La Stazione Spaziale Internazionale, la partecipazione italiana, la Missione Futura. I Venerdì dell Universo Ferrara, 6 marzo 2015

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1 La Stazione Spaziale Internazionale, la partecipazione italiana, la Missione Futura I Venerdì dell Universo Ferrara, 6 marzo 2015 ftäätàéüx c zçtàtüé ASI, Direttore Missione Futura

2 Sommario La Stazione Spaziale Internazionale Cos è, com è nata, come è fatta, com è dentro, dove si trova Cosa di vede da lassù L utilizzazione della ISS La partecipazione Italiana I Moduli Utilizzazione e astronauti La Missione Futura

3 Sommario La Stazione Spaziale Internazionale Cos è, com è nata, com è fatta, com è dentro, dove si trova Cosa di vede da lassù L utilizzazione della ISS La partecipazione Italiana I Moduli Utilizzazione e astronauti La Missione Futura

4 Cos è Satellite artificiale abitato in permanenza dall uomo orbita intorno alla Terra a circa 400 km ( ) abitata senza interruzione dal 2 novembre g = 14 a, 4 m, 5 g (6 marzo 2015) precedente record: MIR, g (~10 a) Laboratorio di ricerca scientifica e tecnologica Condizioni di microgravità e ambiente spaziale E la più grande stazione spaziale mai costruita Segue i programmi Salyut, Almaz, Skylab and Mir 9 a stazione spaziale abitata Avamposto permanente dell uomo nello Spazio, la ISS è il progetto spaziale più complesso mai realizzato

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6 Com è nata Programma congiunto tra cinque agenzie spaziali NASA, Roscosmos, JAXA, ESA, CSA Per un totale di 15 nazioni cooperanti Regolato da un trattato multilaterale tra governi (IGA, 1998) e da accordi bilaterali tra le agenzie Riunisce tre precedenti progetti nazionali in un unico progetto multinazionale Mir 2 (Russia), Freedom (US), Columbus (ESA) più: Kibo (Giappone) e braccio robotico (Canada)

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8 Com è stata costruita Realizzata in tre fasi Fase 1 ( ), preparatoria spettacolari rendez vous tra Shuttle e MIR Fasi 2/3 (fino a 2011), costruzione e assemblaggio in orbita Zarya (alba), primo modulo in orbita (nov. 1998) 2 settimane dopo Unity (USA) viene collegato a Zarya ultimo modulo USOS, l italiano PMM a marzo 2011 Primi astronauti a bordo R. Cabana, comandante Shuttle, e S. Krikalev, cosmonauta, sono i primi ad entrare (dicembre 1998) Primo equipaggio permanente nel novembre 2000 Assemblata come un gigantesco meccano 100 elementi, 115 lanci (37 Shuttle), 184 passeggiate spaziali (EVA)

9 Credit NASA

10 Credit NASA

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12 13 JSC, February Credit NASA

13 La sequenza di assemblaggio Sequenza di assemblaggio (vai alla pagina YouTube del filmato)

14 Com è fatta Suddivisa in due segmenti, russo (ROS) e americano (USOS) I segmenti sono costituiti da elementi moduli, nodi, struttura centrale a trave, pannelli solari, radiatori I moduli sono gli elementi cilindrici pressurizzati che racchiudono lo spazio abitabile dalla stazione comprendono i laboratori per la ricerca: US LAB Destiny (USA), COF Columbus (Europa), JEM Kybo (Giappone) i Nodi sono moduli di interconnessione Altri elementi braccio robotico canadese (SSRMS), piattaforme per carichi esterni (ELC, ESP, JEM EF, ExpFa), moduli di attracco per navicelle (PMA) e di uscita nello spazio per astronauti (QUEST, PIRS), cupola I collegamenti con la terra sono effettuati per gli equipaggi, da Shuttle (fino al 2011) e da Soyuz per i rifornimenti, con Progress, ATV, HTV, Dragon (SpX), Cygnus (Orb)

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16 Qualche dato Pesa circa 450 tonnellate Equivalente al massimo peso al decollo di un B747 Lunga, 72,8 m; larga, 108,5 m campo di calcio regolamentare: 75 x 110 m Volume pressurizzato: 837 m 3 equivalente al volume interno di un B747 di cui circa 350 a disposizione degli astronauti

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18 Come appare oggi??

