocket Booster vengono attivati.
Il controllo del Sound Suppression System sulla base di lancio
39° al Kennedy Space Center. (Immagine: NASA)
Dal decollo all’orbita
L’ordine di “go for main engine start” (accensione
motore principale) viene dato a T-10 secondi. Si
accendono i fari sotto i motori principali per
bruciare qualsiasi residuo di azoto gassoso. I
computer di volo ordinano l’apertura delle valvole
che permettono all’idrogeno liquido e all’ossigeno
di fluire nelle turbopompe dei motori. A T-6,6
secondi i motori principali dello Space Shuttle si
accendono, accelerando al 90 percento di
propulsione in 3 secondi.
A questo punto
l’accensione della sequenza del Solid Rocket
Booster inizia e avviene il decollo.
spenti dei Solid Rocket Booster continuano a
salire di altitudine fino a 75 chilometri prima di
cominciare a cadere verso la Terra.
Cinque minuti dopo il lancio, quando i rivestimenti
spenti sono discesi ad un altitudine di circa 5
chilometri, inizia la sequenza del dispiegamento
dei paracadute, che li rallenta prima che cadano
in sicurezza nell’Oceano Atlantico. I booster
vengono recuperati e riportati verso un impianto di
ricostruzione.
La nave di recupero rimorchia il rivestimento del Solid Rocket
Booster. (Immagine: NASA)
Il lancio della missione STS-114 il 26 luglio 2005. (Immagine: NASA)
Una volta che i Solid Rocket Boosters si
accendono, lo Shuttle è impegnato nel lancio. Lo
Shuttle decolla dalla base e si alza sopra la torre
circa 7 secondi dopo il lancio.
Dopo
l’allontanamento dalla torre, il controllo di
missione passa al Johnson Space Center.
Un minuto dopo il lancio le pressioni dinamiche
sullo Shuttle sono al massimo, ad un altitudine di
10,2 chilometri. A questo punto i motori principali
vengono decelerati al 75 percento per mantenere
le pressioni dinamiche sulla superficie veicolo
entro livelli accettabili. Dopo questa fase, i motori
principali sono accelerati a massima potenza.
A due minuti dal lancio il carburante dei Solid
Rocket Booster è consumato e i booster vengono
espulsi dall’orbiter subito dopo. Lo Shuttle è a
un’altitudine di circa 48 chilometri e viaggia a una
velocità di 4650 chilometri all’ora. I rivestimenti
Sull’orbiter, a otto minuti dal lancio, viene fermato
il motore principale. Lo Shuttle viaggia oraad una
velocità di quasi 27,000 chilometri all’ora. Dopo
l’arresto del motore principale, si accendono
brevemente i due propulsori dell’Orbital
Manoeuvring System e si cambia traiettoria, e
l’orbita è raggiunta a un altitudine di 225
chilometri. Ciò avviene subito dopo l’espulsione
in volo del serbatoio esterno mentre l’orbiter vola
“pancia in su” in relazione alla Terra.
L’External Tank dalla missione Return to Flight STS-114 dopo
l’espulsione in volo. (Immagine: NASA)
Il serbatoio esterno separato continua su una
traiettoria balistica ed entra nell’atmosfera della
Terra per cadere su una zona remota dell’Oceano
Indiano. Nel frattempo, un’accensione addizionale
dei propulsori dell’Orbiter Manoeuvring System
mette l’orbiter nell’orbita pianificata.
Uscita dall’orbita e procedure di atterraggio
Il controllo di missione dà l’ordine di accedere i
motori per l’uscita dall’orbita circa un’ora prima
dell’atterraggio. Prima di eseguire la combustione
per l’uscita dall’orbita, l’orbiter ruota in modo che la
coda sia verso la direzione di moto. I motori
dell’Orbital Manoeuvring System sono accesi per 3
o 4 minuti per decelerare l’orbiter quanto basta per
ridurre l’altitudine. A questo punto l’orbiter è voltato
in modo da rivolgere verso la destinazione il carrello
anteriore, usando propulsori di controllo prima e poi,
durante la caduta libera per circa 30 minuti, usando
propulsori di controllo che controllano il rollio,
l’inclinazione e l’imbardata. L’orbiter entra negli
strati superiori dell’atmosfera della Terra ad un
altitudine di circa 120 km e viaggia ad una velocità
di 7,6 chilometri al secondo. Al rientro il plasma
super-riscaldato riveste l’orbiter causando un
blackout di comunicazione fino ad un altitudine di
circa 45 chilometri.
di velocità sulla coda verticale si apre, a 12 minuti
dall’atterraggio. A Mach 3,5, il timone è attivato e
i propulsori finali di imbardata sono fermati.
Ora l’orbiter comincia le manovre che permettono
di cominciare le procedure finali di atterraggio
all’altitudine e alla velocità desiderate. L’orbiter fa
una serie di quattro inclinazioni forti, rullando ad
un lato o l’altro fino a 80 gradi per decelerare. La
serie di inclinazioni dà alle tracce dell’atterraggio
dello Shuttle l’aspetto di una allungata lettera S.
A 5 minuti all’atterraggio l’orbiter è ora in volo
subsonico, a 14,900 metri e circa 35 km dal punto
di atterraggio. Il comandante prende il controllo
dell’orbiter per l’avvicinamento finale e le manovre
d’atterraggio.
Ad un altitudine di 5,000 metri l’orbiter è circa 16
km dall’atterraggio. Mentre si allinea sulla pista,
l’orbiter incomincia una discesa ripida con il
carrello anteriore ad un angolo fino a 19 gradi in
verticale dall’orizzontale, più di sei volte più ripido
del pendio di plano di un aereo di commercio
normale al momento di atterrare.
STS-112 atterra il 18 ottobre 2007.
Veduta dall’aereo dello Shuttle Landing Facility al Kennedy
Space Center. (Immagine: NASA)
Mentre aumenta la pressione, i propulsori di
controllo anteriore vengono spenti. D’ora in poi i
propulsori di controllo a poppa sono spenti mentre
gli alettoni sulle ali dell’orbiter cominciano ad
operare per aiutare a controllare l’orbiter in modo
più simile a un velivolo. Gli ascensori delle ali
dell’orbiter diventano poi operativi a si fermano i
propulsori di inclinazione. Quando la velocità
dell’orbiter scende al di sotto di Mach 10, un freno
(Immagine: NASA)
Durante l’approccio finale, lo shuttle cade verso la
pista 20 volte più rapidamente di un aereo
commerciale, mentre aumentano velocità e
inclinazione. A meno di 600 metri dal suolo, il
comandante alza il carrello anteriore e rallenta il
livello di discesa per portare l’inclinazione a 1,5
gradi in preparazione per l’atterraggio. Il carrello
si apre15 secondi prima dell’atterraggio.
Al momento dell’atterraggio l’orbiter viaggia ad
una velocità di circa 340-360 chilometri all’ora. Il
paracadute di coda è aperto e l’orbiter si arresta.
Una volta fermato,
si iniziano le procedure
relative al dopo lancio.
Attività di post-atterraggio
Una volta che l’orbiter si è fermato sulla pista,
cominciano le attività post-atterragio che
interessano l’Orbiter Recovery Convoy.
La
responsabilità di missione passa dal Johnson
Space Center al Kennedy Space Center. L’Orbiter
Recovery Convoy consiste in un numero di veicoli
ideati in modo particolare e una squadra di
specialisti che rendono sicuro e si occupano della
manutenzione dell’orbiter e aiutano l’equipaggio ad
uscire. Nel convoglio ci sono 11 veicoli e unità
speciali, ed anche veicoli convenzionali di
comando e di urgenza. Il compito principale del
convoglio di recupero è di fare la manutenzione
all’orbiter, di prepararlo per essere rimorchiato,
aiutare l’equipaggio a trasferirsi e finalmente
rimorchiarlo ad un impianto di ispezione.
Dopo l’atterraggio, la prima posizione di sosta del
convoglio è 60 metri sopravento dell’orbiter. La
squadra di valutazione di sicurezza si sposta a circa
30 metri dal lato destro dell’orbiter. Un equipaggio
con tute protettive si avvicina alla parte posteriore
dell’orbiter per controllare pericoli di esplosione e
gas tossici. Se vengono rilevati alti livelli e se le
condizioni meteorologiche lo consentono, la Vapour
Disperal Unit soffia via i gas potenzialmente
pericolosi usando un grande ventilatore.
fresca e umidificata alla stiva di carichi utili e ad
altre cavità, in questo modo vengono tolti i gas
esplosivi o tossici che possono essere rimasti.
Quando si determina che la zona intorno
all’orbiter è sicura, le altre attività sicure di postatterraggio possono iniziare. La prima priorità è di
assistere l’equipaggio di volo ad uscire dall’orbiter.
Il Crew Hatch Access Vehicle va al lato del
boccaporto dell’orbiter e il “white room” d’accesso
è reso sicuro. Il boccaporto è aperto e un medico
va a bordo dell’orbiter a fare una breve visita
medica all’equipaggio. Dopo, l’equipaggio lascia
l’orbiter e si allontana.
Il Crew Transport Vehicle si avvicina allo Space Shuttle
Discovery per scaricare l’equipaggio dopo l’atterraggio della
missione STS-114 il 9 agosto 2005. (Immagine: NASA)
L’equipaggio di volo è sostituito a bordo
dell’orbiter da un equipaggio di scambio che
prepara le attività di rimorchio a terra, installando
le protezioni e prelevando i dati dagli esperimenti
a bordo, se necessario. Nel frattempo, dopo aver
lasciato raffreddare le ruote, l’orbiter è preparato
per essere rimorchiato. Il Tow Vehicle è posto
davanti all’orbiter e si connette al gancio di traino.
Finalmente, circa due ore dopo l’atterraggio,
l’orbiter è rimorchiato lontano dalla pista.
L’inizio delle procedure di post-atterraggio. Il veicolo
dell’equipaggio di valutazione sicurezza è a destra dell’orbiter.
(Immagine: NASA)
Appena possibile sono collegate all’orbiter le linee
per valutare la concentrazione d’idrogeno a bordo.
Se la concentrazione è maggiore del 4 percento,
un’interruzione di corrente urgente vien ordinata.
L’equipaggio di volo è evacuato immediatamente e
il personale del convoglio libera la zona e aspetta la
dispersione dell’idrogeno. Se il livello di idrogeno è
sotto il 4 percento, si avvia il flusso di fluido di
raffreddamento e l’espulsione dell’aria tramite i tubi
ombelicali. L’aria espulsa fornisce aria condizionata
Lo Space Shuttle Discovery mentre viene rimorchiato dopo
l’atterraggio della missione STS-114. (Immagine: NASA)
Le attività dello Shuttle hanno avuto inizio il 12
aprile 1981 con il lancio del Columbia con la
missione STS-1. La flotta del modulo orbitante
della NASA ha compreso cinque velivoli fino ad
ora: il Challenger, il Columbia, il Discovery,
l’Atlantis e l’Endeavour.
Atlantis, che è stato scelto per la missione STS122, ha intrapreso 28 missioni, dal suo primo volo
nell’Ottobre 1985, comprendenti il dispiegamento
dell’European Retreivable Carrier (EURECA)
dell’ESA e l’operazione del Tethered Satellite
System sulla missione STS-46 nel 1992 con
l’astronauta
dell’ESA
Claude
Nicollier
e
l’astronauta dell’Agenzia Spaziale Italiana Franco
Malerba, il trasporto del laboratorio americano
Destiny, il Quest Airlock e quattro elementi di
traliccio alla ISS nel corso di sei missioni separate
(STS-98, STS-104, STS-110, STS-112, STS-115
e STS-117); l’ultima avvenuta nel giugno 2007.
anche riportato l’astronauta dell’ESA Thomas
Reiter alla Terra dopo che aveva trascorso quasi
sei mesi sulla ISS come il primo membro
d’equipaggio europeo della ISS Expedition. Fra le
altre missioni del Discovery vi sono state il
collocamento in orbita dell’Hubble Space
Telescope nel 1990 (STS-31), lo STS-42 Spacelab
IML-1 Mission con l’astronauta dell’ESA Ulf
Merbold, nel 1992, la terza missione di
manutenzione dello Hubble Space Telescope
(STS-103), nel 1999 con gli astronauti dell’ESA
Claude Nicollier e Jean-François Clervoy, e la
consegna del traliccio Z1 (STS-92) alla ISS e del
modulo logistico Leonardo costruito in Europa
(Multi-Purpose Logistics Module ‘Leonardo’ – STS102, STS-105 e STS-121).
L’Endeavour è stato il quinto modulo orbitante ad
essere costruito e ha intrapreso la prima missione
nel 1992. I momenti salienti delle 19 missioni che
ha compiuto sono la missione STS-88 che ha
trasportato il Nodo Unity, il secondo modulo della
ISS messo in orbita nel dicembre 1998, lo Shuttle
Radar Topography Mission (STS-99) nel febbraio
2000 con l’astronauta dell’ESA Gerhard Thiele, la
missione STS-100 nel 2001, che ha portato
Umberto Guidoni come primo astronauta europeo
in missione sulla ISS, e la missione
d’assemblaggio della ISS, STS-111 con
l’astronauta dell’ESA Philippe Perrin nel giugno
2002. Secondo l’attuale programmazione, sarà il
prossimo Shuttle ad essere lanciato per la
missione STS-118 nell’agosto 2007.
Ulf Merbold, il primo astronauta europeo e dell’ESA sullo
Shuttle nel 1983 al laboratorio Spacelab, realizzato in Europa,
durante la missione STS-9 Spacelab-1 nel gennaio 1992. Ha
volato un’altra volta sulla missione STS-42 Spacelab IML-1
dello Space Shuttle Orbiter Discovery. (Immagine: NASA)
Il Discovery, il cui primo volo avvenne nell’Agosto
1984, ha intrapreso 35 missioni, l’ultima della quali
è stata la STS-120, con a bordo l’astronauta
dell’ESA, Paolo Nespoli, caricando nella stiva il
modulo di connessione di fattura italiana Nodo 2 o
Harmony, installato provvisoriamente durante
questa missione e definitivamente spostato alla
sua posizione finale che lo rende pronto a ricevere
il laboratorio Columbus.
Nel dicembre 2006 con l’astronauta dell’ESA
Christer Fuglesang che ha eseguito delle EVA per
l’assemblaggio della ISS, compreso l’installazione
del segmento di traliccio P5 della ISS. Il volo ha
Il lancio del Columbia sulla missione STS-1 il 12 aprile 1981.
(Immagine: NASA)
Lo Shuttle Challenger è andato perduto durante il
lancio nel gennaio 1986 durante la decima
missione e il Columbia è andato perduto prima
dell’atterraggio durante la 28° missione nel
febbraio 2003.
Lo Space Shuttle o Space Transportation System
(STS) consiste di tre elementi principali: il modulo
orbitante che la maggior parte delle persone
chiama Space Shuttle, il serbatoio esterno che
contiene il propellente del modulo orbitante e i
razzi propulsori che forniscono la più grande
portanza durante i primi due minuti del volo. Tutti
insieme sono lunghi 56 metri e pesano più di 2000
tonnellate al decollo.
Lo Space Shuttle ha una spinta al decollo di più di
3,240 tonnellate e può portare in orbita un carico
di poco più di 28 tonnellate. Una missione
normale dura dai 5 ai 16 giorni. Dal 1981 più di
700 astronauti hanno volato con lo Shuttle che ha
messo in orbita più di 1500 tonnellate. Dopo
l’incidente del Columbia nel febbraio 2003 sono
stati apportati miglioramenti a tutti gli elementi
dello Shuttle.
missione
orbitale.
