La Stazione Spaziale Internazionale,
la sua Utilizzazione
ed il processo di integrazione dei payload
– Roma, 9 aprile 2009 –
Salvatore Pignataro
Sommario
• La Stazione Spaziale Internazionale
• L’Utilizzazione della ISS e le risorse nazionali
• Il processo di integrazione dei “payload”
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La Stazione Spaziale Internazionale
• Cos’è
• Come nasce
• Com’è fatta
• Dov’è
• Il piano di
completamento
Cos’è
• La Stazione Spaziale Internazionale è un struttura di ricerca
orbitante in fase avanzata di assemblaggio
• Abitata dalla fine del 2000 da equipaggi di almeno due
astronauti, costituisce un avamposto permanente della
presenza umana nello spazio
• Realizzata da una cooperazione internazionale, che comprende
USA, Russia, Europa, Giappone, Canada
• L’assemblaggio in orbita è iniziato nel 1998. Se ne prevede il
completamento nel 2010 ed il mantenimento in operazione
almeno fino al 2016
– Probabile estensione della vita operativa al 2020
• Già oggi, è di gran lunga la stazione spaziale più grande mai
realizzata
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Come nasce - 1
• 25 gennaio 1984. “Discorso sullo Stato dell’Unione” del
presidente Reagan
– Lancia il programma della “U.S. Space Station Freedom”
• Tra il 1988 ed il 1989, Canada, Europa e Giappone si uniscono
all’impresa
• Nel 1993, la Russia entra nel Programma Stazione Spaziale
• Nel 1998 il progetto della “International Space Station” (ISS)
prende la forma attuale
– Le nazioni partecipanti firmano l’ ”Intergovernmental Agreement” (IGA)
– La NASA firma “Memoranda of Understanding” (MOU) bilaterali e
accordi di scambio (“barter” agreements) con le varie Agenzie Nazionali
La Stazione Spaziale è la continuazione e la fusione di preesistenti
programmi nazionali per la realizzazione di strutture di ricerca orbitanti
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Come nasce - 2
• Progetto in tre fasi
– Fase 1, avviata nel 1995 e conclusa nel 1998. Comprendeva missioni
congiunte USA/Europa e russi della stazione MIR. Primi spettacolari
rendez-vouz dello Shuttle
– Fasi 2 e 3: costruzione e assemblaggio in orbita
• Fase 2 conclusa con il lancio del modulo US-LAB nel 2001 e l’inizio
dell’utilizzazione della stazione (Early Utilization). Fase 3 in corso
• Primo elemento in orbita nel novembre del 1998. E’ il modulo russo
Zarya (alba)
– lanciato con un razzo russo Proton
• 1 mese dopo il modulo americano Unity (Nodo 1) viene portato in
orbita dallo Space Shuttle e collegato a Zarya (FGB)
• Il 12 dicembre 1998 il comandante shuttle R. Cabana ed il cosmonauta
S. Krikalev fanno il loro ingresso nella neonata Stazione Spaziale
Internazionale
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Com’è fatta - 1
• E’ divisa in segmenti, definiti in base alla responsabilità dei partecipanti
• 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 (UE), JEM Kybo (Giappone), MLM (Russia)
• I Nodi sono moduli di interconnessione
• Altri elementi sono: il braccio robotico canadese, piattaforme esterne per
esperimenti esposti, moduli di attracco per le navicelle e di uscita nello
spazio per gli astronauti, la cupola
• I collegamenti con la terra sono effettuati
– per gli equipaggi, con Shuttle (fino al 2010) e Soyuz
– per i rifornimenti, con Progress, ATV e HTV
L’ esploso della Stazione Spaziale:
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Lanci americani
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Lanci russi
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Com’è fatta - 2
• Come è assemblata
– E’ costruita come un gigantesco meccano
• Composta da più di 100 elementi
• 84 lanci effettuati a partire dal 1998
– 54 russi, 28 Shuttle USA, 1 europeo (ATV)
• 119 EVA effettuate per un totale di circa 750 ore
– 28 STS-based, 91 ISS based
– ad “assembly complete” il totale degli EVA sarà 160
• 20 lanci al completamento (ISS Assembly Complete)
– 8 voli Shuttle (incluso STS-134/ULF6), di cui 3 MPLM
• Qualche dimensione
– Una volta completata:
• Peserà 420 tonnellate
• Avrà le dimensioni di un campo di calcio (108 x 79 m)
• Avrà un volume abitabile pari a quello di un Boeing 747 (935 m3)
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9Roma, 9 aprile 2009 - SP
Dove si trova
• In orbita attorno alla Terra
– Ruota intorno alla Terra ad una altezza di circa 400 Km (350÷460).