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23 Dove si trova Orbita attorno alle Terra ad un altezza di circa 400 chilometri l altezza varia periodicamente tra 330 e 435 km viaggia da ovest verso est con un orbita inclinata di 51,6 rispetto all Equatore la sua velocità è di Km/h Roma a Milano in un minuto impiega 90 minuti per un orbita completa l equipaggio vede ben 16 albe e 16 tramonti in un giorno la Stazione copre nella sua orbita l 85% della superfice terrestre include il 95% della popolazione mondiale Come vedere la Stazione Spaziale da casa ESA Human Spaceflight See the ISS from your home town tion/where_is_the_international_space_station NASA Spot the Station

24 Dove si trova

25 Com è dentro? Un tour all interno della ISS (vai alla pagina YouTube del filmato)

26 Sommario La Stazione Spaziale Internazionale Cos è, com è nata, come è fatta, com è dentro, dove si trova Cosa di vede da lassù L utilizzazione della ISS La partecipazione Italiana I Moduli Utilizzazione e astronauti La Missione Futura

27 Cosa si vede da lassù La Cupola è la finestra sulla Terra degli astronauti

28 Credit NASA

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30 Cosa si vede da lassù Immagini dal sito NASA «The Gateway to Astronaut Photography of Earth» Foto di Luca Parmitano, pubblicate da WIRED fotodi luca parmitano dalla stazione spaziale/

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44 Cosa si vede da lassù Passaggio notturno sull Italia (vai alla pagina YouTube)

45 Sommario La Stazione Spaziale Internazionale Cos è, com è nata, come è fatta, com è dentro, dove si trova Cosa di vede da lassù L utilizzazione della ISS La partecipazione Italiana I Moduli Utilizzazione e astronauti La Missione Futura

46 Utilizzazione della ISS La sperimentazione viene effettuata nei moduli adibiti a laboratori o sulle piattaforme esterne Lungo le pareti dei laboratori sono sistemati armadi standard, chiamati racks, simili a grandi frigoriferi I rack alloggiano gli equipaggiamenti scientifici e provvedono a fornire le risorse necessarie ai vari esperimenti potenza, raffreddamento, trasmissione dati, strumenti di misura La Stazione Spaziale offre spazi esterni per condurre esperimenti piattaforme per alloggiare i carichi sono presenti sulla struttura a trave, sul Columbus, sul JEM

47 Il laboratorio europeo Columbus Il laboratorio europeo Columbus ha 16 rack di cui 10 destinati alla sperimentazione I rack del Columbus sono specializzati per disciplina Biologia Fisiologia Umana Materiali Scienza dei Fluidi

48 Il laboratorio europeo Columbus Credit ESA

49 Scienza Le aree di ricerca Scienza della Vita Biologia, biomedicina, biotecnologie Ricerca sull uomo, medicina spaziale Scienze fisiche Fluidodinamica Combustione Scienza dei materiali Radiazioni Osservazione della terra Meteorologia Fisica dell atmosfera Osservazione dell Universo Astronomia Cosmologia e fisica delle particelle La Stazione Spaziale è una grande arca di Noè della scienza che racchiude al suo interno quasi tutte le discipline scientifiche

50 e tecnologia La Stazione Spaziale offre un ambiente adatto per lo sviluppo di conoscenze necessarie all'esplorazione spaziale sviluppo e test di tecnologie per missioni oltre l'orbita terrestre esperienze operative per voli spaziali di lunga durata sviluppo tecnologie e conoscenze necessarie alla colonizzazione della Luna e all approdo dell uomo su Marte Ma non solo La ISS è un banco di prova per l innovazione tecnologica e lo sviluppo di prodotti commerciali dalla conoscenza degli effetti della gravità sui processi fisici e chimici a nuove tecniche per sviluppare nuovi processi a maggior efficienza energetica e minor impatto ambientale dagli studi sulle proprietà dei materiali e sulla fisica dei fluidi a nuovi materiali e prodotti industriali La cooperazione di 15 nazioni diverse allo sviluppo della ISS è di per sé un traguardo raggiunto e un eccellente precedente per future collaborazioni internazionali