Inoltre,
contiene
l’equipaggiamento rilevante e i rifornimenti usati
dall’equipaggio dello Shuttle durante le missioni
che non riguardano la ISS, oppure da un
equipaggio della ISS Expedition quando è in
missione alla ISS. Per proteggere il modulo
orbitante da temperature che sfiorano 1600°C
durante il rientro, tutte le superfici sono coperte da
materiali protetti termicamente. I principali
materiali termici utilizzati usate sono il Reinforced
Carbon-Carbon (RCC), piastrelle di superficie
isolanti riutilizzabili ad alte e basse temperature,
rivestimenti di superficie isolanti riutilizzabili di
feltro e rivestimento isolante fibroso. Si usa l’RCC
sul bordo d’attacco dell’ala, tra altre cose,
migliorato per prevenire che il flusso termico entri
nella struttura dell’ala.
Diagramma dei principali segmenti del modulo orbitante.
(Immagine: NASA)
La fusoliera anteriore contiene il modulo della
stazione d’equipaggio di 65,8 metri cubi.
Il
compartimento pressurizzato diviso in tre sezioni
contiene zone per lavorare, vivere e per stivare i
carichi, ed è composto da un ponte di volo, il
ponte centrale/equipaggiamento e una camera
d’equilibrio. Sul ponte di volo ci sono quattro
sedili per i membri dell’equipaggio.
Gli elementi principali dello Shuttle (Immagine: NASA)
Il modulo orbitante
Il modulo orbitante, lungo 37 metri, è l’elemento
del sistema Space Shuttle che contiene
l’equipaggio e lo riporta a Terra alla fine della
Sezione del Laboratorio europeo Columbus attraccato all ISS
(Immagine: ESA/D. Ducros)
Sul ponte di volo anteriore ci sono più di 2000
schermi di visualizzazione e controlli; il sedile del
comandante è posto a sinistra e quello del pilota è
a destra. Il ponte centrale contiene gli altri tre
sedili dell’equipaggio con gli impianti di stivaggio
dei rifornimenti, quattro postazioni per dormire, il
sistema di gestione scarichi, la postazione per
l’igiene personale e un tavolo da lavoro e da
pranzo. Fuori dalla paratia a poppa del modulo
dell’equipaggio nella stiva dei carichi utili, un
modulo d’attracco e un tunnel di trasferta con un
adattatore possono essere allestiti per permettere
la trasferta dell’equipaggio e dell’equipaggiamento
per l’attracco, lo Spacelab e attività extraveicolari.
L’External Tank è lungo 47 metri e fa da “spina
dorsale” allo Shuttle durante il lancio, fornendo il
sostegno strutturale per l’attacco con i razzi
propulsori solidi e il modulo orbitante. Il serbatoio
è l’unico elemento dello Space Shuttle che non
viene riutilizzato.
La fusoliera lunga 18 metri e larga 5 metri è dove
si trova la stiva e la porta dei carichi utili. Sarà qui
che il Nodo 2 verrà consegnato sulla ISS in
ottobre sulla missione STS-120. Il laboratorio
europeo Columbus sarà trasportato alla ISS a
dicembre sulla missione STS-122 e nella quale
saranno portati i MPLM come contenitori
pressurizzati per il rifornimento della ISS. Lo
Shuttle Remote Manipulator System o braccio
robotico controllato dal ponte di volo si trova nella
stiva dei carichi utili di tal modo che i carichi utili
possono essere dispiegati dalla stiva o che i
carichi utili vengono afferrati e resi fermi nella
stiva per il ritorno a Terra.
La fusoliera a poppa lunga 5,5 metri consiste di
sistemi di manovra orbitale di sinistra e di destra, i
motori principali dello Space Shuttle, il body flap,
coda verticale e attacchi posteriori del modulo
orbitante/serbatoio esterno. Il modulo orbitante
ha un’apertura alare di 24 metri e, sulla pista,
un’altezza di 17 metri. Ha un’altitudine in orbita tra
i 185 e 643 chilometri, e una velocità di 28,000
chilometri l’ora. I motori del modulo orbitante
hanno una spinta di propulsione superiore a 170
tonnellate al livello di mare.
External Tank
L’External Tank è il serbatoio di carburante per il
modulo orbitante; contiene i propellenti usati dai
motori principali dello Space Shuttle. E’ stato
ridisegnato per eliminare la possibilità che la
schiuma si stacchi durante il lancio, cosa che
potrebbe danneggiare lo Shuttle. Quando è
vuoto, l’External Tank pesa più di 35 tonnellate e
può portare quasi 720 tonnellate di propellente,
più di 616 tonnellate d’ossigeno e circa 103
tonnellate d’idrogeno liquido.
Rappresentazione grafica dell’External Tank. (Immagine: NASA)
A circa 8,5 minuti nel volo, il propellente esaurito,
il serbatoio è gettato in volo ad un’ altitudine di
circa 110 chilometri sopra la Terra. A questo
punto il serbatoio è quasi vuoto e si separa,
cadendo lungo una traiettoria programmata, e la
maggior parte si disintegra nell’atmosfera e il
resto cade nell’oceano.
I tre elementi principali dell’External Tank sono il
serbatoio di ossigeno che contiene un volume di
oltre 540.000 litri di ossigeno liquido, in posizione
anteriore, un serbatoio a poppa di idrogeno che
contiene più di 1 450 000 litri di idrogeno liquido e
un serbatoio intermedio simile ad un collare che
connette i due serbatoi di propellenti che ha
l’equipaggiamento per la strumentazione e
l’elaborazione e fornisce la struttura d’attacco per
l’estremità anteriore dei razzi propulsori solidi.
Atlantico dove vengono recuperati e poi rimessi a
nuovo per essere usati un’altra volta. I propulsori
funzionano anche di aiuto per la guida di tutto il
veicolo durante l’ascesa iniziale. La spinta di
ambedue i propulsori è uguale a 2 400 tonnellate.
In aggiunta al motore a razzo solido, il propulsore
contiene i sottosistemi strutturali, il controllo della
spinta vettoriale, di separazione, di recupero,
elettrici e di strumentazione.
Il serbatoio d’idrogeno è 2,5 volte più grande del
serbatoio d’ossigeno ma pesa solamente un terzo
quando è riempito a piena capacità. La ragione
della differenza in peso è che l’ossigeno liquido è
sedici volte più pesante dell’idrogeno liquido.
L’involucro d’alluminio dell’External Tank è
coperto di un sistema termico protettivo che
consiste di un rivestimento spesso 2,5 centimetri
di schiuma poliisocianurato che serve a
mantenere il propellente ad una temperatura
accettabile, a proteggere la superficie del
rivestimento dal calore aerodinamico e di
minimizzare la formazione di ghiaccio.
L’External Tank è composto di un sistema di
alimentazione di propellente per condurre i
propellenti ai motori orbitali, un sistema di
pressurizzazione e di condotti che regolano la
pressione del serbatoio, un sistema di
condizionamento per regolare la temperatura e
rendere l’atmosfera nella zona tra i serbatoi inerte,
e un sistema elettrico per distribuire corrente e
segnali di strumentazione e proteggere contro i
lampi.
Solid Rocket Boosters
I due Solid Rocket Boosters funzionano in
parallelo con i due motori principali per i primi due
minuti del volo per fornire la propulsione
supplementare necessaria in modo che il modulo
orbitante possa uscire dalla forza gravitazionale
della Terra. Ogni propulsore è lungo più di 45
metri e pesa 590 tonnellate al decollo. Ad un
altitudine di circa 45 chilometri, i propulsori si
separano dal serbatoio esterno/modulo orbitante,
scendono su paracaduti e atterrano nell’Oceano
Diagramma di un razzo propulsore solido (Immagine: NASA)
Il motore a razzo solido è composto di un corpo di
propulsore segmentato, carico di propellenti solidi,
un sistema di accensione, un ugello movibile e la
strumentazione necessaria e hardware integrativo.
Ogni motore a razzo solido contiene più di 450
tonnellate
di
propellente
che
richiede
un’operazione di mescolamento e di getto
estensivo. Il carburante solido è in realtà alluminio
polverizzato, mischiato ad ossigeno ottenuto da
una sostanza chiamata perclorato di ammoniaca.
Dopo l’incidente del Columbia nel 2003 ci sono
stati nuovi disegni dei “cattura bulloni” che
catturano una parte dei bulloni che sostengono i
propulsori al serbatoio esterno durante la
separazione (dei propulsori) e i motori per la
separazione dei propulsori che espellono i
propulsori durante la separazione.
Lo Space Shuttle Atlantis sarà lanciato dal Launch
Complex 39A situato nel Kennedy Space Center
della NASA, a Merritt Island in Florida, appena a
nord di Cape Caneveral. Le basi di lancio 39A e
B erano state costruite originalmente negli anni 60
per lanciare le missioni Apollo e sono state
utilizzate per i lanci delle missioni Apollo, Skylab,
Apollo-Soyuz e Space Shuttle.
Lo Space Shuttle è trasportato alla base da una
gru mobile montata su cingoli. Ogni base di
lancio ha una struttura fissa di servizio alta 106
metri con tre bracci mobili retrattili e una struttura
rotante di servizio che ruota intorno al modulo
orbitante. Nuovi rivestimenti sono stati messi
sugli impianti di servizio per far fronte alla
questione dei detriti.
Lo Shuttle Discovery sulla base di lancio il 16 dicembre 1999
prima del lancio dello STS-103 Hubble Space Telescope
missione di manutenzione con gli astronauti dell’ESA Claude
Nicollier e Jean-François Clervoy. A sinistra si vede il Rotating
Service Structure voltato indietro. (Immagine: NASA)
Il braccio mobile retrattile del Fixed Service
Structure permettere di entrare nello Shuttle dalla
base. Il braccio inferiore permette all’equipaggio
di entrare nel compartimento dell’equipaggio del
modulo orbitante e serve da uscita di emergenza
per l’equipaggio fino a 7 minuti 24 secondi prima
del lancio. Il braccio centrale è usato, tra l’altro,
per l’attacco di tubi al serbatoio esterno per
sostenere le operazioni di pieno e il lancio. Il
braccio superiore contiene un coperchio per il foro
di scarico aria che è usato per prevenire la
formazione di ghiaccio nel sistema di scarico
dell’ossigeno liquido in cima al serbatoio esterno.
Il Rotating Service Structure 40 metri di altezza
permette di entrare in sicurezza nel modulo
orbitante dello Shuttle per l’installazione e la
manutenzione di carichi utili sulla base di lancio e
serve da accesso per manutenzione ad alcuni
sistemi sul modulo orbitante. Il Rotating Service
Structure è ritratto prima del lancio.
C’è un serbatoio di 3 400 metri cubi per lo
stoccaggio di ossigeno liquido a –183°C e un
serbatoio di 3 200 metri cubi per conservare
idrogeno liquido a –253°C. La base di lancio
contiene una fossa contro le fiamme lunga 150
metri, profonda di 13 metri e larga 18 metri.
Come in quasi tutti i moduli orbitanti, il volo di
ritorno dello Shuttle Atlantis STS-122 con
l’astronauta dell’ESA Hans Schlegel, è previsto
che atterri al Kennedy Space Center su una delle
piste più grandi del mondo. La pista si trova a 3,2
chilometri nordovest del Vehicle Assembly
Building ed è lunga 4 572 metri e larga 91,4 metri.
Il modulo orbitante Atlantis mentre atterra al Kennedy Space
Center dopo la missione STS-112 il 18 ottobre 2002.
(Immagine: NASA)
L’impianto comprende un piazzale di sosta che
misura 150 x 168 metri e una zona di rimorchio di
3.2 chilometri che lo collega con l’Orbiter
Processing Facility. Accanto al piazzale c’è un
Landing Aids Control Building (LACB) che dà
sostegno alle attività di atterraggio e alloggia il
personale operativo. Lo Shuttle Landing Facility è
attrezzato di numerosi dispositivi di navigazione e
di atterraggio per assistere i piloti dello Shuttle ad
atterrare.
Una Recovery Convoy Staging Area, situato
appena all’est della pista circa a posizione
intermedia della lunghezza, è sede di trailer,
mezzi mobili e veicoli specialmente progettati che
sono usati per rendere sicuro il modulo orbitante
immediatamente dopo l’atterraggio per l’uscita
dell’equipaggio e la trasferta del modulo orbitante
all’Orbiter Processing Facility.
Programma europeo di sperimentazione
Il Columbus consentirà di dare immediatamente il via a un programma europeo di esperimenti in molteplici
aree scientifiche. Numerosi di questi test utilizzano le strutture per esperimenti interne ed esterne del
laboratorio Columbus, attualmente a bordo del volo di assemblaggio ISS 1E con arrivo previsto a gennaio
2008. Alcuni esperimenti verranno eseguiti da membri dell'equipaggio della Spedizione 16, fra cui
l'astronauta dell'ESA Léopold Eyharts e il cosmonauta russo Yuri Malenchenko. Tra gli altri, ricordiamo
anche gli esperimenti che curerà l'astronauta dell'ESA Hans Schlegel, specialista di missione del volo di
assemblaggio STS-122/1E.
Esperimenti Interni: Biologia
Struttura Biolab: WAICO
Si tratta del primo esperimento da eseguire nella
struttura Biolab all'interno del laboratorio europeo
Columbus. WAICO, che è la sigla di ondulazione
e movimento elicoidale delle radici di Arabidopsis
a diversi livelli di gravità, riguarda l'effetto che la
gravità stessa ha sul movimento elicoidale
(circumnutazione) che si verifica nelle radici delle
piante. Si cerca di scoprire se, come si suppone,
questo meccanismo elicoidale dipenda da un
meccanismo interno alle piante, indipendente
dall'influenza della gravità.
Piantine di Arabidopsis inclinate di 45°. In alto, piantine di tipo
selvatico che mostrano radici più ondulate. In basso, la varietà
mutante mostra radici spilariformi. (Foto: G. Scherer)
Se così fosse, un abbassamento del livello della
forza di gravità dovrebbe produrre un aumento del
livello di crescita elicoidale delle radici. Se tuttavia
si dovesse dimostrare un qualche effetto della
presenza della gravità su questo meccanismo di
crescita elicoidale, allora a una riduzione del
livello di gravità, anche la crescita a spirale
dovrebbe attenuarsi e le radici dovrebbero
tendere a raddrizzarsi. Per l'esperimento verranno
usati due tipi di seme, una varietà selvatica e una
mutante di Arabidopsis. La varietà mutante
presenta un difetto di gravitropismo, ovvero
subisce in modo minore l'influenza della gravità.
L'aggiunta di questa varietà mutante consente di
scoprire ulteriori dati sui processi di crescita
coinvolti. Osservando la crescita delle radici di
Arabidopsis nello spazio, è possibile prevedere
che senza l'interferenza della gravità le radici
continuano a crescere in modo elicoidale.
I campioni di radici di Arabidopsis verranno fatti
crescere in ambiente spaziale per una durata di
10-15 giorni. Durante questo periodo verranno
scattate foto ad alta risoluzione. le piantine
verranno poi preparate in modo da arrestarne la
crescita per essere analizzate sulla Terra. Questa
analisi include un esame dei microtubuli delle
radici delle piante per determinare il modo in cui le
radici di queste piante si avvolgono. Questo
consentirà di determinare se sono le cellule
superficiali a causare la crescita elicoidale della
radice.
Le
analisi
successive
al
volo
esamineranno anche la parte che l'ormone della
crescita auxina gioca in questo processo. Oltre ai
campioni di piante fatte crescere in assenza di
gravità sull'ISS, ne verranno coltivate analoghe in
condizione di gravità terrestre (1g) per lo stesso
periodo di tempo. Questi esperimenti verranno
eseguiti a terra o in una centrifuga da 1g sull'ISS.
