Opportunità nazionali di Volo Umano Spaziale
Le facility ASI
Gabriele Mascetti
Roma, 9 aprile 2009
Sommario
• i payload in orbita
• l’hardware ready-to-fly
• altre facility utilizzabili
Copyright ASI 2009
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2Roma, 9 aprile 2009
Sommario
• i payload in orbita
• l’hardware ready-to-fly
• altre facility utilizzabili
Copyright ASI 2009
3
3Roma, 9 aprile 2009
HPA – Hand Posture Analyser
• HPA è uno strumento per misurare
le prestazioni del braccio e della
mano in condizione di
microgravità
• A bordo da settembre 2003
• Ha effettuato 18 ore di esperimenti
con 4 soggetti diversi
Copyright ASI 2009
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4Roma, 9 aprile 2009
HPA – Hand Posture Analyser
Pinch Force Dynamometer
(PFD) measures isometric
force exerted between two
opposing fingers
Hand Grip Dynamometer (HGD) measures
isometric force exerted by the hand
HGD
PFD
HPA instrument set on ground
Posture Acquisition Glove (PAG)
with 15 Hall-effect angular
sensors (three/finger)
HPA in the ISS for experiment execution
Wrist Electronics Box (WEB) contains the
inertial tracking system, made up of a triad of
accelerometers and a second triad of
gyroscopes to measure three directional
acceleration and angular velocity
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Copyright
ASI 2009
5
Target objects support (TOS) and target objects
(TO1, TO2, TO3) to be grasped during HPA
protocol
5Roma, 9 aprile 2009
ELITE S2
• ELITE-S2 prevede l’analisi
tridimensionale del movimento
degli astronauti nello spazio
• lanciato nel 2007, la prima fase
sperimentale è stata completata a
maggio 2008
• sarà riattivato nel 2010 (incr. 23-24)
Copyright ASI 2009
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6Roma, 9 aprile 2009
ELITE S2
ELITE S2 integrated in
EXPRESS rack at KSC
JSC Astronaut Al Drew
during usability test on
ELITE S2 at KSC
ELITE S2 cameras
at KSC
ELITE S2 in the US lab for experiment execution
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Copyright
ASI 2009
7
7Roma, 9 aprile 2009
IMAGINE
Copyright ASI 2009
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8Roma, 9 aprile 2009
MOVE
Condition 1: whole body pointing WBP
Copyright ASI 2009
Condition 2: whole body reaching WBR
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9Roma, 9 aprile 2009
ALTEA
• ALTEA è un esperimento per lo
studio degli effetti delle
radiazioni cosmiche sul sistema
nervoso centrale
• Lanciato a luglio 2006, ha
completato la prima fase di
sperimentazione a luglio 2007
Copyright ASI 2009
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10Roma, 9 aprile 2009
ALTEA
Locline (2)
41.5” Handrail
Laptop Unit (LTU)
Support
Structure (SS)
Silicon Detector
Units (SDU) (6)
Brain Explorer Unit (BEU)
Data Acquisition
Unit (DAU)
Head Mounted
Display (HMD) and
EEG Cap worn under
Support Structure
Push Button
Unit (PB)
(Handheld)
Long Duration Foot Restraint
Copyright ASI 2009
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11Roma, 9 aprile 2009
ALTEA - funzionamento
DOSI:
• misura dell’energia depositata in ciascun
rilevatore
• calcolo della traiettoria, tipo di particella,
energia
CNSM:
• calcolo dell’energia ceduta da ciascuna
particella nelle differenti aree cerebrali
• misura delle dinamiche elettrofisiologiche
• correlazione delle dinamiche
elettrofisiologiche con il passaggio di ioni
(energia depositata nei tessuti cerebrali)
Copyright ASI 2009
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CNSM
DOSI
12Roma, 9 aprile 2009
Sommario
• i payload in orbita
• l’hardware ready-to-fly
• altre facility utilizzabili
Copyright ASI 2009
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13Roma, 9 aprile 2009
MDS
• MDS, primo esperimento con
animali a bordo della ISS
• Lancio previsto ad agosto
2009
• in negoziazione reflight 2010
Copyright ASI 2009
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14Roma, 9 aprile 2009
MDS