– Viaggia da ovest verso est e l’orbita è inclinata di 51,6° rispetto
all’Equatore
– La sua velocità è di 28.000 Km/h (da Roma a Milano in 1 minuto)
• Cosa si vede dalla Stazione Spaziale
– 90 minuti per un orbita completa attorno alla Terra
– L’equipaggio vede 16 albe e 16 tramonti in un giorno
– Copre nella sua orbita l’85% della superficie terrestre (95% della
popolazione mondiale)
• ISS “locators”
– E’ l’oggetto più luminoso della volta celeste dopo Sole, Luna, Venere
– I siti web NASA ed ESA forniscono le coordinate di passaggio
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10Roma, 9 aprile 2009 - SP
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Piano di completamento
• nella prossima diapositive
– Reference Assembly Sequence Overview
• È il piano corrente di assemblaggio della ISS (agg.
al 3/2)
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Reference Assembly Sequence Overview (Last Updated: Feb. 3, 2009
IDRD Flight Program
History
A s - f lo wn
SSP 50110 MultiIncrement
Manifest (MIM)
Flight Planning
Data
Unde r R e v ie w [ δ]
F lt
D e liv e re d E le m e nt s
23-Dec-07
27P
P ro gress-M
05-Feb-08
28P
P ro gress-M
07-Feb-08
1E
09-M ar-08
A TV1
A TV
11-M ar-08
1J/A
JEM ELM P S; SP DM (SLP ); Sidewalls (c" )
08-A pr-08
16S
14-M ay-08
29P
31-M ay-08
1J
10-Sep-08
30P
P ro gress-M
So yuz-TM A
Co lumbus M o dule; ICC-Lite (c'')
So yuz-TM A (c')
P ro gress-M
JEM P M ; JEM RM S (c" )
12-Oct-08
17S
15-No v-08
ULF2
26-No v-08
31P
P ro gress-M
B a s e line d [ α]
F lt
D e liv e re d E le m e nt s
10-Feb-09
32P
P ro gress-M (e)
12-Feb-09
15A
S6 (c" ) (e) (41)
So yuz-TM A (47)
M P LM -P ; LM C (FHRC); Sidewalls (c" ) (40)
25-M ar-09
18S
7-M ay-09
22-A pr-09
33P
13-Jun-09
15-M ay-09
2 J/A
27-M ay-09
19S
24-Jul-09
30-Jun-09
34P
P ro gress
6-A ug-09
30-Jul-09
17A
M P LM -P , LM C, Sidewalls (c" ) (43)
10-No v-09
15-A ug-09
5R
M ini-Research M o dule-2 (M RM 2)
01-Sep-09
HTV1
30-Sep-09
20S
12-No v-09
15-Oct-09
ULF3
15-Oct-09
22-Oct-09
35P
25-No v-09
COTS
07-Dec-09
21S
04-Feb-10
10-Dec-09
20A
No de 3/Cupo la
26-Dec-09
21-Dec-09
36P
P ro gress
03-Feb-10
37P
P ro gress (e)
18-M ar-10
11-Feb-10
19A
M P LM -P , LM C, Sidewall
Unde r R e v ie w [ ξ]
B a s e line d [ β]
F lt
D e liv e re d E le m e nt s
M ar-10
22S
A pr-10
*ULF4
P ro gress-M (i)
JEM EF; ELM ES; ICC-VLD, Sidwalls (c" ) (42)
So yuz-TM A (a), (45)
E s t a blis h S ix P e rs o n C re w
HTV P LC, HTV EP (f)
So yuz-TM A (c), (46)
ELC1, ELC2, Sidwalls, (e), (45)
P ro gress
COTS Drago n Demo C2
So yuz (c), (48)
So yuz (c)
ICC-VLD (6 B atteries, EOTP , SGA NT, SGA NT B o o m); M ini-Research M o dule-1(M RM 1) (M LM Radiato r, M LM A irlo ck, P WP , ERA
Elbo w Spare); Sidewall-1(P FRA M ) -- Rtn: ICC-VLD (6 End-o f-Life B atteries, RON ORU); Sidewall-1(LWA P A )
A pr-10
38P
P ro gress
ELC3 (SA SA , FHRC, A TA , Utilizatio n (pp), SM M M OD Shields, M M OD B ases); ELC4 (SP DM A rm, 2 CTCs, SA SA , SHOSS ED, HP GT);
M ay-10
*ULF5
Sidewalls-1,2 (M ISSE-7A & 7B FSE); -- Rtn: Sidewalls-1, 2 (M ISSE-7A & 7B )
IS S A s s e m bly C o m ple t e
[α] B aseline data per IDRD Flight P ro gram CD 011381
[β] B aseline data per Interim Rev. J CD 11191
[δ] B ased o n Flight P ro gram CR 011517
[ξ] B ased o n Interim Rev J CR 11191
(a) Crew A ugmentatio n Flight
(b) Crew Ro tatio n Flight (Crew Return Only)
(c) Crew Ro tatio n Flight
(c') Split Crew Ro tatio n Flight (Co mmander and Flight Engineer ro tatio n)
(c'') Split Crew Ro tatio n Flight (Flight Engineer ro tatio n)
(4) This data is o utside the Increment Definitio n and Requirements Do cument Flight P ro gram timeframe.