Gli esperimenti a 1g verranno eseguiti a 45 gradi
rispetto alla direzione di applicazione della gravità
dato che questa è l'angolazione ottimale per
limitare l'estensione di crescita delle radici su una
superficie piana. Questo rende più semplice
osservare qualsiasi effetto di crescita spiraliforme
o elicoidale delle radici. Questo tipo di ricerca non
solo permette di ottenere una maggiore
comprensione di questi processi di crescita e
quindi di aumentare l'efficienza delle procedure
agricole sulla Terra, ma costituisce anche la base
per la ricerca sulla coltivazione agricola nello
spazio, preziosa per le future missioni di maggiore
durata sulla Luna o su Marte.
Team scientifico: G. Scherer (DE)
Sistema di coltivazione modulare europeo: Multigen-1
Il Sistema di coltivazione modulare europeo
(EMCS) è una struttura per esperimenti dell'ESA
dedicata a studi biologici in assenza di peso.
L'obiettivo principale dell'esperimento Multigen-1,
che si svolge nella struttura per esperimenti, sarà
quello di testare il comportamento delle piante in
varie fasi del loro sviluppo in condizioni di
assenza di peso.
Riprese video mirate ne registreranno il processo
di crescita.
Le piante verranno osservate per analizzarne la
crescita, lo sviluppo e la produzione di fiori e nuovi
semi con una speciale attenzione alla crescita
elicoidale (circumnutazione) dei germogli.
Esempio di arabile comune coltivata nel container per
esperimenti EMCS (Foto: Nordicspace)
Clay Anderson, astronauta della NASA e ingegnere di volo
della Spedizione 15, mentre lavora sulla ISS con il Sistema
Europeo di Coltivazione Modulare. (Foto: NASA)
Lo scopo ultimo è quello di produrre semi vitali da
molteplici generazioni di piante cresciute in
ambiente spaziale.
L'esperimento Multigen completo consiste nella
crescita della pianta Arabidopsis thaliana (thale
crocifera) per tre generazioni e la prima parte
dell'esperimento verrà portata a termine durante
la Spedizione 16.
L'Arabidopsis thaliana è stata scelta come pianta
modello dato che il suo genoma è noto. La pianta
può svilupparsi in condizioni variabili e mostra
un'ampia gamma di variazioni morfologiche in
risposta alle condizioni ambientali prevalenti.
Durante questa prima parte dell'esperimento, la
pianta verrà fatta crescere sull'ISS per 2-3 mesi,
portandola dal seme sino alla fase di maturità.
Le piante verranno coltivate in speciali contenitori
in grado di fornire automaticamente acqua e
sostanze nutritizie secondo necessità. Alla
conclusione della fase di crescita le piantine
verranno disidratate per raccogliere i loro semi,
che verranno poi rimandati a terra per analisi di
laboratorio. Gli esperimenti 1g verranno, inoltre,
svolti nella centrifuga che si trova nell'EMCS. Gli
esperimenti a terra verranno eseguiti presso
l'USOC in Norvegia.
La parte seguente dell'esperimento, Multigen-2,
consiste nella nuova germinazione dei semi
raccolti nella fase Multigen-1. Questa fase
prevede la crescita per 2-3 mesi a bordo dell'ISS.
I semi saranno nuovamente raccolti e le piante
analizzate in test post-volo per verificare la
presenza di adattamenti genetici alla gravità. La
fase Multigen-3 ripeterà ancora una volta il
processo di crescita di 2-3 mesi a bordo dell'ISS
usando i semi raccolti dalla fase Multigen-2. Oltre
alle normali osservazioni sulla crescita della
pianta, la fase Multigen-3 studierà anche la
formazione di spirali nelle radici (circumnutazione)
delle piante.
Il Multigen ed esperimenti simili concernenti i
processi di crescita di piante nello spazio
potrebbero essere utili ai procedimenti agricoli
utilizzati sulla Terra, oltre a formare la base per lo
sviluppo di capacità di crescita multigenerazionale di vegetali in ambiente spaziale.
Questo avrà effetti positivi sulle future missioni
esplorative di più lunga durata, fornendo scorte
addizionali di cibo e la capacità di sviluppare
sistemi di supporto vitale basati sulla vita
vegetale, ad esempio per riciclare al meglio il
biossido di carbonio.
Team scientifico:
T.-H. Iversen (NO), A.-I. Kittang (NO),
B.G.B. Solheim (NO), A. Johnsson (NO),
H. Svare (NO), F. Migliaccio (IT)
Esperimenti interni: Laboratorio di Scienza dei Fluidi: Geoflow
L'esperimento Geoflow è di grande importanza
per aree di studio e come quella dei flussi in
atmosfera, delle correnti oceaniche e del
movimento su scala globale della crosta terrestre,
così come per altri problemi di astrofisica e
geofisica concernenti flussi a geometria sferica
modellati dalla rotazione e dalla convezione. Si
tratta inoltre del primo esperimento che si
svolgerà all'interno del Laboratorio di Scienza dei
Fluidi contenuto nel laboratorio europeo
Columbus.
L'esperimento analizzerà il flusso di un fluido
viscoso incompressibile (olio al silicone) trattenuto
tra due sfere concentriche. Applicando una
differenza di alta tensione si introduce tra le due
sfere un campo di forze centrale. Mantenendo la
sfera interna ad una temperatura più elevata della
sfera esterna si crea inoltre un gradiente termico
tra l'interno e l'esterno. Questa configurazione
geometrica può essere vista come una
rappresentazione della Terra, dove il ruolo della
gravità è svolto dal campo elettrico centrale.
Il Fluid Cell Assembly, nucleo centrale di Geoflow.
(Foto: EADS AStrium)
Questi esperimenti richiedono un ambiente in
assenza di peso per “escludere” l'effetto
unidirezionale della gravità terrestre. Questo
esperimento
consentirà
di
osservare
la
convezione termica tra le due sfere, misurando la
distribuzione della temperatura con le sfere in
rivoluzione attorno a un asse comune. La velocità
di rotazione potrà essere bassa, media, alta e
persino mantenuta stazionaria. Nel test ad alta
velocità di rotazione si prevedono elevati effetti
centrifughi.
Parte del Laboratorio di Scienza dei Fluidi dove verrà collocato
l’esperimento Geoflow. (Foto: EADS Astrium)
La misurazione della distribuzione della
temperatura
verrà
eseguita
usando
l'interferometria di Wollaston Shearing, sebbene
sia possibile affidarsi anche ad altri sistemi di
diagnostica ottica (Schlieren o proiezione di
ombre).
La comprensione e il controllo del flusso dei fluidi
in una forma geometrica sferica sotto l'influenza
della rotazione sarà inoltre utile per una varietà di
applicazioni ingegneristiche, quali il miglioramento
dei giroscopi sferici, dei cuscinetti a sfere e delle
pompe centrifughe.
Per di più, lo studio degli effetti che servono per
simulare il campo di gravità centrale, troverà
applicazione in aree quali gli scambiatori di calore
ad alta prestazione e nello studio dei fenomeni
elettroviscosi. Questa serie di esperimenti
contribuirà anche a una migliore comprensione
del movimento dei liquidi in diverse applicazioni
industriali terrestri nelle quali la sorgente di carica
è un'iniezione di ioni, per esempio negli elettrofiltri
e nelle pompe ioniche.
L'esperimento Geoflow verrà trasferito sull'ISS
con il volo di assemblaggio STS-122/ISS 1E. Il
suo ritorno a terra è previsto per l'ottobre 2008, a
bordo del volo ULF2.
Team scientifico:
Team scientifico: Ch. Egbers, F. Feudel, Ph.
Beltrame (DE), P. Chossat, I. Mutabazi, L.
Tuckerman (FR), R. Hollerbach (UK)
Esperimenti interni: Fisiologia umana
Individuazione precoce dell'osteoporosi nello spazio (EDOS)
Misurazioni di tomografia computerizzata (pQCT) durante la seconda campagna di studi WISE a Tolosa, in Francia
(Foto: CNES/ Stéphane Levin)
I meccanismi scatenanti la riduzione della massa
scheletrica, situazione che si verifica negli
astronauti in assenza di gravità, sono ancora poco
chiari. L'esperimento Individuazione precoce
dell'osteoporosi nello spazio (EDOS) valuterà
prima e dopo il volo la struttura delle ossa di
cosmonauti/astronauti in condizioni di gravità e in
assenza di gravità, usando il metodo della
tomografia assiale computerizzata (pQCT)
unitamente all'analisi dei marcatori ossei
biochimici nei campioni ematici.
L'obiettivo del progetto è di dimostrare l'efficienza
di questa tecnica come sistema di individuazione
precoce dei problemi ossei. Lo scopo finale è
quello di raccogliere informazioni sulla meccanica
che causa la perdita di tessuto osseo e offrire una
precisa
valutazione
dell'efficienza
delle
contromisure.
L'EDOS dovrebbe contribuire in modo significativo
allo sviluppo di una tecnica di riferimento per
l'esecuzione di operazioni di individuazione
precoce dei fenomeni di osteoporosi sulla Terra.
L'esperimento a terra con l'equipaggio delle
missioni ISS si svolgerà presso la Star City nelle
vicinanze di Mosca e prevede l'appllicazione a 10
- 12 soggetti con esposizioni a breve e lungo
termine.
Team scientifico:
C. Alexandre (FR), L. Braak (FR), L. Vico (FR), P.
Ruegsegger (CH), M. Heer (DE)
Chromosome-2
Durante i voli spaziali, i membri dell'equipaggio
sono esposti a vari tipi di radiazioni ionizzanti. Per
valutare l'impatto genetico di queste radiazioni,
l'esperimento
Chromosome-2
studia
i
cambiamenti dei cromosomi e la sensibilità alle
radiazioni dei linfociti (globuli bianchi del sangue)
dei membri dell'equipaggio dell'ISS. Otto soggetti
saranno sottoposti a questo esperimento: quattro
soggetti di voli spaziali di breve durata e quattro
membri dell'equipaggio della spedizione.
Immuno
L'obiettivo di questo esperimento`è determinare le
variazioni delle difese immunitarie e la risposta
dell'organismo allo stress durante e dopo una
permanenza
a
bordo
dell'ISS.
Questo
esperimento prevede il prelievo di campioni di
saliva, sangue e urina per verificare gli ormoni
associati con la risposta allo stress, un'analisi dei
globuli bianchi e la compilazione di un
questionario da parte dell'astronauta. Si presterà
anche particolare attenzione all'adattamento del
metabolismo dell'energia cellulare, che può
influenzare la risposta immunitaria.
Team scientifico:
A. Chouker (DE), F. Christ (DE), M. Thiel (DE), I.
Kaufmann (DE), B. Morukov (RU)
Mappa cromosomica multi-fluorescente di una cellula esposta
a radiazioni cosmiche. (foto: M. Durante)
Dolori lombari
Le fasce muscolari profonde giocano un ruolo
importante nella postura eretta. Si ritiene che
queste fasce muscolari si atrofizzino durante i voli
spaziali portando a stiramenti e, di conseguenza,
a dolori a carico di certi legamenti, in particolare
nella regione iliolombare della schiena. L'obiettivo
di questo esperimento è di valutare la presenza di
dolori lombari in risposta all'esposizione
all'assenza di peso.
Team scientifico:
C. Johannes (DE), M. Horstmann (DE)
ETD
Il funzionamento del sistema di equilibrio e della
vista degli esseri umani è strettamente
interconnesso e comprenderne l'adattamento
all'assenza di
peso può
contribuire
a
comprendere i motivi dell'insorgenza del mal di
spazio.
I nostri occhi possono ruotare su tre assi ma
normalmente ne vengono usati solo due. La
struttura di coordinate che descrive il movimento
degli occhi all'interno del capo è denominata
piano di Listing.
Questo esperimento analizza il piano di Listing in
diverse condizioni di gravità usando il dispositivo
di monitoraggio oculare (ETD), che è in grado di
registrare movimenti orizzontali, verticali e rotatori
degli occhi e di misurare il movimento del capo.
Team scientifico:
A. Clarke (DE), T. Haslwanter (CH),
Tomilovskaya (RU), I. Koslovkaya (RU)
E.
Campione di sangue che mostra i globuli bianchi: Linfociti (L) e
Granulociti (G). (Immagine: A. Chouker)
Team scientifico:
A. Pool-Goudzwaard (NL), C. Richardson (AU), J.
Hides (AU), L. Danneels (BE)
MOP
Quando sono in assenza di peso gli astronauti
soffrono di un fenomeno denominato mal di
spazio, che ha sintomi comparabili con il mal di
mare. Questo disturbo dell'orientamento del corpo
e dell'equilibrio è simile a quello sperimentato dai
soggetti che vengono sottoposti a rotazione per
alcune ore in una centrifuga che produce una
gravità da due a tre volte superiore a quella
terrestre. L'esperimento mira a raccogliere dati
sull'insorgenza del mal dello spazio e,
possibilmente, a contribuire allo sviluppo di
contromisure.
spaziale. I partecipanti preleveranno campioni in
certe aree della Stazione Spaziale e dal proprio
organismo. I campioni verranno prelevati
sfregando tamponi sulle superfici dei luoghi
suscettibili alla formazione di batteri. Si tratta, ad
esempio, degli interruttori, delle tastiere e delle
attrezzature per l'igiene personale.
Team scientifico:
E. Groen (NL), J. Bos (NL), S. Nooij (NL), W. Bles
(NL), R. Simons (NL), T. Meeuwsen (NL)
Team scientifico:
H. Harmsen (NL), G. Welling, (NL), J. Krooneman
(NL), L. van den Bergh (NL)
Neocitolisi
Questo esperimento tratta gli effetti dell'assenza
di peso sull'apparato emopoietico: l'apparato
dell'organismo responsabile della formazione
delle cellule ematiche. L'esperimento studia un
processo denominato neocitolisi, la distruzione
selettiva degli eritrociti (globuli rossi) più giovani.
L'esperimento analizza le caratteristiche fisiche e
funzionali degli eritrociti giovani prelevati da
campioni ematici di astronauti prima e dopo un
volo spaziale.
Bastoncino cotonato usato per raccogliere campioni
(Foto: H. J. M. Harmsen)
Spin
Questo esperimento è un confronto tra i test pre e
post-volo sugli astronauti usando una centrifuga e
un test standard di inclinazione. La tolleranza
ortostatica, ovvero l'abilità a mantenere la postura
eretta (senza svenire) verrà correlata a
misurazioni della funzione otolite-oculare, ovvero
del meccanismo organico che collega l'orecchio
interno alla vista e che si occupa del
mantenimento dell'equilibrio.
Componenti del sangue. E è un globulo rosso, o eritrocite.
L è un globulo bianco, o leucocite. P è una piastrina.
(Foto: NASA)
Team scientifico:
A. Risso (IT), G. Antonutto (IT), M. Cosulich (IT),
G. Minetti (IT)
Campione
Questo esperimento mira a scoprire che tipo di
specie microbiche sono presenti a bordo della
Stazione Spaziale Internazionale e il modo con
cui questi si adattano alle condizioni del volo
Team scientifico:
F. Wuyts (BE), S. Moore (USA), H. MacDougall
(AU), G.
Clement (FR), B. Cohen (USA), N. Pattyn (BE),
A. Diedrich (USA).
ZAG
ZAG, che sta per forza Gravitoinerziale allineata
all'asse Z, è un esperimento che si propone
l'analisi dell'effetto che l'assenza di peso ha sulla
percezione del moto e dell'inclinazione da parte di
un'astronauta. L'esperimento intende anche
misurare il livello di prestazioni di un'astronauta
durante e dopo il volo spaziale. Differenti test
verranno eseguiti prima e dopo il volo. Le prove
includeranno un'analisi della percezione del moto
e dei movimenti oculari dell'astronauta mentre si
usa una poltrona speciale.