51 La statistica dell Utilizzazione E pubblicata dall ISS Program Science Forum Vai alla pagina web per l edizione corrente L edizione in pubblicazione: Expedition 0 40 (Dicembre 1998 Marzo 2014) contiene il numero delle investigazioni dell Agenzia Spaziale Italiana, accanto a quello delle 5 agenzie partner della ISS

52 Sommario La Stazione Spaziale Internazionale Cos è, com è nata, come è fatta, com è dentro, dove si trova Cosa di vede da lassù L utilizzazione della ISS La partecipazione Italiana I Moduli Utilizzazione e astronauti La Missione Futura

53 Node 2 (ASI/ESA) Node 3 (ASI/ESA) Columbus (ESA) MPLM (ASI) La maggior parte dello spazio abitabile della ISS è stata costruito in Italia Cupola (ESA) ATV Cargo Carrier (ESA) PMM (ASI) Cygnus Pressurised Cargo Module (Orbital S.C.) Credit ASI/ESA/NASA

54 I Moduli 9 Ottobre 1997 ASI e NASA firmano il Memorandum of Understanding (MoU) for the design, development, operation and utilization of three Mini Pressurized Logistics Modules (MPLM) for the International Space Station (ISS) MPLM, moduli logistici pressurizzati abitabili realizzati per fornire un servizio di trasporto cargo da e per la ISS via STS 1998, 2000, 2001 ASI consegna a NASA 3 MPLM: Leonardo, Raffaello, Donatello

55 I Moduli missioni MPLM eseguite con successo 8 voli Leonardo (incluso PMM), 4 voli Raffaello α: Leonardo, marzo ω: Raffaello, luglio Leonardo modificato in Permanent Multipurpose Module (PMM) Agganciato il 1 marzo 2011 (ULF6), servirà la ISS fino a e.o.l. con la funzione di modulo logistico permanente ASI fornisce supporto logistico e ingegneristico per MPLM e PMM 2012 a ISS e.o.l Transizione supporto da MPLM a PMM completata a inizio 2012 Supporto continuativo PMM

56 Credit NASA

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58 I Moduli In forza del MOU per gli MPLM, ASI accede alla ISS Diritti di utilizzo commisurati al contributo dato NASA garantisce ad ASI quota parte delle proprie allocazioni 0.85 % degli spazi utente pressurizzati 0.85% degli spazi per i payload esterni 0.85 % delle altre risorse a supporto della ricerca Equivalente circa allo 0.6 % delle risorse di utilizzazione del segmento USOS (non russo) e ottiene opportunità di volo per gli astronauti 3 come equipaggio Shuttle 3 come equipaggio ISS

59 Sommario La Stazione Spaziale Internazionale Cos è, com è nata, come è fatta, com è dentro, dove si trova Cosa di vede da lassù L utilizzazione della ISS La partecipazione Italiana I Moduli Utilizzazione e astronauti La Missione Futura

60 Utilizzazione ASI Dal 2001, ASI ha sviluppato e operato a bordo 20 payload (esclusa Missione Futura APCF (w. ESA), CHIRO, VEST, BMI, ALTEINO, HPA ALTEA, ELITE S2, MDS, PLEGPAY (w. ESA), SPORE, FRTL 5, APE, NIGHT VISION, FOAM, BIOKISS, VIABLE, ENOS, DIAPASON e gestito programmi di ricerca per 4 missioni VUS Missione Marco Polo (aprile 2002), R. Vittori 4 esperimenti: CHIRO, VEST, BMI (w. ESA), ALTEINO Missione Esperia (ottobre 2007), P. Nespoli 3 esperimenti: HPA, SPORE, FRTL 5 Missione DAMA (maggio 2011), R. Vittori 12 esperimenti : APE, ENOS, VIABLE, NIGHT VISION, FOAM, BIOKISS (7) Missione VOLARE (maggio 2011), R. Vittori 2 esperimenti: DIAPASON, FLEX ICE GA

61 Utilizzazione ASI Missione Mice Drawer System, 2009 Prima animal facility della ISS, stabilisce il record di permanenza di animali nello spazio: 91 giorni 2 facility (ALTEA, ELITE S2) e 3 payload (VIABLE, WEAR MON, DRAIN BRAIN) attualmente a bordo Up mass stimata: 250 kg, di cui metà riportata sulla Terra Esperimenti con soggetto umano o operati dall equipaggio per un totale > 130 ore astronauta Picco di volume occupato a bordo: 6 MLE plus