(14) A flight pro gram waiver and/o r deviatio n to SSP 50261-01has been identified fo r this Increment. See SSP 54019_5400 and SSP 54021_54022 fo r waiver/deviatio n ratio nale.
(37) Increment 19 begins with 17S undo ck and ends with 19S do ck. (h)
(38) Increment 20 begins with 19S undo ck and ends with 18S do ck. (h)
(40) Expeditio n crewmember returns o n 15A and duratio n is 101days. (e)
(41) Expeditio n crewmember returns o n 2J/A and duratio n is 134 days.
(42) Expeditio n crewmember returns o n 17A and duratio n is 65 days.
L’Italia al Kennedy Space Center:
(foto scattata nell’SSPF del KSC a Marzo 2004)
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14Roma, 9 aprile 2009 - SP
Le risorse e l’Utilizzazione della
Stazione Spaziale Internazionale
• Gli equipaggiamenti
e le risorse
• Le discipline
• I piani di
Utilizzazione
– PTP e COUP
• Risorse e
Utilizzazione nazionali
Equipaggiamenti e risorse di bordo
• La ricerca viene effettuata nei laboratori e sulle piattaforme esterne
• Lungo le pareti dei laboratori sono sistemati strutture standard simili
a grandi frigoriferi (“racks”)
• I racks alloggiano gli equipaggiamenti scientifici e forniscono le
risorse necessarie agli esperimenti
– potenza, raffreddamento, trasmissione dati, scarico, azoto gassoso,
strumenti di misura
• Ad oggi, sono 19 le “research facilities” a bordo
– includono “rack” standard e “rack” specializzati per disciplina, di cui 12
NASA, 5 ESA, 2 JAXA
– ad assemblaggio completo saranno 31, di cui 19 NASA
• Le piattaforme esterne permettono di effettuare esperimenti nello
Spazio esterno
– Sono presenti sulla struttura a trave (ELC), sul Columbus (EPF), sul
JEM (JEM-Exposed Facility)
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16Roma, 9 aprile 2009 - SP
Equipaggiamenti e risorse NASA
• Ambiente pressurizzato
– Expedite the Processing of Experiments to the Space Station (EXPRESS) Racks
• in US-Lab: ER#1, ER#2, ER#6 (galley); in COF: ER#3; in JEM: ER#4, ER#5, ER#7; ER#8
– Rack specializzati per disciplina (Facilities)
•
•
•
•
HRF-1 (Human Research Facility-1) [USL/COF]
HRF-2 (Human Research Facility-2) [USL/COF]
Microgravity Science Glovebox (MSG) [USL/COF]
Minus Eighty-degree Laboratory Frezeer for ISS (MELFI)
– MELFI e MELFI-2 a bordo, MELFI-3: lancio nel 2010) [JEM]
•
•
•
•
CIR (Combustion Integrated Rack) [USL]
FIR (Fluids Integrated Rack) [USL]
MSRR (Materials Science Research Rack) [USL]
Space Dynamically Responding Ultrasound Matrix System (SpaceDRUMS)
– Express-based facility [ER#5]
• MARES (Muscle Atrophy Research and Exercise System) [COF]
• WORF (Window Observational Research Facility) [USL]
• Ambiente non pressurizzato
– Expedite the Processing of Experiments to the Space Station (EXPRESS) Logistic
Carrier (ELC)
• sulla truss: ELC1, ELC2, ELC3, ELC4 (lancio 2009-10)
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17Roma, 9 aprile 2009 - SP
Expedite the Processing of Experiments to the
Space Station (EXPRESS) Racks
• Controllo termico
• Struttura di supporto per esperimenti in ambiente pressurizzato
• Struttura esterna: International Standard Payload Rack (ISPR)
• Payloads indipendenti
– Volume interno 2ft³=0.05664 m³
• Controllo:
– da Terra: Payload Rack Officer (NASA Marshall)
– in orbita: Crew ISS
– ad acqua
– ventilazione forzata
• Potenza elettrica: 2kW a 28Vdc
• Distribuzione Dati e Video
– RS-422
– Ethernet
• Azoto e possibilità di creare il vuoto
Standard Modular Stowage Locker
Express Rack 8/2 Configuration
Image provided by NASA
Image provided by NASA
“Research Facilities” NASA
• HRF-1/HRF - 2 (Human Research Facility-1/-2)
• studi sugli effetti di un volo spaziale sull’uomo
• adattamento allo spazio&microgravità (Psicologia, Chimica, Biomedicina)