Team scientifico:
G. Clement (FR), S. Wood (USA),
M. F. Reschke (USA), P. Denise (FR).
Esperimenti interni: Dosimetria delle radiazioni
ALTCRISS
ALTCRISS (Alteino Long Term monitoring of
Cosmic Rays on the International Space Station)
è un esperimento dell'ESA per studiare l'effetto
dello schermo sui raggi cosmici in due modi
differenti e complementari. Il rilevatore del
dispositivo Alteino effettua il monitoraggio delle
differenze nel flusso di raggi cosmici in relazione
alla sua posizione e orientamento. Il punto focale
dell'esperimento è il monitoraggio delle radiazioni
nel modulo Pirs del segmento russo dell'ISS.
Team scientifico:
M. Casolino (IT), F. Cucinotta (USA), M. Durante
(IT), C. Fuglesang (SE), C. Lobascio (IT), L. Narici
(IT), P. Picozza (IT), L. Sihver (SE), R. Scrimaglio
(IT), P. Spillantini (IT)
Matroshka 2B
La struttura Matroshka dell'ESA è stata installata
inizialmente sulla superficie esterna dell'ISS il 27
febbraio 2004 con l'obiettivo di studiare i livelli di
radiazioni assorbiti dagli astronauti durante le
passeggiate
spaziali.
Questo
esperimento
consiste di una sagoma umana (che simula capo
e torso) chiamata il Fantasma, dotata di diversi
dosimetri di radiazioni attivi e passivi.
Questa sagoma, che simula una tuta spaziale, è
montata all'interno di un contenitore esterno in
fibra di carbonio e plastica rinforzata che simula
una tuta spaziale. La struttura è stata poi riportata
a bordo dell'ISS il 18 agosto 2005 per continuare
l'esperimento di misurazione delle radiazioni
all'interno dell'ISS.
EuCPD
I Dosimetri europei per il personale di bordo
(EuCPD) verranno indossati dagli astronauti
dell'ESA a bordo dell'ISS per misurare
l'esposizione alle radiazioni durante i loro voli. I
dosimetri verranno indossati attorno alla vita e alla
caviglia sinistra dagli astronauti all'interno della
Stazione e negli stessi punti al di sopra del
rivestimento a raffreddamento liquido all'interno
delle tute spaziali indossate dagli astronauti che
compiono passeggiate spaziali. Ogni dosimetro
ha uno spessore di soli 8 mm e consiste in una
serie di cinque diversi sensori di radiazioni passivi
I differenti sensori misureranno diverse particelle
radioattive nella gamma dei neutroni e degli ioni
pesanti oltre a misurare le angolazioni di impatto
delle particelle e il loro trasferimento energetico.
Team scientifico:
U. Straube - ESA, C. Fuglesang – ESA
Team di progetto:
J. Dettmann - ESA, G. Reitz – DLR (DE)
Astronauta dell’ESA Thomas Reiter lavora con la sagoma
dell’esperimento Matroshka nel Modulo di Servizio Zvezda
della Stazione Spaziale Internazionale (Foto: NASA)
Per l'esperimento Matroshka 2B verranno
installati nel Fantasma nuovi sensori di radiazioni
passivi caricati sulla Soyuz 15S il 10 ottobre 2007.
I dosimetri di radiazioni attivi verranno azionati a
dicembre. La struttura Matroshka verrà installata
all'interno dell'ISS per rilevare misurazioni
analoghe correlate all'ambiente interno alla
Stazione Spaziale.
Team scientifico:
G. Reitz (DE), R. Beaujean (DE), W. Heinrich
(DE), M. Luszik-Bhadra (DE), M. Scherkenbach
(DE), P. Olko (PL), P. Bilski (PL), S. Derne (HU),
J. Palvalvi (HU), E. Stassinopoulos (USA), J.
Miller (USA), C. Zeitlin (USA), F. Cucinotta (USA),
V. Petrov (RU).
Team di progetto:
ESA: J. Dettmann, DLR: G. Reitz, J. Bossler,
Kayser Italia: M. Porciani, F. Granata
Esperimenti esterni: Struttura EuTEF
La struttura di esposizione di tecnologia europea (EuTEF) è una delle prime due strutture esterne a essere
collegate al laboratorio Columbus e contiene i seguenti esperimenti che richiedono un'esposizione
all'ambiente dello spazio aperto o un alloggiamento sulla superficie esterna dell'ISS:
EXPOSE-E
EXPOSE-E è una sottosezione di EuTEF e
consiste di cinque esperimenti individuali di
esobiologia:
LIFE – L'Esperimento licheni e funghi (LIFE)
metterà alla prova i limiti di sopravvivenza di
licheni, funghi e simbionti in condizioni spaziali.
Tra gli organismi che verranno esposti allo spazio
per circa 18 mesi ci sono i funghi neri antartici
(Cryomyces antarcticus e Cryomyces minteri),
l'elemento fungoso (mycobionte) dei licheni
Xanthoria elegans e i licheni completi
(Rhizocarpon geographicum e Xanthoria elegans)
in situ su campioni di roccia.
Team scientifico:
S. Onofri (IT), L. Zucconi (IT), L. Selbmann (DE),
S. Ott (DE), J-P.de Vera (ES), R. de la Torre (ES)
ADAPT - Questo esperimento riguarda le
strategie di adattamento molecolare dei
microrganismi alle differenti condizioni climatiche
UV spaziali e planetarie.
Team scientifico:
P. Rettberg (DE), C. Cockell (UK), E. Rabbow
(DE), T. Douki (FR), J. Cadet (FR), C. Panitz
(DE), R. Moeller (DE), G. Horneck (DE), H. StanLotter (AT).
PROCESS
Il
principale
obiettivo
dell'esperimento PROCESS (PRebiotic Organic
ChEmistry on Space Station) è quello di
migliorare la nostra conoscenza della natura
chimica e dell'evoluzione delle molecole
organiche presenti negli ambienti extraterrestri.
Team scientifico:
H. Cottin (FR), P. Coll (FR), D. Coscia (FR), A.
Brack (FR), F. Raulin (FR).
PROTECT - L'obiettivo di questo esperimento
consiste nell'analisi della resistenza all'ambiente
dello spazio aperto di spore attaccate alla
superficie esterna di una navicella spaziale. Gli
aspetti importanti della resistenza delle spore
sono tre: il grado di resistenza; i tipi di danni subiti
e il meccanismo di riparazione delle spore.
Team scientifico:
G. Horneck (DE), J. Cadet (FR), T. Douki (FR), R.
Mancinelli (FR), R. Moeller(DE), J. Pillinger (UK),
W. Nicholson (USA), E. Rabbow (DE), J. Sprey
(UK), P. Rettberg (DE), E. Stackebrandt (DE),
K. Venkateswaren (USA).
In alto: Licheni Xanhoria elegans. In basso: Micobionti
I precedenti risultati raccolti dalla struttura di
esposizione Biopan nella missione Foton-M2 del
2005 hanno dimostrato la capacità dei licheni di
sopravvivere a condizioni spaziali per 15 giorni.
SEEDS - Si tratta di un esperimento che mette
alla prova i semi di piante come modello terrestre
di veicolo di panspermia, ovvero come mezzo per
il trasporto di forme di vita attraverso l'universo e
come sorgente di schermi UV universali.
Team scientifico:
D.Tepfer (DE), L. Sydney (FR), S. Hoffmann (DK),
P. Ducrot (FR), F. Corbineau (FR), C. Wood (UK).
DEBIE-2
DEBIE, che sta per ‘DEBris In orbit Evaluator’ è
progettato come strumento standard in situ a
basso
assorbimento
energetico
per
il
monitoraggio di detriti spaziali e micrometeoroidi.
Lo strumento misura particelle di dimensioni
inferiori al mm e dispone di 3 sensori orientati in
diverse direzioni. I risultati scientifici dei vari
strumenti DEBIE a bordo di differenti navicelle
spaziali verranno compilati in un singolo database
per facilitare i confronti.
Team scientifico: G. Drolshagen - ESA, A.
Menicucci – ESA
Dostel
Il Dostel (DOSimetric radiation TELescope) è un
piccolo telescopio che misurerà l'ambiente
radioattivo all'esterno dell'ISS.
Team scientifico:
G. Reitz -DLR (DE)
EuTEMP
EuTEMP è un termometro multi-input a batteria
del tutto autonomo usato per la misurazione delle
temperature dello strumento EuTEF durante il
trasferimento senza energia dalla stiva di carico
dello Shuttle alla struttura di carico esterna del
laboratorio Columbus alla quale è collegato
EuTEF.
Team scientifico:
J. Romera – ESA
strumento per aumentare la conoscenza dell'ISS
da parte del pubblico generale e per promuovere
l'uso dell'ISS per finalità di osservazione presso la
comunità dei potenziali utenti.
Team scientifico:
M. Sabbatini – ESA
FIPEX
È importante raccogliere informazioni sulle varie
condizioni atmosferiche presenti nell'orbita
terrestre bassa, dove le navicelle spaziali sono
ancora sottoposte alla resistenza atmosferica. La
densità dell'atmosfera è il fattore principale che
influenza la resistenza e questa, a sua volta, è
influenzata dalle radiazioni solari e dal campo
magnetico e gravitazionale della Terra. Il flusso
dell'ossigeno atomico assume un significato
decisivo, dato che evidenzia le differenti
interazioni con le superfici della navicella spaziale,
per esempio la loro erosione. Il sistema microsensore FIPEX serve a misurare il flusso di
ossigeno atomico così come le molecole di
ossigeno nell'area circostante la Stazione
Spaziale Internazionale.
Team scientifico:
Prof. Fasoulas, Università di Dresda (DE)
MEDET
Gli obiettivi dell'esperimento di esposizione e
degradazione dei materiali (MEDET) sono: la
valutazione degli effetti dell'esposizione allo
spazio aperto di materiali attualmente presi in
cosiderazione per l'utilizzo sulle navicelle spaziali
in orbita terrestre bassa; la verifica della validità
dei dati ricavati dalle simulazioni spaziali
attualmente utilizzate per la valutazione dei
materiali; e il monitoraggio delle particelle solide
che collidono con le navicelle spaziali nell'orbita
terrestre bassa.
Team scientifico:
V. Inguimbert – ONERA (FR), A. Tighe – ESA
Struttura EuTEF con carichi estreñí al Kennedy Space Center
(Foto: NASA)
EVC
L'esperimento Earth Viewing Camera (EVC) è
una fotocamera di osservazione della Terra a
posizione fissa. L'obiettivo principale del sistema
è quello di catturare immagini a colori della
superficie terrestre, da utilizzare poi come
PLEGPLAY
L'obiettivo scientifico del PLEGPAY (PLasma
Electron Gun PAYload) è lo studio delle
interazioni tra la navicella spaziale e l'ambiente
nell'orbita terrestre bassa, con riferimento ai
fenomeni di carica e scarica elettrostatica.
La comprensione di questi meccanismi è molto
importante dato che eventi incontrollabili di
scarica elettrostatica possono interferire con il
funzionamento dei
navicella spaziale.
sistemi
elettronici
della
Team scientifico:
G. Noci – Laben-Proel (IT)
Tribolab
Questa serie di esperimenti tratta la ricerca sulla
tribologia, ovvero la scienza dell'attrito e della
lubrificazione. Si tratta di un aspetto di importanza
decisiva per i sistemi a bordo delle navicelle
spaziali. Gli esperimenti Tribolab eseguiranno test
su lubrificanti liquidi e solidi quali ad esempio la
valutazione delle perdite di fluido dalle superfici e
la valutazione dell'usura dei polimeri e delle
gabbie metalliche in assenza di peso.
Team scientifico:
R. Fernandez – INTA (ES)
Esperimenti esterni: Struttura SOLAR
La struttura SOLAR studierà la maggior parte della gamma spettrale del Sole con una precisione senza
precedenti. Attualmente l'attività del SOLAR è programmata per durare due anni. Si prevede che il SOLAR
offra un importante contributo alla comprensione dell'interazione tra il flusso di energia solare, la chimica
dell'atmosfera della Terra e la climatologia. Si tratta di un apporto decisivo per la precisione nelle previsioni
climatiche terrestri. Il carico consiste di 3 strumenti che si completano reciprocamente, ovvero:
SOL-ACES
L'obiettivo del Solar Auto-Calibrating Extreme
UVSpectrometer (SOL-ACES) è la misurazione
dell'irradiazione spettrale solare del disco
completo da 17 a 220 nm alla risoluzione spettrale
che va da 0,5 a 2 nm.
fascia degli ultravioletti estremi (EUV). Il SOLACES è uno strumento di nuova concezione, mai
portato a bordo di una navicella spaziale prima
d'ora.
Team scientifico:
G. Schmidtke (DE)
La Struttura SOLAR. In evidenza tre strumenti: A è SOLSPEC,
B è SOL-ACES e C è SOVIM. (Foto: Thales Alenia Space)
Solar Auto-Calibrating Estreme UV-Spectrometer (SOLACES). (Foto: Thales Alenia Space)
Le radiazioni solari EUV influenzano in modo
rilevante
la
propagazione
dei
segnali
elettromagnetici come quelli emessi dai satelliti di
navigazione. Fornire dati sulla variazione delle
radiazioni solari EUV con la precisione data dal
SOL-ACES permetterà di migliorare l'accuratezza
dei dati di navigazione oltre alle previsioni delle
orbite di satelliti e detriti. Grazie ad una capacità
di auto-calibrazione, si prevede che il SOL-ACES
sia in grado di acquisire dati spettrali a lungo
termine con una risoluzione assoluta molto
elevata. All'interno, contiene 4 spettrometri della
SOLSPEC
La finalità del SOLSPEC (Misurazioni di
irradiazione dello spettro solare ) consiste nella
misurazione dell'irradiazione dello spettro solare
da 180 nm a 3000 nm. Gli obiettivi di questa
analisi sono lo studio della variabilità solare nel
breve e nel lungo termine e il raggiungimento di
misurazioni assolute (2% nella fascia UV e 1% in
quella superiore). Lo strumento SOLSPEC è stato
completamente revisionato e migliorato grazie
all'esperienza raccolta nelle precedenti missioni
(Spacelab-1, Atlas-1, Atlas-2, Atlas-3, Eureca).
Team scientifico:
M.G. Thuillier (FR).
SOVIM
Il Monitor di irradiazione e variabilità solare
(SOVIM) rappresenta un ritorno al volo
dell'esperimento SOVA, già portato a bordo
dall'Eureca-1. L'analisi consentirà di osservare e
studiare l'irradiazione solare con elevata
precisione e alta stabilità. L'irradiazione totale
verrà osservata con radiometri a cavità attiva. Le
misurazioni di irradiazione spettrale verranno
eseguite da un unico tipo di fotometro solare.
Il SOVIM intende studiare sia la variabilità solare
elementare in se stessa, sia il ruolo di questa
variabilità in altri fenomeni fisici, quali ad esempio
le oscillazioni solari.
Le ragioni fondamentali che portano alla
variazione dell'irradiazione hanno un'importanza
cruciale per la comprensione dell'evoluzione
solare e stellare.
Team scientifico:
C. Frohlich (CH).
descrive il laboratorio Columbus e le sue attività.
Per gli alunni delle medie è stata invece preparata
una lezione video online intitolata ‘La scienza
europea va in orbita che si concentra sul
laboratorio
Columbus
descritto
come
un'occasione unica per eseguire esperimenti
scientifici nello spazio.
A settembre del 2007 è stato lanciato un concorso
per gli studenti universitari europei. L'autore
dell'elaborato vincente parteciperà al lancio del
laboratorio Columbus al Kennedy Space Center
inFlorida.