Retaining Device
I/F and 4 venting
holes
End Stop I/F
Copyright ASI 2009
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
Food Delivery doors

Power & Data connectors

MTL connectors

Water refilling connector

12 status LEDs

1 circuit breaker

2 mode switches

Seat track for Hand Rail

PFE port
15Roma, 9 aprile 2009
MDS
• MDS studia gli effetti della microgravità su ossa di roditori allo scopo di
identificare i meccanismi genetici alla base della riduzione di massa ossea
osservata su soggetti umani in conseguenza di una lunga esposizione
(più di 100 giorni) alla microgravità.
• MDS è una facility relativamente autonoma.
• Un astronauta controllerà su base quotidiana lo stato dei roditori da una
finestra di ispezione.
• I livelli di acqua saranno controllati quotidianamente e ripristinati come
necessario.
• Ogni 20 giorni la crew sostituirà i waste filters e le barre di nutriente.
Copyright ASI 2009
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16Roma, 9 aprile 2009
accessori HPA
PULL GRIP DYNAMOMETER (PGD)
Principal Investigator: C. Reggiani
Science goal: experimental studies on alteration of proximal upper limb muscles
PGD & Seat Track coupling:
- Size: 60 x 140 x 300 mm
- Mass: 0.943 kg
PGD Hand Support:
- Size: 135 x 125 x 110 mm
- Mass: 0.557 kg
PGD Power & Data Cable:
- Stowed envelope: 170 (diameter) x 30 mm
- Mass: 0.242 kg
17 ASI 2009
Copyright
17
Total upload:
- Net volume: 6.9 l
- Net mass: 2.3 kg
17Roma, 9 aprile 2009
accessori HPA
FIXED GRIP DYNAMOMETER (FGD)
Principal Investigator: V. Zolesi, co-PI: P. Pastacaldi
Science goal: study of force applied by astronaut to maintain its body in
steady floating position
FGD Support & Seat Track coupling:
- Size: 75 x 120 x 165 mm
- Mass: 0.370 kg
Total upload:
- Net volume: 1.5 l
- Net mass: 0.37 kg
Pinch Force Dynamometer
(PFD) measures isometric
force exerted between two
opposing fingers
18 ASI 2009
Copyright
18
18Roma, 9 aprile 2009
accessori HPA
HEART RATE MONITOR (HRM)
Science goal: assessment of correlation between force protocols and heart
rate / O2 content in blood . Use of the device in combination with HGD, PFD,
PGD and FGD with associated protocols (CHIRO, MAAT, NB).
HRM :
- Size: 100 x 140 x 76 mm
- Mass: 0.436 kg
HRM Cables:
- Stowed envelope: 170 (diameter) x 40 mm
- Mass: 0.907 kg
Total upload:
- Net volume: 2 l
- Net mass: 0.7 kg
19 ASI 2009
Copyright
19
19Roma, 9 aprile 2009
accessori HPA
TARGET OBJECTS AND TARGET SUPPORTS (TO & TOS)
Principal Investigator: F. Posteraro
Science goal: study of motor control of the upper limb (grasping and reaching)
Start Support:
- Size: 155 x 235 x 10 mm
- Mass: 1.05 kg
Target Support:
- Size: 330 (diameter) x 10 mm
- Mass: 0.448 kg
Small Cylinder:
- Size: 30 (diameter) x 30 mm
- Mass: 0.025 kg
20 ASI 2009
Copyright
Big Cylinder:
- Size: 100 (diameter) x 30 mm
- Mass: 0.165 kg
Total upload:
- Net volume: 1.5 l
- Net mass: 1.7 kg
20
20Roma, 9 aprile 2009
flight hardware utilizzato su precedenti missioni,
disponibile per sperimentazione su ISS
21 ASI 2009
Copyright
21
21Roma, 9 aprile 2009
missione ESPERIA
BIOKON – Biokon container available for accommodation of passive or
active experiments
Internal volume available for experiments: 163x128x95 mm, about 2 liters
(reference only)
Example:
BIOKON containing
SPORE experiment
BIOKON upload:
- Net volume: 3.1 l
- Net mass: 0.95 kg
22 ASI 2009
Copyright
22
22Roma, 9 aprile 2009
missione LIFE
BIOKON 4 – Biokon container with electronics for Experiment Units activation