62 Utilizzazione ASI In totale, 57 esperimenti a bordo Saranno 66 alla fine della Missione Futura Principalmente nel campo delle Scienza della Vita (Fisiologia Umana, Biologia) Più un numero di esperimenti preparatori a terra 130 ricercatori principali coinvolti (PI e Co-PI) Inclusi 25 internazionali

63 Utilizzazione ASI Human Research CHIRO BMI (ESA) HPA (2) ALTEINO ALTEA CNSM ELITE-S2 (3) Technology VEST PLEGPAY (ESA) APE ALTEA SHIELD (ESA) DIAPASON Phisical Science ALTEA DOSI (NASA) FOAM ENOS ALTEA GAP (NASA) BIOKISS (2#7) FLEX-ICE-GA Education SPORE Biology APCF (ESA) FRTL-5 MDS (20) NIGHT VISION VIABLE BIOKISS (5#7) Investigations vs Disciplines 12% 8% Biology and Biotechnlogy 2% Human Research Educational/Cultural 18% 60% Phisical Science Technology

64 Astronauti italiani Franco Malerba Missione STS 46 (1992) Maurizio Cheli Missione STS 75 (1996) Umberto Guidoni Missione STS 75 (1996) Missione STS 100 (2001) Roberto Vittori Missione Marco Polo (2002) Missione Eneide (2005) Missione DAMA STS 134 (2011) Credit ASI/ESA/NASA

65 Astronauti italiani Paolo Nespoli Missione Esperia (2007) Missione MagISStra ( ) Luca Parmitano Samantha Cristoforetti Missione Volare (2013) Missione Futura (2014) e nel 2018??? Credit ASI/ESA/NASA

66 Sommario La Stazione Spaziale Internazionale Cos è, com è nata, come è fatta, com è dentro, dove si trova Cosa di vede da lassù L utilizzazione della ISS La partecipazione Italiana I Moduli Utilizzazione e astronauti La Missione Futura

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68 Samantha Cristoforetti nata a Milano maturità Scientifica a Trento laurea all'università Tecnica di Monaco di Baviera, Germania master in ingegneria Accademia Aeronautica Militare di Pozzuoli Capitano dell Aeronautica astronauta del Corpo Astronauti Europeo dal 2009

69 Aprile Samantha Cristoforetti è assegnata all equipaggio della Spedizione ISS 42/43

70 Credit ASI/ESA/NASA Ha svolto l addestramento di base, avanzato e di missione nei centri di addestramento europeo (EAC, Colonia), americano (JSC, Houston), russo (Star City, Mosca), giapponese (Tsukuba, Tokyo), canadese (CSA, Montreal)

71 Samantha è il settimo astronauta italiano ad andare nello spazio e la prima donna italiana astronauta 11 missione di un italiano nello Spazio

72 Nome e logo sono stati scelti con un concorso on line Il sito web ufficiale della missione è Avamposto 42

73 Il tema scelto da Samantha Cristoforetti per la Missione Futura è la nutrizione

74 5 esperimenti di ricerca sull uomo studiano gli effetti che l ambiente spaziale ha sul corpo umano Samantha è soggetto ed operatore

75 3 esperimenti di biotecnologia effetti sulle cellule della μg e biocontaminazione da batteri e funghi 2 dimostrazioni tecnologiche stampante 3 d e una macchina del caffè espresso!

76 Grazie per l attenzione!

77 Salvatore Pignataro Manager in ASI dal 2001 Direttore della Missione Futura ISS Mission Manager Responsabile Utilizzazione e Operazioni ISS (dal 2003) Rappresentante c/o PSF, MRICB, MMIOCB, ISLSWG Direttore lavori programmi Nodo 2 & 3, MDS, PMM Visiting IES JRC EC (2012) Consigliere delegazione italiana al PB HME ESA Chairman GdL nazionale sistemi biorigenerativi Formazione Master in Sistemi Spaziali e Servizi (RM) Master di ricerca in fluidodinamica (VKI, Belgio) Laurea in Ingegneria Aeronautica (PA) Riconoscimenti Certificati del NASA Payload Office (2005/06) Premio Silver Snoopy della NASA (2010) PMM Team Group Achievement (2011) Encomio per il progetto ASI EO for EU

78 Grazie per l attenzione!