Attività educative
L'ESA considera l'educazione come un aspetto
importante di tutte le missioni di volo spaziale
umano. L'educazione allo spazio non punta
soltanto a promuovere l'importanza della scienza
e della tecnologia tra le nuove generazioni, ma
intende alimentare questo interesse sino alla
scelta della facoltà universitaria e oltre. ARISS,
che sta per attività Radio amatoriale sull'ISS,
gioca un ruolo fondamentale in questa visione.
ARISS è un'associazione internazionale di società
radio-amatoriali nazionali con sede nei paesi che
partecipano al programma ISS.
Per la missione Columbus sono previste due o più
trasmissioni radio in diretta dall'ISS, durante le
quali gli alunni di alcune scuole elementari
francesi potranno porre domande all'astronauta
dell'ESA Leopold Eyharts.
Lancio dello Shuttle Discovery Missione STS-121 verso la
Stazione Spaziale Internazionale il 4 luglio 2006, con a bordo
l’astronauta dell’ESA Thomas Reiter per la missione a lungo
termine Astrolab. Il vincitore di un concorso universitario
parteciperà al lancio del Columbus dal Kennedy Space Center.
(Foto: NASA)
L’astronauta dell’ESA Thomas Reiter a bordo della ISS
durante una inflight call con gli studenti al Centro di Controllo
Columbus di Oberpfaffenhofen, in Germania. (Foto: DLR)
Oltre ai contatti ARISS con l'ISS, sono previste
diverse altre attività educative che ruotano attorno
alla missione di assemblaggio dell'ISS. Per i
bambini delle elementari di età compresa tra gli 8
e i 12 anni ci sarà una lezione Web animata che
L'argomento del saggio è “Il valore del volo
spaziale umano per i cittadini europei”. Il materiale
del corso universitario relativo agli aspetti tecnici
del laboratorio Columbus sarà, inoltre, disponibile
sul portale Web dell'ESA. È previsto che questo
materiale faccia parte di una serie di lezioni
universitarie in e-learning ospitate dalla struttura
ESTEC dell'ESA con sede nei Paesi Bassi. Se
l'equipaggio avrà tempo a disposizione, si
prevede anche una lezione in diretta dall'ISS su
un argomento correlato a un esperimento
scientifico per un Master europeo congiunto in
Scienza e tecnologia spaziale.
Leopold Eyharts tenga una lezione "dal vivo" dallo
spazio. La lezione sarà destinata agli alunni di
scuole elementari e medie e si focalizzerà su
nutrizione, sonno e attività lavorativa a bordo
dell'ISS. Queste ultime attività sono pianificate
dall'ESA in collaborazione con CNES e CADMOS
(con sede a Tolosa).
Si stanno inoltre organizzando chat Web post-volo
con gli astronauti dell'ESA Hans Schlegel e
Léopold Eyharts.
Team di progetto:
ESA-HME Education Office (NL)
Il Centro di Controllo del Columbus, Oberpfaffenhofen, Germania.
(Operativo 24 ore al giorno, 7 giorni su 7)
Stanza K4 del Centro di Controllo del Columbus ad Oberpfaffenhofen, in Germania (Immagine: DLR)
Le attività quotidiane sulla Stazione Spaziale
Internazionale (ISS) sono pianificate nei minimi
dettagli e quindi, in teoria, gli astronauti sanno
cosa fare in qualsiasi momento della loro giornata
lavorativa.
Ma come per ogni operazione complessa, le
priorità cambiano quando si verificano condizioni
inaspettate o si presentano problemi da risolvere.
In questo caso, i centri di controllo di Stati Uniti,
Russia ed Europa riorganizzano programmi e
attività in modo che questo compito dispendioso,
in termini di tempo, non ricada sui membri
dell’equipaggio.
Il Centro di Controllo del Columbus dell’Agenzia
Spaziale Europea è gestito dalla DLR, l’Agenzia
Spaziale Tedesca, ed è situato nei pressi di
Monaco in Germania. Il Centro è responsabile del
controllo e del monitoraggio di tutti i sistemi del
laboratorio europeo.
Svolge un ruolo chiave nel coordinamento delle
priorità relative agli esperimenti, e per il
monitoraggio delle risorse e del tempo degli
astronauti.
Le attività e le operazioni della ISS sono tutte
interdipendenti e, in quanto tali, incluse in un
unico piano generale, il che fa di ogni attività di
riprogrammazione
un
compito
altamente
complesso.
Ogni esperimento eseguito sul Columbus ha un
proprio programma dettagliato di svolgimento e
una
tempistica
specifica
nell’ambito
del
programma generale della ISS.
Quando sono richieste delle modifiche, i
responsabili a terra devono concordare le nuove
priorità e variazioni alle pianificazioni giornaliere
degli astronauti. In Europa, questo avviene in
stretto coordinamento con i centri di supporto
scientifico operativo (USOC), che monitorano e
controllano i propri esperimenti.
European Astronaut Centre a Colonia, in Germania
(Immagine: ESA)
Il Centro funge anche da punto di contatto
centralizzato peri vari centri europei coinvolti nei
diversi aspetti delle attività del Columbus,
compresi gli USOC, e coordina le comunicazioni
tra loro.
Il processo decisionale in un ambiente che
cambia rapidamente, in cui si deve tenere conto di
numerose priorità, implica che il Centro di
Controllo del Columbus sia operativo 24 ore al
giorno ininterrottamente, sette giorni su sette.
Deposito a lungo termine della bibliotec del Centro di Controllo
del Columbus, in Germania (Immagine: ESA)
I controllori di volo del Centro eseguono il
controllo e la gestione in orbita dei sistemi del
laboratorio Columbus da due diverse sale di
controllo: una per le operazioni in tempo reale e
una seconda che funge da sistema di backup ed è
utilizzata per l’addestramento e le simulazioni.
I compiti previsti comprendono il controllo di
alimentazione, temperatura, riscaldamento e
raffreddamento, umidità, aria respirabile, acqua e
gas per gli esperimenti, le comunicazioni, le
antenne e tutte le operazioni relative agli
esperimenti e alla manutenzione.
La ISS Flight Control Room al Centro di Controllo Missione di
Houston (Immagine: NASA)
User Support and Operations Centres (USOCs)
(Centri di supporto operitivo e utenza)
Sin dall’inizio del Programma della ISS, è stato
attuato uno schema di decentralizzazione per
l’uso dei carichi europei a bordo della ISS. I centri
di supporto operativo (USOC), situati in diversi
paesi partecipanti al programma, fungeranno da
centri di connessione tra la comunità degli utenti e
il Centro di Controllo del Columbus dell’ESA, che
si trova a Oberpfaffenhofen, in Germania, il
Paylod Operations Integration Centre della NASA
a Huntsville, in Alabama, e il Centro di Controllo di
Mosca.
Laboratorio di scienza dei fluidi
(Fluid Science Laboratory - FSL)
Questa struttura multiutente per lo studio della
dinamica dei fluidi in assenza di forze
gravitazionali, permette di analizzare gli effetti
della dinamica dei fluidi, fenomeni normalmente
mascherati dalla convezione dovuta alla gravità,
dalla sedimentazione, dalla stratificazione e dalla
pressione statica dei fluidi.
Durante la fase precedente al lancio, gli USOC
sono impegnati in attività quali il supporto alle
attività di addestramento degli astronauti, lo
sviluppo delle procedure relative agli esperimenti,
calibratura e ottimizzazione dei carichi e degli
esperimenti.
Durante le operazioni in orbita, i centri USOC
riceveranno dati di funzionamento delle strutture e
degli esperimenti, in coordinamento con il Centro
di Controllo del Columbus, relativi alle operazioni
di cui sono responsabili.
Inoltre, i centri USOC saranno responsabili
dell’interazione con gli scienziati presso le basi di
utenza, procedendo alla distribuzione dei dati e
allo stesso tempo ricevendo e processando
direttamente
richieste
di
programmazione
sperimentale.
Dipendentemente dallo scopo delle attività
assegnate, ogni USOC può assumersi tre livelli
base di responsabilità. Operare al primo livello
vuol dire fungere da Centro di Supporto per gli
Esperimenti agli utenti del paese di appartenenza
in cui è situato il determinato USOC, per quanto
riguarda la preparazione e lo svolgimento
dell’esperimento.
Il secondo livello implica una responsabilità del
determinato USOC in qualità di Centro di
Supporto (FSC) per particolari funzioni delle
strutture multiutenti dell’Agenzia. Il terzo livello,
invece, rende il centro un FRC – Facility
Responsible Centre -, ossia pienamente
responsabile delle operazioni di un’intera struttura
paoyload.
Control Room del Centro CADMOS, Responsabile dei Moduli
di Fisiologia Europei (Immagine: ESA)
Questi
studi
hanno
come
obiettivo
il
miglioramento dei processi di fabbricazione sulla
Terra e l’ottimizzazione della qualità dei prodotti di
valore elevato.
Ad esempio, se il comportamento dei fluidi può
essere controllato e previsto con maggiore
precisione, è possibile comprendere più a fondo e
migliorare una serie di processi industriali che
dipendono dai fluidi, come nella fusione dei metalli
e nella crescita dei cristalli per i semiconduttori.
Il Centro responsabile di questo laboratorio è il
centro MARS – Microgravity Advanced Research
and Support – sito a Napoli e che sarà supportato
nelle operazioni dall’E-USOC di Madrid.
Per Columbus, i maggiori Centri USOCs sono
responsabili a diversi livelli delle seguenti
strutture:
Control Room al MARS Centre di Napoli (Immagine: ESA)
Moduli di fisiologia europei
(European Physiology Modules - EPM)
Questa struttura è dotata di un massimo di otto
moduli scientifici, che saranno utilizzati per
indagare sugli effetti che le lunghe permanenze
nello spazio hanno sul corpo umano.
I risultati degli esperimenti contribuiranno a
migliorare la comprensione di problemi che si
presentano sulla Terra, quali il processo di
invecchiamento,
l’osteoporosi,
i
disordini
dell’equilibrio e la perdita del tono muscolare.
Il Centro responsabile di questa struttura è
CADMOS – Centre d’Aide au Développement des
activités en Micro-pesanteus et des Opérations
Spatiales – a Tolosa, in Francia, insieme al
supporto del centro DAMEC sito a Odense, in
Danimarca.
Biolab
È un laboratorio attrezzato per esperimenti su
microrganismi, cellule, colture di tessuti, piante e
piccoli invertebrati, con l’obiettivo dicomprendere
in che modo i processi primari lavorano a tutti i
livelli di un organismo, dalle singole cellule, a
piante ed insetti di piccole dimensioni.
I campioni biologici sono trasportati fino al
Columbus in contenitori per esperimenti. Una
volta lì, gli astronauti li inseriranno manualmente
nel Biolab per l’elaborazione automatica.
La durata tipo degli esperimenti va da un giorno a
tre mesi.
Le applicazioni spaziano invece dal miglioramento
e incremento del controllo dei bio- processi
correlati all’ambiente al potenziamento genetico
delle piante per l’agricoltura.
Il Centro responsabile del Biolab è MUSC –
Microgravity User Support Centre – a Colonia, in
Germania, con il supporto del centro BIOTESC
sito a Zurigo, in Svizzera.
Rack a cassetti europeo (European Drawer
Rack - EDR)
Si tratta di un sistema modulare e flessibile di
trasporto per esperimenti, destinato a un’ampia
gamma di discipline scientifiche, che fornisce
struttura di appoggio e risorse di base per moduli
da esperimento ospitati in cassetti e blocchi
standard.
Diversamente dagli altri moduli del Columbus, che
hanno parametri rigidamente definiti, l’EDR
permette agli scienziati di progettare il proprio
hardware, purché conforme a due uniche
condizioni base: dimensioni complessive e
requisiti in termini di alimentazione.
Il Centro responsabile è l’Erasmus USOC dello
stabilimento dell’ESA in Olanda, ESTEC, con il
supporto del centro USOC del Belgio, a Bruxelles,
e il Ducht Utilisation Centre ad Emmeloord,
sempre in Olanda.
European Astronaut Centre, Colonia, Germania
(Crew Medical Support Office)
EAC—la base dell’European Astronaut Corps. (Immagine : ESA)
L’European Astronaut Centre (EAC) dell’Agenzia
Spaziale Europea ha sede a Colonia, Germania.
E’ stato istituito nel 1990, a seguito dell’impegno
europeo nei programmi di volo umano nello spazio
ed è la base dei nove astronauti europei membri
dell’European Astronaut Corps.
Durante la missione del Columbus, il Crew Medical
Support Office, parte dell’EAC, avrà l’incarico di
dare un supporto medico e di monitorare gli
astronauti dell’ESA Léopold Eyharts e Hans
Schlegel.
La squadra di supporto medico è
composta di chirurgi di volo, ingegneri biomedicali
e specialisti nei campi di psicologia, d’attività fisica
e di riabilitazione.
Il supporto medico per il lancio e per avvenimenti
specifici, tali le EVA americane è fornito dalla
squadra del Mission Control Center al Johnson
Space Center a Houston. Le EVA russe avrebbero
un supporto medico dal Mission Control Centre
(TsUP) a Mosca.
Durante tutte le fasi della missione, il supporto
medico viene dal Medical Console Room all’EAC
che ha come personale un ingegnere biomedicale
e un chirurgo di volo che lavorano a turno sulle
console.
I compiti principali sono di monitorare le
condizioni mediche e ambientali per i membri
dell’equipaggio; interagire con tutti i Medical
Operations Groups dei partner internazionali; e di
fornire indicazioni e consigli per tutte le procedure
mediche, per la salute durante il volo e per
eventuali cure. L’effettuazione di una conferenza
giornaliera o settimanale è con l’astronauta
dell’ESA è un loro compito, determinato dalla fase
del volo. Inoltre, la squadra di supporto medico
assiste le famiglie degli astronauti dal punto di
vista medico.
Kennedy Space Center
(Lancio dello Space Shuttle e attività di post-volo)
La “Firing Room” durante il lancio dell’Hubble Space Telescope sulla missione STS-31 dello Space Shuttle il 24 aprile 1990. (Immagine: NASA)
Il controllo e il monitoraggio dello Shuttle, durante il
conto alla rovescia e i primi sette secondi dopo il
lancio, si effettuano in una delle quattro “Firing
Room” del Launch Control Center al Kennedy
Space Center in Florida.
La “Firing Room” contiene console con diverse
funzioni. Il Launch Director è il responsabile della
“Firing Room”, occupandosi nel complesso della
gestione d’attività di lancio e prendendo l’ultima
decisione di lanciare o di fermarsi.
Le console monitorano i sistemi dello Shuttle
durante il conto alla rovescia e i primi secondi del
lancio, comprese: la navigazione, i sistemi di guida
e di localizzazione; parametri dei motori principali
per verificare l’ordine di accendere il motore
principale; i propulsori del sistema di controllo; i
sistemi Environmental Control e Life Support
(controllo
d’ambiente
e
dei
sistemi
di
sopravvivenza); e sistemi di corrente elettrica.
Inoltre, dalle console della “Firing Room” si
controllano i sistemi della base di lancio, che
comprendono funzioni come caricare il serbatoio
esterno con propellente circa otto ore prima del
decollo e ritrarre l’Orbital Access Arm” (braccio di
accesso) tramite il quale l’equipaggio entra nello
Shuttle prima del lancio.
Durante gli ultimi nove minuti, la maggior parte dei
controlli su configurazioni e sistemi sono effettuati
dai calcolatori, ma gli ingegneri della “Firing Room”
controllano sempre tutto attentamente per essere
certi che lo Shuttle sia pronto per il lancio.
A T-31 secondi, si manda un avvio automatico al
sequenziatore di lancio a bordo dello Shuttle che
permette di accendere i motori e il lancio. Una
volta che vengono accessi i razzi (booster) dello
Shuttle, la navetta spaziale è lanciata. Dopo sette
secondi, quando lo Shuttle sorvola la torre mobile
di servizio sulla base di lancio, il controllo è
trasferito al Mission Control Center a Houston.