and housekeeping / data storage. Internal volume available for experiments:
about 163x100x50 mm
Example:
BIOKON 4 containing MYO
experiment
BIOKON 4
23 ASI 2009
Copyright
23
BIOKON upload:
- Net volume: 3.1 l
- Net mass: 1.5 kg
23Roma, 9 aprile 2009
missione LIFE
BIOKON 5 – Biokon container with electronics for Experiment Units activation
housekeeping and data storage and heating system: Internal volume available
for experiment: about 80x100x90 mm
BIOKON upload:
- Net volume: 3.1 l
- Net mass: 2.2 kg
Example:
BIOKON 5 with PITS
experiment, temperature
controlled at 37°C
BIOKON 5
24 ASI 2009
Copyright
24
24Roma, 9 aprile 2009
missione ENEIDE
BIOKON – Biokon container available for accommodation of passive or
active experiments
Internal volume available for experiments: 163x128x95 mm, about 2 liters
(reference only)
Example:
BIOKON containing
VINO experiment
BIOKON upload:
- Net volume: 3.1 l
- Net mass: 0.95 kg
25 ASI 2009
Copyright
25
25Roma, 9 aprile 2009
Sommario
• i payload in orbita
• l’hardware ready-to-fly
• altre facility utilizzabili
Copyright ASI 2009
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26Roma, 9 aprile 2009
Il Columbus
• Il laboratorio europeo Columbus è stato messo in
orbita a gennaio 2008
• Contiene 16 “racks” di cui 10 destinati agli
esperimenti
• 3 “racks” del Columbus sono specializzati per
disciplina
– biologia (Biolab), fisiologia umana (EPM), scienza dei
fluidi (FSL)
• 2 EPF (Exposed Payload Facility) alloggiano fino
a 4 payload esterni
Copyright ASI 2009
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27Roma, 9 aprile 2009
ESA science & resources
ESA Human Spaceflight Users
http://spaceflight.esa.int/users/index.htm
Copyright ASI 2009
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28Roma, 9 aprile 2009
le facility NASA
Tra le attrezzature sperimentali di proprietà della NASA, in orbita o nei
piani di completamento della Stazione, sulle quali l’ASI gode di
diritto di utilizzo:
•
•
•
•
•
•
CIR, Combustion Integrated Rack
HRF, Human Research Facility
FIR, Fluids Integrated Rack
MARES, Muscle Atrophy Research Exercise System
MSRR, Materials Science Research Rack
Space DRUMS, Space Dynamically Responding Ultrasonic Matrix
System
• WORF, Window Observational Research Facility
Le modalità dell’accesso e la quantità delle risorse disponibile sono in via
di definizione da parte di ASI e NASA.
Copyright ASI 2009
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29Roma, 9 aprile 2009
le facility NASA
2 Human Research
Facility Racks
5 ExPRESS Racks
1
Combustion
Integrated Rack
MELFI-3
2A
Window
Observational
Research Facility
5
3A with
EMCS
Microgravity
Science
Glovebox
Materials Science
Research Rack
4
ExPRESS-6
(Galley and
Research)
Minus Eighty-Degree
Laboratory Freezer for ISS
ExPRESS-7 and 8
MELFI-2
on-orbit
Copyright ASI 2009
Fluids
Integrated Rack
30
SpaceDRUMS
in ExPRESS 5
Muscle Atrophy
Research Exercise
System (MARES)
30Roma, 9 aprile 2009
2009-2010
NASA science &
resources
NASA Research and Utilization Plan for the ISS
(Appendix E: ISS Research Facilities and Hardware )
• http://exploration.nasa.gov/documents/reports/
NASA_Research_and_Utilization_Plan_for_the_ISS
.pdf
Space Station Science
• http://www.nasa.gov/mission_pages/station/scien
ce/index.html
Copyright ASI 2009
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31Roma, 9 aprile 2009
grazie
Copyright ASI 2009
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32Roma, 9 aprile 2009