In aggiunto al lancio e programmazione dello
Shuttle, Kennedy è il centro preferito per
l’atterraggio a conclusione della missione. Il giorno
dell’atterraggio una squadra di ingegneri controlla il
modulo orbitante dalla “Firing Room.” Al momento
in cui lo Shuttle atterra e si ferma, il Kennedy
Space Center riprende il controllo da Mission
Control Center a Houston.
Mission Control Center – Houston, Texas
(Controllo complessivo delle attività della ISS e Space Shuttle Flight Control)
Sala di controllo della ISS al Mission Control Center a Houston, Texas. (Immagine: NASA)
Il Mission Control Center della NASA che si trova al
Lyndon B. Johnson Space Center a Houston, Texas,
è operativo nel controllo dei lanci della NASA Human
Spaceflight (voli spaziali con esseri umani) dal 1965.
Al centro ci sono diverse stanze di controllo del volo
che si occupano delle attività e dei voli della ISS.
La ISS Flight Control Room ha iniziato l’attività il 20
novembre 1998 e ha funzioni di centro di comando
e di coordinamento per tutte le attività relative alla
ISS, compreso il controllo di volo della ISS. Lo
Shuttle Flight Control Room prende il controllo
delle attività di volo dello Shuttle dal Kennedy
Space Center sette secondi dopo il lancio dello
Shuttle, al momento in cui lo Shuttle sorvola la
torre mobile e finché lo Shuttle si ferma
completamente dopo l’atterraggio.
L’equipaggiamento e le strutture di supporto nella
sala controllo sono praticamente identici, ma la ISS
Flight Control Room è più piccola con meno
console e richiede meno controllori di volo. La ISS
Flight Control Room normalmente funziona con 12
o meno controllori di volo mentre 20 lavorano nello
Shuttle Flight Control Room. Le console in ogni
sala hanno diverse funzioni. Il controllore di volo si
occupa di ogni console con un supporto
secondario fornito da altri ingegneri e controllori di
volo in posti diversi.
Si effettua il lavoro in equipe a turni, monitorando
sistemi e attività 24 ore su 24 con l’uso di
comunicazioni, calcolatori e sofisticate attrezzature
per l’elaborazione di dati. Ogni sala di controllo ha
grandi schermi di display di fronte, due nella ISS
Flight Control Room e tre nello Shuttle Flight Control
Room e telecamere per trasmissioni dal vivo.
Le funzioni individuali nel Flight Control Room
cominciano con il Direttore di Volo. Il Direttore di
Volo è il primo a prendere decisioni ed è
responsabile per le attività complessive della
missione ISS o Shuttle.
Accanto a lui è il
CAPCOM (capsule communicator), il comunicatore
principale tra la sala di controllo e l’equipaggio.
Le altre funzioni riguardano la guida, la navigazione
e controllo, e la dinamica del volo; il monitoraggio del
controllo termico della ISS o lo Shuttle, disponibilità
di corrente e sistemi di sopravvivenza; controllo di
missione e sistemi di comunicazioni e di
infrastrutture della ISS e dello Shuttle; attività relative
al braccio robotico; attività dell’EVA e alla robotica;
progettazione relativa alle attività dell’equipaggio; la
salute dell’equipaggio e Public Affairs (relazioni
esterne). Lo Shuttle Control Room ha altre funzioni,
come per esempio, il controllo della prestazione del
motore principale, i razzi propulsori solidi, il serbatoio
esterno e i sistemi propulsivi.
Centro di Controllo di Missione – Mosca
(Responsabile dei moduli russi della ISS e dei lancio del vettore russo Soyuz/Progress nelle fasi di ascesa e
discesa)
ISS Control Room al Centro di Controllo Missione di Korelev, vicino Mosca (Immagine: NASA)
Il Centro Controllo Russo, anche conosciuto come
TsUP in russo, si trova a Korolev (formalmente
Kaliningrad) vicino Mosca. TSNIIMash, l’acronimo
in russo per il Central Research Institute for
Machine Building, gestisce il centro per conto
dell’Agenzia Spaziale Russa, Roscosmos.
È stato costruito nel 1973 ed ha ospitato al suo
interno anche il Centro di Controllo delle stazioni
spaziali Mir e Salyut e inoltre sono presenti al suo
interno le sale di controllo per i lanci della Soyuz e
del Porgress.
I controllori di volo sono organizzati in varie
squadre con diverse funzione, ognuna delle quali
ha la sua controparte al Centro di Controllo di
Missione della NASA, a Houston. Queste funzioni
include quella di Flight Director, in costante
comunicazione con la squadra di gestione della
Missione. Questa squadra è composta dal Flight
Shift Director, responsabile delle decisioni in
tempo reale, dal Mission Deputy Shift Manager
del Centro di Controllo, responsabile di consolle,
computer e periferiche delle stanze di controllo,
dal Mission Deputy Shift Manager per il controllo a
terra, responsabile per le comunicazioni e dal
Mission Deputy Shift manager responsabile
dell’addestramento dell’equipaggio.
I voli abitati sono attualmente gestiti da numerosi
esperti in controllo, tecnologia spaziale,
telemetria, comunicazioni, controllo automatico,
sistemi di ricerca, ed esperti delle istituzioni
scientifiche.
La sala principale è fornita di un grandissimo
display che manda informazioni utili sulle missioni
come la posizione in orbita della navetta spaziale,
che inoltre, ogni controllore ha l’opportunità di
ricevere individualmente sulla propria unità.
Payloads Operations Center, Huntsville, Alabama
(Controllo complessivo delle attività di ricerca sulla ISS)
Payloads Operations Center a Huntsville, Alabama. (Immagine: NASA)
Il centro per le attività relative ai carichi utili della
ISS—ISS Payload Operations Center (POC) si
trova al Huntsville Operations Support Center, che
è al Marshall Space Flight Center della NASA in
Alabama.
Il centro si occupa del controllo
complessivo delle attività di ricerca scientifica
sulla ISS.
Il direttore del Payloads Operation al POC è il
responsabile del coordinamento di tutta l’attività
relativa ai carichi utili con il Flight Director del
Mission
Control
a
Houston,
i
partner
internazionali, l’equipaggio e centri di ricerca. Si
stabilisce la programmazione delle attività
scientifiche in base a quest’interazione.
Il Payload Communications Manager al POC
coordina le comunicazioni a voce tra l’equipaggio
della Stazione Spaziale Internazionale, e il POC
su questioni di carichi utili, aiutando i ricercatori in
tutto il mondo a comunicare direttamente con
l’equipaggio dei loro esperimenti.
Ci sono altre funzioni al Payload Operations
Center che riguardano elementi separati della
procedura sui carichi utili.
Queste funzioni riguardano la sicurezza degli
esperimenti (e i relativi cambiamenti); il
coordinamento di risorse per gli esperimenti
come
per
esempio,
la
corrente;
la
programmazione; la messa in priorità; e il
controllo e elaborazione di canali per la voce, il
video e i dati. L’autorità per il controllo dei
carichi utili e quindi degli esperimenti è distribuita
in tutto il mondo. Ogni partner internazionale ha
la responsabilità del proprio carico utile nel
laboratorio in orbita, facendo parte della
programmazione prestabilita per i carichi utili,
sotto la guida del POC.
L’ultimo astronauta europeo a viaggiare sullo
Shuttle è stato Paolo Nespoli, astronauta italiano
dell’ESA. Nespoli ha volato a bordo dello Shuttle
Discovery con l’equipaggio della missione STS120, lo scorso 23 Ottobre 2007. Uno degli
incarichi maggiori è stato il coordinamento
dell’attività intraveicolare (IVA) comprendenti le
passeggiate nello spazio degli astronauti durante
l’installazione del Nodo 2, realizzato in Europea, e
il ricollocamento del segmento del traliccio P6
sull’estremità del traliccio lato porto. Inoltre,
Nespoli ha effettuato esperimenti europei che
facevano parte della missione europea Esperia.
astronauta dell’ESA, che farà parte dell’equipaggio
Expedition, prendendo il posto di Dan Tani,
l’astronauta della NASA che viaggia alla ISS sul
volo STS-120 del Discovery.
L’astronauta dell’ESA Léopold Eyharts durante
l’addestramento per la STS-122 al Johnson Space Center a
maggio 2007. (Immagine: NASA)
I voli di Nespoli, Eyharts e Schlegel fa parte di una
lunga tradizione di astronauti europei che hanno
volato sullo Shuttle cominciando dall’astronauta
dell’ESA Ulf Merbold il quale è diventato il primo
astronauta europeo a volare sullo Shuttle nel 1983.
L’astronauta dell’ESA Paolo Nespoli partecipa in una sessione
di post-inserzione/addestramento in deorbita al Johnson
Space Center il 9 aprile 2007 (Immagine: NASA).
La missione STS-120 dello Shuttle continua la
costruzione della ISS e anticipa la missione STS122 a dicembre che prevede l’installazione del
laboratorio europeo Columbus sulla stessa ISS. La
missione è anche significativa dal punto di vista
europeo perché ci saranno due astronauti europei
che fanno parte dell’European Astronauts Corps
dell’ESA, il tedesco Hans Schlegel, astronauta
dell’ESA che volerà come specialista di missione
per la missione d’assemblaggio per la ISS
Columbus, e il francese, Léopold Eyharts,
Il lancio dello STS-9 Spacelab-1 Mission con l’astronauta
dell’ESA Ulf Merbold il 28 novembre 1983. (Immagine: NASA)
Ulf Merbold è diventato il primo europeo a
partecipare in una missione dello Space Shuttle
(STS-9) sulla missione durata dieci giorni dello
Spacelab-1 tra il 28 novembre 1983 e l’8
dicembre 1983. Non è stato soltanto il primo volo
spaziale di un astronauta dell’ESA, è stato il primo
volo dello Spacelab realizzato in Europa e il primo
volo di una persona di nazionalità diversa da
quella americana sullo Shuttle.
Lo Spacelab-1 nel vano di carico dello Shuttle mentre è in
orbita. Il tunnel d’accesso per l’equipaggio in primo piano
porta al modulo pressurizzato. (Immagine: NASA)
Lo Spacelab è stato il primo laboratorio spaziale
ad uso abitativo realizzato dall’Europa che
rientrava in un accordo di cooperazione con la
NASA. È stato un laboratorio modulare ad uso
della ricerca, che entrava nella stiva dello Shuttle
ed è stato fabbricato da un consorzio di ditte
europee. Durante la missione Spacelab-1 più di
70 esperimenti scientifici sono stati effettuati in
una varietà di campi come l’astronomia, la fisica
solare,
la
fisica
del
plasma
spaziale,
l’osservazione della terra, scienze delle materie,
tecnologia e scienze della vita. L’equipaggio
lavorava in due squadre di tre persone in turni di
dodici ore, permettendo operazioni 24 ore su 24.
Tra il 1983 e il 1998, lo Spacelab è volato sullo
Space Shuttle per un totale di 22 volte. Sette di
queste missioni hanno incluso
europei:
l’astronauta dell’ESA Wubbo Ockels, e gli
astronauti del German Aerospace Research
Establishment (più tardi il DLR) Reinhard Furrer
ed Ernst Messerschmid nel 1985. Ulf Merbold ha
effettuato il secondo volo Spacelab nel gennaio
del 1992 (Spacelab IML-1 mission), seguito due
mesi più tardi dall’astronauta belga Dirk Frimout.
Nel 1993 gli astronauti del DLR Hans Schlegel
(attualmente un astronauta dell’ESA –il prossimo
volo sulla missione STS-122 è previsto per la
consegna del laboratorio europeo Columbus alla
ISS nel dicembre del 2007) e Ulrich Walter, e nel
novembre del 1994 l’astronauta dell’ESA JeanFrançois Clervoy. Jean-Jacques Favier (CNES) è
diventato il primo astronauta europeo a volare su
una misione Spacelab sullo Shuttle, tra il 20
giugno e il 7 luglio 1996.
L’astronauta dell’ESA Hans Schlegel raccoglie campioni di
funghi come parte della missione Spacelab D-2 nel 1993.
(Immagine: NASA)
Non solo gli esperimenti effettuati sullo Spacelab
hanno contribuito alle ricerche sulle scienze
spaziali, ma il sapere e le competenze acquisite
sia dall’ESA sia dalla NASA durante le missioni
Spacelab hanno contribuito un modo rilevante al
programma ISS.
Oltre alle missioni dello Spacelab, gli astronauti
europei hanno effettuato un gran numero di
ricerche e hanno acquisito competenze a bordo
dello Shuttle negli ultimi 20 anni. A seguito del
volo di Patrick Baudry sulla missione Sparta-1 per
il CNES nel 1985, c’è stato un intervallo di sette
anni fino a quando l’astronauta con maggior
esperienza ha volato sullo Space Shuttle, Claude
Nicollier, che ha volato sullo Space Shuttle per
ben quattro volte in occasioni separate.
Il primo volo di Nicollier è stato lo STS-46 nel
1992 insieme all’astronauta dell’Agenzia Spaziale
Italiana, Franco Malerba.
La missione ha
volo durato 11 giorni, lo Hubble Space Telescope è
stato reso completamente funzionale tramite un
record di cinque passeggiate nello spazio da
quattro astronauti. Il suo terzo volo sullo STS-75
Columbia (22 febbraio al 9 marzo 1996) l’ha fatto
insieme all’astronauta dell’ESA, Maurizio Cheli e
l’astronauta
dell’Agenzia
Spaziale
Italiana,
Umberto Guidoni. La missione è stata un volo di
15 giorni con i carichi utili principali, il secondo volo
del Tethered Satellite System (TSS) e il terzo volo
dell’United States Microgravity Payload (USMP.3).
L’esperimento TSS ha generato una gran quantità
di nuove informazioni sull’elettrodinamica di cavi
sottili nello spazio (tethers) e la fisica plasmica
prima della rottura del cavo a 19,7 chilometri, un
po’ meno dell’obiettivo di 20,7 chilometri. Gli
scienziati a terra hanno potuto creare un
programma di ricerca, che ha fatto il maggior uso
del volo a caduta libera del satellite, mentre il
lavoro degli astronauti si concentrava sulle ricerche
relative alle indagini sull’USMP.3 Microgravity.
L’astronauta dell’ESA Claude Nicollier che ha partecipato a
quattro missioni separate dello Shuttle tra il 1992 e il 1999.
(Immagine: ESA)
dispiegato lo European Retrievable Carrier
EURECA e il Tethered Satellite System TSS-1. La
seconda missione di Nicollier era la prima missione
di manutenzione del telescopio Hubble Space,
STS-61 nel dicembre del 1993.
Durante il
L’astronauta dell’ESA Jean-François Clervoy si allena con la
bicicletta ergometrica sul ponte di volo dello Shuttle nel corso
della missione STS-84, il sesto volo dello Shuttle al Mir Space
Station. Clervoy è un veterano di tre missione separate sullo
Shuttle. (Immagine: NASA)
L’EURECA-European Retrievable Carrier dell’ESA mentre è
preso dal braccio robotico dello Shuttle prima del dispiegamento
sullo STS-46, missione dello Shuttle del 1992. (Immagine: NASA)
Nel dicembre del 1999, Nicollier ha fatto parte della
missione STS-103 insieme all’astronauta dell’ESA
Jean-François Clervoy che faceva il suo terzo volo
sullo Shuttle.
È stata la terza missione di
manutenzione per lo Hubble Space Telescope.
Durante la missione di otto giorni Nicollier ha
effettuato la prima passeggiata nello spazio o EVA,
durata 8 ore e 10 minuti per installare un nuovo
calcolatore e uno dei tre sensori di guida. È il
primo astronauta europeo ad ottenere l’esperienza
dell’EVA durante un volo dello Shuttle.
Tra il terzo e il quarto volo di Nicollier, quattro
astronauti europei hanno effettuato missioni sullo
Shuttle. Jean-François Clervoy è stato sul sesto
volo Shuttle sul Mir nel maggio del 1997 e JeanLoup Chrétien (CNES) sul 7° volo dello Shuttle/Mir
(25 settembre 1997 – 6 ottobre 1997). Pedro
Duque ha volato come specialista di missione (29
ottobre al 7 novembre 1998). La missione di nove
giorni era dedicata alla ricerca sull’assenza di
gravità e lo studio del Sole. Michel Tognini,
attualmente
il
responsabile
dell’European
Astronaut Centre dell’ESA, ha volato sulla missione
STS-93, avvenuta dal 22-27 luglio 1999. Durante
questa missione il compito principale è stato di
assistere nel dispiegamento del Chandra X-Ray
Observatory e di effettuare una passeggiata
spaziale, se fosse stata necessaria. Il Chandra XRay Observatory è progettato per effettuare studi
dell’universo e il telescopio darà la possibilità agli
scienziati di studiare fenomeni esotici come
l’esplosione di stelle, quasar e buchi neri.
Con l’avvento del nel nuovo millennio, Gerhard
Thiele è diventato il primo astronauta europeo a
volare sullo Shuttle. Dall’11-22 febbraio 2000,
Thiele ha partecipato come specialista di missione
alla missione STS-99.
Lo Shuttle Radar
Topography Mission (SRTM) è stata rivolta alla
prima mappatura digitale a tre dimensioni di quasi
dimensione globale. È stato il responsabile delle
operazioni SRTM, compreso il dispiegamento e la
ritrazione del braccio alto 61 metri dalla stiva
dell’Endeavour su cui uno dei sistemi di radar del
volo è stato montato. Thiele era anche uno dei
membri dell’equipaggio a dover effettuare
passeggiate spaziali nel caso in cui fosse reputato
necessario durante il volo.
Umberto Guidono il già astronauta dell’ESA sul ponte di volo
dello Space Shuttle Endeavour durante la missione STS-100
nel aprile del 2001 (Immagine: NASA)
Dal 19 aprile al 1 maggio 2001, Umberto Guidoni
ha partecipato alla missione dello Space Shuttle
STS-100, il primo europeo a bordo della Stazione
Spaziale Internazionale. Con quel volo lo Space
Shuttle
ha
consegnato
elementi
e
equipaggiamento necessari per l’assemblaggio in
corso sulla ISS. In particolare, ha trasportato il
Multi-Purpose
Logistics
Module
(chiamato
Raffaello) fornito dall’Agenzia Spaziale Italiana e
caricato con equipaggiamento per l’allestimento di
laboratorio, e anche lo Space Station Remote
Manipulator System (SSRMS), il braccio robotico
canadese che è e sarà usato con frequenza per
mettere insieme la Stazione Spaziale.
L’astronauta dell’ESA Gerhard Thiele pronto al training EVA
presso il Johnson Space Centre a Houston, in Texas, prima
del lancio della missione STS-99. (Immagine: ESA)
Dal 5-19 giugno 2002, Philippe Perrin ha prestato
servizio come specialista di missione sulla
missione STS-111 a bordo dello Space Shuttle
Endeavour. La missione dello STS-111, durata 14
giorni, ha dato il cambio all’equipaggio della ISS
Expedition e ha consegnato un sistema di base
mobile costruito in Canada per il braccio robotico
della Stazione. Durante la missione, Perrin ha
effettuato tre passeggiate spaziali con esito
positivo. Durante la prima delle due attività
extraveicolari, ha aiutato ad installare il sistema di
base mobile e con la terza ha effettuato una
riparazione del braccio robotico della Stazione,
sostituendo una delle articolazioni. Ha passato un
totale di 19 ore fuori della Stazione. Durante
quella missione, è stato anche l’operatore del
braccio e ha riattraccato il MPLM nella stiva del
modulo orbitante verso la fine della missione.
rimanendo quasi sei mesi.
Durante il suo
soggiorno sulla ISS ha effettuato compiti rilevanti
alla ISS e ha anche effettuato esperimenti ESA
come parte della missione European Astrolab.
Christer Fuglesang, svedese, è stato l’ultimo
europeo lanciato in orbita a bordo dello STS-116
Shuttle Discovery nel dicembre 2006 come
membro della ISS 12A.1 missione d’assemblaggio
e effettuando la missione europea Celsius.
Durante la missione ha effettuato due passeggiate
spaziali riguardanti l’installazione del segmento
del traliccio P5 della ISS e la riconfigurazione e
l’attivazione del sistema di controllo termale della
ISS e la fornitura d’energia. Thomas Reiter è
stato sul viaggio di ritorno del volo STS-116 con
Fuglesang che è atterrato il 22 dicembre 2006.
L’astronauta dell’ESA Thomas Reiter inserisce sensori di
radiazione nell’esperimento europeo Matroshka nel dicembre
2006 nello Zvezda Service Module sulla ISS. (Immagine: NASA)
Il 4 luglio 2006 l’astronauta dell’ESA Thomas
Reiter è stato lanciato verso la ISS sullo STS-121
Discovery. È diventato il primo astronauta
europeo e dell’ESA a diventare membro
dell’equipaggio della ISS Expedition Crew,
L’astronauta dell’ESA Christer Fuglesang durante la seconda
EVA sulla ISS 12A.1 missione d’assemblaggio a dicembre
2006. Legato al braccio robotico della Stazione tramite una
piattaforma, Fuglesang ricolloca un pezzo dell’hardware
dell’EVA ad una posizione diversa sul traliccio della ISS per
disimpegnare la posizione per le attività del terzo EVA.
(Immagine: NASA)
Le seguenti informazioni forniscono una visione
d’insieme sui vari stadi dello sviluppo del
laboratorio Columbus.
1995
Durante la riunione del Consiglio Ministeriale
dell’ESA di ottobre, viene approvato il programma
di partecipazione europea alla Stazione Spaziale
Internazionale. Questo comprende la Struttura
Orbitante Columbus (labroratorio Columbus) e le
strutture in microgravità del Columbus.
1996
L’ESA firma un contratto da 658 milioni di euro
con il capo commessa DASA (oggi parte di EADS
Astrium) per lo sviluppo del laboratorio Columbus
Il Nodo 2 alla NASA Space Station Processing Facility. Questo
modulo, che sarà punto di attacco per il Columbus, fa parte di
un accordo di scambio con la NASA per il lancio del Columbus
a bordo dello Space Shuttle (Foto:NASA)
1997
La Revisione del Progetto Preliminare ha inizio in
Ottobre per verificare la progettazione del sistema
della struttura orbitante Columbus. L’ESA propone
punti di attracco per carichi di ricerca esterni. L’8
Ottobre l’ESA e la NASA firmano l’accordo di
scambio per il lancio della struttura orbitante
Columbus. Secondo questo accordo, l’ESA fornirà
alla NASA hardware e servizi addizionali per la
Stazione Spaziale Internazionale, tra cui i Nodi 2
e 3 in cambio del lancio del laboratorio Columbus
a bordo dello US Space Shuttle.
1998
La Revisione del Progetto Preliminare è
completata nei tempi previsti portando al passo
successivo delle Revisioni dei Progetti Critici per
l’attrezzatura e i sottosistemi. Vengono definite
delle interfacce con la NASA tra il Columbus e lo
Shuttle, l’intera struttura della ISS e i rack da
carico che ospitano, per esempio, le strutture
sperimentali del Columbus.
Viene testato la resistenza di impatto a velocità di
7 km/sec per i pannelli del Sistema di Protezione
contro i Meteoriti e i Detriti. La fabbricazione della
struttura primaria è in corso. Alla fine del 1998
viene testata la prestazione del sistema idraulico
del modulo.
Il Consiglio dell’ESA decide che il Centro di
Controllo delle Operazioni relative al laboratorio
Columbus, così come il nodo centrale del Network
delle Comunicazioni, sarà istituito presso
l’Agenzia
Spaziale
Tedesca
(DLR)
ad
Oberpfaffenhoffen, in Germania.
Primo piano dei pannelli del sistema di protezione contro detriti
e meteoriti del Columbus. Rimosso un pannello e lo strato di
copertura termica, è possibile individuare la struttura primaria.
(Foto: EADS Astrium)
1999
La ventilazione della cabina era stata verificata
nel Febbraio 1999 su un modello che riproponeva
l’interno del Columbus, usando l’hardware del
condotto di ventilazione. I test per domare gli
incendi erano stati fatti nel Marzo 1999 su modelli
meccanici relativi alle aree di rilevanza.
I primi problemi relativi alla massa del laboratorio
sono ora risolti e i relativi cambi nel progetto
vengono incorporati. Sono condotti con successo
test per verificare l’interfaccia della gestione dei
dati tra la ISS e il Columbus.
2000
Un modello in scale reale, provvisto di tutte le
caratteristiche esterne, è stato testato presso la
NASA/JSC Neutral Buoyancy Facility, e gli
astronauti hanno verificato che tutte le attività
extraveicolari pianificate ed eventuali potranno
essere svolte. Viene fabbricata la struttura
primaria dell’unità di volo e portati a termine con
successo i test sulla pressurizzazione e le
fuoriuscite. Sono finalmente completate le
revisioni del progetto critico dei sottosistemi. La
configurazione di prova viene smontata dando
inizio all’integrazione di imbracatura, condotti e
tubature di volo.
Thales Alenia Space) con il PICA (Pre-integrated
Columbus Assembly), l’Assemblaggio preintegrato del Columbus, comprendente tutti gli
elementi meccanici come: le strutture primarie e
secondarie; il sistema di controllo termico,
controllo ambientale, sistema di attrezzatura
salvavita; imbracatura, tubature e condotti;
illuminazione e attrezzatura di supporto per
l’equipaggio; la protezione esterna come quella
isolante multi strato e quella per la protezione
contro detriti e micrometeoriti.
Columbus Neutral Buoyancy testing al Johnson Space Center,
USA.
2001
Sono portati a termine con successo sia la
Revisione del progetto per il sistema critico sia la
Revisione Indipendente di Sicurezza della NASA.
Viene concordata con la NASA la sistemazione
dei carichi europei esterni sulla struttura di carico
esterna del Columbus. In base a questo accordo,
l’ESA otteneva tre postazioni sull’Express Pallet
del traliccio S3 e l’esclusiva per circa 4 anni e
mezzo dei diritti per l’uso della locazione della
Struttura di Carico Esterna del Columbus,
Interno del PICA, assemblaggio pre-integrato del Columbus,
durante la fase di imbracatura presso Alenia Spazio a Torino
Nel Giugno 2001 viene portato a termine con
successo dalla NASA e dal capo commessa della
ISS, la Boeing, il primo test congiunto sullo
scambio di dati e comunicazioni tra Columbus e il
resto della ISS. La Sequenza di Assemblaggio
della ISS è aggiornata a giugno sebbene il lancio
del Columbus rimane programmato per ottobre
2004.
Struttura di carico esterna del Columbus (Foto: EADS Astrium)
Nel Marzo del 2001 ha avuto inizio l’integrazione
dell’unità di volo del Columbus presso gli
stabilimenti torinesi di Alenia Spazio (oggi parte di
Il PICA durante l fase di carico nell’ Airbus Super Guppy per il
trasporto a Brema
Dopo il completamento della fase di integrazione
meccanica dell’unità di volo presso Alenia Spazio
a Torino, il PICA viene consegnato a EADS
Astrium, a Brema il 27 settembre per dare inizio
all’integrazione finale dell’unità di volo. Questa
fase prevede l’integrazione all’interno del
Columbus,di tutti gli elementi funzionali,
comprendenti; unità di distribuzione energetica;
attrezzature video e audio per la comunicazione;
attrezzatura per la gestione dei dati e il software di
applicazione di volo.
agosto e il 6 settembre 2002. Questa include
sessioni di addestramento pratico sui sistemi e
sottosistemi del modulo Columbus e delle sue
quattro principali strutture per esperimenti
dell’ESA
Integrazione di componenti funzionali a EADS nel 2002
Sono definiti i principali membri dei gruppi di
lavoro per il Controllo di Volo e vengono nominati i
principali Direttori di volo per la missione di lancio
del Columbus
Il PICA, consegnato da Alenia Spazio di Torino ad EADS
Astrium di Brema, mentre viene accomodato sul sostegno di
integrazione del Columbus
2002
È finalmente completata l’integrazione della
maggior parte dei componenti funzionali interni
dell’unità di volo del Columbus e viene installata e
collegata la lastra saldata del cono finale di
babordo. È portato a termine con successo il
primo testo sul sistema funzionale dell’unità di
volo.
Il Columbus Crew Trainer è integrato con
successo nel modello meccanico del Columbus,
sito presso il Centro Astronauti Europeo (EAC) di
Colonia, usato per supportare la prima sessione di
addestramento avanzato per la ISS tra il 26
Modello meccanico del Columbus al Centro Europeo
Astronauti (EAC) a Colonia, in Germania (Foto: ESA)
2003
Il blocco dei voli dello Shuttle dovuto all’incidente
del Columbia durante il volo STS-107 il 1 febbraio,
causa un ritardo di lunga durata nella sequenza di
lancio per l’assemblaggio della ISS.
Il 31 Marzo, l’ESA frima un contratto con la DLR
per lo sviluppo del Centro di Controllo Columbus,
Professor Achim Bachem, primo membro della commissione
esecutiva della DLR (sinistra) e Jorg Feustel-Beuchl, primo
Direttore ESA del Programma di Voli Abitati (destra), mentre
firmano il contrtto di sviluppo del Centro di Controllo del
Columbus
Sono portati a termine con successo test,
effettuati sul modello di volo del laboratorio
Columbus, sulla compatibilità elettromagnetica e
termica.
In seguito al completamento della campagna di
test di qualifica effettuati sul modello di volo del
laboratorio, sono completate le revisioni relative
alla sicurezza nel volo. Vengono assemblati i
modelli di volo del Biolab, dei Moduli di Fisiologia
Europei e del Laboratorio di Scienza dei Fluidi.
Queste tre strutture completano positivamente i
test d’interfaccia con il Columbus usando il Rack
Level Test Facility presso la EADS Space
Transportation (ora EADS Astrium), a Brema, in
Germania.
2004
I test effettuati dimostrano che il livello di rumore
udibile del Columbus è ben sotto il livello previsto
rendendolo il modulo più silenzioso di tutta la ISS.
A febbraio, vengono svolti test di interfaccia tra il
Columbus e il modello di volo dello European
Drawer Rack. I modelli di volo delle strutture
sperimentali vengono consegnati.
Il Laboratorio di Scienza dei Fluidi durante un test sul Rack
Level Test Facility a EADS a Brema, in Germania (Foto: ESA)
La Struttura Esterna di Carico viene attaccata alla
parte conica finale del modulo. Sono finalmente
consegnati al Centro Astronauti Europeo di
Colonia, i modelli di addestramento per tutte le
strutture sperimentali.
Centro di Controllo Columbus. Prima simulazione congiunta
con la NSAS nel settembre 2003 (Foto: ESA)
L’ ESA ed EADS Space Transportation firmano il
contratto, che copre le attività iniziali di
sfruttamento della ISS, e in particolare la
preparazione delle operazioni del Columbus.
Procede la preparazione delle operazioni del
Columbus e una seconda simulazione a tavolino è
portata a termine con successo al Centro di
Controllo del Columbus. Test di convalidazione
dei sistemi sono completati in agosto con il Centro
di Controllo Columbus collegato ai centri di
supporto per le operazioni e utenza (USOCs) e il
modello di volo del laboratorio Columbus integrato
con le strutture sperimentali.
Scienza dei Fluidi e dello European Drawer Rack,
inclusa la struttura di diagnostica della
cristallizzazione proteica, dove successivamente
vengono integrati all’interno del Columbus ed
effettuati con successo test di interfaccia.
Foto a 180° del Columbus con i modelli di volo delle strutture
europee sperimentali installate durante un test nel 2004
Inaugurazione del Centro di Controllo Columbus ad ottobre
2004. Da sinistra a destra: Hiltrud Pieterek, ESA, Sigmar
Witting, primoChairman della Commissione Esecutiva della
DLR, Otto Wiesheu, primo ministro bavarese, Jorg FeustelBeuchl, primo Direttore ESA del Programma di Voli Abitati,
Klaus Wittmann, DLR, Joachim Kehr, DLR
Tutte e quattro le strutture di carico del Columbus
sono state integrate nel modello di volo, e sono
stati portati a termine con successo il test dei
Sistemi Integrati e quello delle Funzionalità
Integrate.
Il test sul primo rack di carico della NASA (lo
Human Resource Facility) installato sul Columbus
è portato a termine con successo ad ottobre. Il 19
ottobre ha luogo l’inaugurazione del Centro di
Controllo del Columbus a Oberpfaffenhofen in
Germania.
I modelli di volo di due strutture esterne di carico
del Columbus, SOLAR ed EuTEF, vengono
consegnati e installati su Columbus, in seguito
testati per l’interfaccia col laboratorio e
successivamente restituiti agli sviluppatori per i
test finali d’integrazione. Ad ottobre viene
effettuata la prima simulazione del Columbus
nell’allestimento per la simulazione integrata
presso la struttura per l’addestramento del
Columbus all’EAC, con il Team di Controllo Volo a
manovrare il modulo.
2005
Tutte le strutture di carico sono rimosse dal
Columbus e rimandate ai costruttori per il
completamento alla preparazione al volo mentre il
Columbus entra in una faes di ibernazione.
Vengono
organizzati
numerosi
corsi
di
addestramento presso l’EAC, tra cui quello per il
personale di supporto a terra (febbraio), quello per
una classe internazionale di astronauti (marzo), e
ancora l’addestramento avanzato per il personale
del Centro responsabile di struttura e per gli
ingegneri biomedici dell’EAC (marzo).
La fase finale dei test di approvazione del sistema
del Columbus è completata. Il peso del Columbus
viene stimato intorno a 350 kg al di sotto della
massa di specifica. EADS Astrium a Brema, in
Germania, riceve i modelli di volo del Modulo di
Fisiologia Europeo, del Biolab, del Laboratorio di
Il 25 ottobre, la NASA conferma il programma di
ulteriori 18 voli Shuttle verso la ISS. La
valutazione seguente per la configurazione della
ISS e la sequenza di assemblaggio fanno
avanzare di due voli il grado di fattibilità del lancio
di Columbus e dei suoi carichi.
\\
2006
Il 2 Marzo ha luogo l’incontro tra i Capi delle
Agenzie al Kennedy Space Center in Florida.
Nella successiva conferenza stampa, viene
annunciato che sono necessari 16 ulteriori voli
Shuttle per completare l’assemblaggio della ISS.
Anche il Direttore Generale dell’ESA, JeanJacques Dordain, conferma l’avanzamento nella
preparazione al volo del Columbus, il settimo in
sequenza dei 16 voli, portando così la possibile
data di lancio alla fine della seconda metà del
2007.
Capi delle Agenzie nel giorno della riunione tra le agenzie al
Kennedy Space Center. Da sinistra Virenda Jha (CSA),
Anatoly Perminov (Roscosmos), IL DG ESA Jean-Jacques
Dordain, Mike Griffin (NASA) e Keiji Tachikawa (JAXA)
(Foto: NASA)
Il 28 maggio, il Columbus viene caricato in un
container all’EADS Astrium di Brema, in
Germania, e trasferito su un aereo Airbus ‘Beluga’
all’aeroporto di Brema per essere spedito negli
Stati Uniti. Il giorno dopo l’atterraggio in Florida,
avvenuto il 30 maggio, il Columbus viene
consegnato al Kennedy Space Center.
Il 2 giugno ha luogo la cerimonia di benvenuto del
nuovo modulo al Kennedy Space Center.
Ad Agosto è completata la compagna di ispezione
d’arrivo, che include un controllo sulle perdite del
modulo nella camera di vuoto dell’Operation and
Checkout Building al Kennedy Space Center.
In basso a sinistra: Columbus caricarto nell’ Airbus ‘Beluga’ a
Brema, in Germnai nel maggio 2006. (Image: EADS). Centro
arrivo del Columbus al Kennedy Space Center. In basso: Alan
Thirkettle, Manager del programma ESA per la ISS, durante il
discorso per la cerimonia di arrivo del Columbus (Foto: NASA)
2007
Da gennaio ad aprile ha luogo l’elaborazione dei
carichi presso la Space Station Processing
Facility del Kennedy Space Center. Tutte le
strutture di carico all’interno del Columbus sono
sottoposte alle procedure di preparazione al
lancio. Tra aprile ed agosto lo European transport
Carrier è equipaggiato per il lancio, azione che
prevede l’integrazione di elementi per la ISS come
il Flywheel Exercise Device, struttura di
costruzione europea. Sono anche installati perni
per il volo, usati per fissare il Columbus all’interno
della stiva di carico dello Shuttle durante il volo.
Il laboratorio Columbus su una pedana da lavoro alla Space
Station Processing facility del Kennedy Space Centre
(Foto: NASA)
Dopo settembre, ha luogo la degassificazione del
circuito idrico a bordo del Columbus e il modulo
viene pressurizzato. Viene dunque sistemato in
un grande contenitore pronto alla spedizione
precedente al lancio.
L’accordo intergovernativo per la ISS
La Stazione Spaziale Internazionale fotografata dallo Shuttle Atlantis dopo il disattracco durante la missione STS-117 nel giugno del
2007 (Immagine: NASA)
La Stazione Spaziale Internazionale è un
programma di cooperazione tra gli Stati Uniti, la
Russia, il Canada, il Giappone e undici Stati
Membri dell’Agenzia Spaziale Europea (il Belgio,
la Danimarca, la Francia, la Germania, l’Italia,
l’Olanda, la Norvegia, la Spagna, la Svezia e la
Svizzera).
L’accordo è regolato da un trattato internazionale,
firmato dagli Stati Membri il 29 gennaio 1998,
chiamato Accordo Intergovernativo sulla ISS, che
fornisce il quadro di riferimento per la
progettazione, la realizzazione, l’operazione e
l’utilizzo di una Stazione Spaziale abitata in
permanenza per obiettivi pacifici.
Inoltre, ci sono protocolli d’intesa (Memorandum Of
Understanding) bilaterali tra la NASA e ognuna
delle agenzie spaziali associate: l’Agenzia Spaziale
Europea (ESA), la Russian Federal Space Agency
(FKA o Roscosmos, prima Rosaviakosmos),
l’Agenzia Spaziale Canadese (CSA) e l’Agenzia
Spaziale Giapponese (JAXA, prima la NASDA),
che delineano le responsabilità, gli obblighi e i diritti
rilevanti sulla ISS tra le agenzie.
La giurisdizione nazionale degli Stati dei Partner
Internazionali si estende agli elementi della ISS in
orbita e riguarda settori come le questioni
criminali, la responsabilità civile e la protezione
dei diritti di proprietà intellettuale.
I diritti d’utilizzo sono delineati nel Memorandum
of Understanding. L’Agenzia Spaziale Europea ha
diritti d’allocazione dell’8,3% riguardanti le risorse
d’utilizzo della Stazione Spaziale compreso, in
particolare, l’8,3% del tempo dell’equipaggio, che
significa 13 ore la settimana. Per compensare la
fornitura
di
risorse
(energia,
robotica,
raffreddamento, telecomunicazioni, etc.) al
laboratorio Columbus da parte di NASA e CSA,
l’Europa fornisce il 49% delle risorse d’utilizzo del
laboratorio alla NASA e il 2% alla CSA.
Un punto importante è che l’ESA e gli altri Partner
della Stazione Spaziale Internazionale possono
vendere, oppure scambiare, i diritti d’utilizzo non
utilizzati tra di loro e ad altri che non partecipano
nel programma della Stazione.
I contributi maggiori della ISS e dell’Europa
Columbus Laboratory
L’Automated Transfer Vehicle è il veicolo di
rifornimento senza equipaggio per la ISS. Porterà
più di 9 tonnellate di carico alla ISS, spingerà la
stazione a un’orbita più alta e smaltirà fino a 6,5
tonnellate di rifiuti dalla stazione. È lungo circa 10
metri ed è 4,5 metri di diametro, con pannelli
solari che si estendono per più di 22 metri per la
generazione di potenza elettrica.
Il carico
trasportato comprenderà carico pressurizzato,
acqua, aria, azoto, ossigeno e propellente per il
controllo d’assetto. Il primo lancio è previsto non
prima del gennaio del 2008.
Nodo 2 e Nodo 3
Il laboratorio europeo Columbus. (Immagine: ESA/D.Ducros)
Il Columbus è il laboratorio di ricerca dell’ESA che
fornisce lo spazio per ricerche nei campi delle
scienze della materia, fisica fluida e scienze della
vita. Inoltre, una zona esterna per carichi utili
potrà accomodare esperimenti e applicazioni nei
campi di scienze spaziali, osservazione della
Terra, tecnologia e scienze innovative dallo
spazio.
Il Columbus sarà attraccato in
permanenza alla International Space Station
attaccato ad un altro modulo realizzato in Europa,
il Nodo 2. Il lancio è previsto con lo Shuttle
Atlantis nel dicembre del 2007.
Automated Transfer Vehicle (ATV)
Il Nodo 2 (sopra) realizzato dall’ESA, il punto d’attacco del
laboratorio Columbus e il Nodo 3 (sotto). Il Nodo 3 sarà il
punto d’attacco della Cupola. (Immagine: ESA/D. Ducros)
L’Automated Transfer Vehicle. (Immagine: ESA/D.Ducros)
I
Nodi
sono
moduli
pressurizzati
che
interconnettono i moduli per ricerca, abitazione,
controllo e l’attracco della ISS. I Nodi sono usati
per controllare e distribuire risorse tra gli elementi
connessi. La ISS avrà tre Nodi. Il Nodo 1,
denominato Destiny, è stato realizzato dalla
NASA. È diventato il secondo modulo della ISS in
orbita dopo il lancio nel dicembre 1998. La
realizzazione dei Nodi 2 e 3 rientr in un contratto
dell’ASI con l’industria europea con Thales Alenia
Space come primo contraente.
realizzato in America che è stato lanciato alla ISS
nel dicembre 1998. Il porto superiore del Nodo 3
fungerà di punto di connessione per la Cupola
realizzata in Europa.
La proprietà del Nodo 3, così come per il Nodo 2,
sarà trasferita alla NASA nel quadro di un accordo
di compensazione tra l’ESA e la NASA.
European Robotic Arm (ERA)
L’European Robotic Arm (ERA) è un braccio
robotico che serve a installare pannelli solari sul
segmento russo della ISS. In più funge da
strumento di ispezione sul segmento russo della
ISS e può effettuare compito aggiuntivo
d’assemblaggio o di sostituzione come per
esempio il Russian Research Module e il
Multipurpose Laboratori Module. L’ERA, lungo 11
metri, serve anche a dare supporto o a trasferire
astronauti
che
effettuano
compiti
sulle
passeggiate spaziali. Ha una sfera estensibile
che può spostarsi intorno al segmento russo della
stazione, e mentre è in orbita può manipolare fino
a 8000 chilogrammi di massa. Si prevede che
l’ERA arriverà alla ISS nel 2009.
Data Management System (DMS-R)
L’European Robotic Arm (ERA).
(Immagine: ESA/D. Ducros)
Il Nodo 2 è stato il primo Nodo europeo lanciato
che funzionerà come punto di connessione per il
laboratorio europeo Columbus, il laboratorio
statunitense Destiny e il laboratorio giapponese
Kibo e sarà anche il punto d’attacco per l’HII
Transfer Vehicle giapponese, porterà un
adattatore d’attracco per lo Space Shuttle
americano e fungerà come punto d’aggancio per i
Multi-Purpose Logistics Module (MPLM). Il MPLM
è un contenitore di carichi pressurizzato che
viaggia nella stiva dello space shuttle. Inoltre, il
Nodo 2 fornisce un punto base di lavoro per il
Remote Manipulator System della Stazione
Spaziale, un braccio robotico canadese
denominato Canadarm 2.
Il Nodo 3 sarà il secondo nodo europeo ad
arrivare alla ISS e verrà agganciato al Nodo 1
Il Data Management System realizzato in Europa. (Immagine: ESA)
Il DMS-R Data Management System europeo è
stato il primo componente hardware europeo sulla
ISS nel luglio del 2000. E’ composto di tre
calcolatori “fault tolerant” (resistenti ai guasti o
capaci di diminuirli) e due posti di controllo ed è il
cervello o centro di controllo del Segmento Russo
della ISS e svolge un numero enorme di funzioni
fondamentali e vitali sulla stazione compreso: la
guida, la navigazione e il controllo di tutta la ISS;
la gestione e il recupero in caso di
malfunzionamento; e il controllo di sistemi
aggiuntivi della ISS e sottosistemi.
Cupola Observation Module
Rappresentazione artistica—Cupola Observation Module
agganciato al Nodo 3. (Immagine: ESA/D. Ducros)
La Cupola diventerà il posto di controllo
panoramico
della
Stazione
Spaziale
Internazionale (ISS), un modulo in forma di volta
con finestre attraverso le quali le attività
all’esterno della Stazione possono essere
osservate e guidate.
Inoltre, è una zona
d’osservazione e di lavoro pressurizzato che può
accogliere stazioni di lavoro di commando e di
controllo e altri hardware.
Tramite il Robotics Work Station, gli astronauti
potranno controllare il braccio robotico della
Stazione Spaziale che aiuta con l’attacco e
l’assemblaggio di vari elementi della Stazione.
Tuttavia, la Cupola, sarà molto di più di una
stazione di lavoro. Con una veduta spettacolare e
libera della Terra e dei corpi celesti, la Cupola
avrà
applicazioni
scientifiche
nei
settori
d’osservazione della Terra e delle Scienze
Spaziali e avrà un beneficio psicologico
all’equipaggio.
Crediti
Contatti
Questo documento è stato compilato, prodotto e
scritto da Jon Weems dell’Erasmus Centre del
Directorate of Human Spaceflight, Microgravity
and Exploration Programmes dell’Agenzia
Spaziale Europea a Noordwijk, in Olanda. È stato
compilato usando fonti dell’ESA interne con
immagine aggiuntive e informazioni fornite grazie
alle organizzazioni seguenti:
European Space Agency (ESA)
EADS Astrium
Thales Alenia Space
German Aerospace Center (DLR)
National Aeronautics and
Space Administration (NASA)
Directorate of Human Spaceflight, Microgravity
and Exploration Programmes
ESTEC, Keplerlaan 1, PO Box 299
2200 AG Noordwijk, The Netherlands.
Tel: +31 (0) 71 565 6799
Fax: +31 (0) 71 565 5441
www.esa.int/spaceflight
www.esa.int/columbus
ESA Media Relations
ESA Head Office, Paris, France.
Tel. + 33 1 5369 7155
Fax. + 33 1 5369 7690
[email protected]
EADS Astrium
http://www.astrium.eads.net/
Thales Alenia Space
http://www.thalesonline.com/space
German Aerospace Center (DLR)
http://www.dlr.de
National Aeronautics and Space
Administration (NASA)
http://www.spaceflight.nasa.gov

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