• MELFI (Minus Eighty-degree Laboratory Frezeer for ISS)
• conservazione campioni a +4 °C, -26 °C, -80 °C
• CIR (Combustion Integrated Rack)
• analisi fisica delle combustioni in microgravità
• FIR (Fluids Integrated Rack)
• analisi comportamento dei fluidi in microgravità
• MARES (Muscle Atrophy Research and Exercise System)
• analisi degli effetti della microgravità sull’apparato locomotore
• MSRR-1 (Materials Science Research Rack-1)
• analisi in microgravità di componenti termiche/chimiche dei materiali
• WORF (Window Observational Research Facility)
• osservazione della Terra e dello Spazio
• SPACE-DRUMS (Space Dynamically Responding Ultrasound Matrix System)
• contenimento di campioni senza contatto con le pareti
• Express-based facility [ER#5]
HRF-1
MELFI-1
SpaceDRUMS
in ExPRESS 5
WORF
CIR
FIR
MARES
MSSR
“Research Facility” NASA
2 Human Research
Facility Racks
5 ExPRESS Racks
1
Combustion
Integrated Rack
Materials Science
Research Rack
2A
Window
Observational
Research Facility
5
3A with
EMCS
Microgravity
Science
Glovebox
4
ExPRESS-6
(Galley and
Research)
Minus Eighty-Degree
Laboratory Freezer for ISS
Copyright ASI 2009
a bordo
Fluids
Integrated Rack
ExPRESS-7 & 8
MELFI-2
Courtesy by NASA
MELFI-3
20
SpaceDRUMS
in ExPRESS 5
Muscle Atrophy
Research Exercise
System (MARES)
20Roma, 9 aprile 2009 - SP
2009-2010
EXPRESS Logistics Carrier (ELC)
• Struttura di supporto per Payloads Esterni
• Osservazione dello spazio profondo e/o Terra
• 12 locazioni, di cui 2 con potenza e dati per payload
• Trasporto: Shuttle Cargo Bay
• Trasferimento su ISS: SSRMS, STS RMS
• Piano di lancio
• ELC1/2: ULF3 (‘09); ELC4: ULF5 (‘10); ELC3: ULF6 (‘10)
Single Adapter Site
• Capacità di Carico: 230 kg con un volume di 1 m³
• Potenza: 750 W @ 28 VDC per adapter
• Interfaccia dati ELC/Payload:
• High Rate Data Link (HRDL): 95 Mbps max (fibra ottica)
• Medium Rate Data Link (MDRL): 10 Mbps max (Ethernet)
• Low Rate Data Link (LRDL): 1 Mbps max
• Raffreddamento: passivo
• Osservazione Payloads: video camere ad alta qualità
Courtesy by NASA
EXPRESS Logistics Carrier (ELC)
ELC3
ELC2
ELC1
ELC4
ELC3
ELC2
ELC4
ELC1
Rappresentazione artistica del EXPRESS Logistics Carrier (ELC) montato sul lato sinistro della ISS (port truss 3 - P3) e
sul lato destro della ISS (starboard truss 3 – S3).
Copyright ASI 2009
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22Roma, 9 aprile 2009 - SP
Le discipline
•
Le attività sperimentali condotte sulla ISS si concentrano sulle seguenti discipline:
– Fisiologia umana e sviluppo di contromisure per l’esplorazione
• Esperimenti biomedici per studiare gli effetti dello Spazio sull’uomo ed utilizzare i risultati per
lo sviluppo di contromisure verso gli effetti negativi della permanenza prolungata (Nutrition,
Journals, Interaction, Epstain-Barr, Integrated Immune, Integrated Immune-SDBI, Latent
Virus, CCM-Immune Response, CCM-Wound Repair, Stability)
– Scienza della vita e scienze fisiche in microgravità
• Indagini su processi fisici, chimici, biologici fondamentali che a terra sono mascherati dagli
effetti della gravità (CFE, InSPACE-2, CSLM-2, Microbe)
– Osservazione della Terra ed attività didattiche
• La ISS copre nella sua orbita più del 90% della regioni abitate (CEO, CEO-IPY)
• Centinaia di scuole hanno utilizzato la fotocamera di bordo (EarthKAM) e partecipato ad
attività di ricerca (MISSE-2, MISSE-3 and 4)
– Sviluppo di tecnologie
• Sviluppo di tecnologie abilitanti per il programma di esplorazione del sistema solare (SAME,
DAFT, MISSE, LOCAD-PTS)
•
•
155 esperimenti condotti da quando la ISS è abitata, di cui 94 completati [mar ‘08]
Un database delle ricerche effettuate sulla ISS è mantenuto dal NASA sul sito “ISS
Program Scientist Toolbox” (http://iss-science.jsc.nasa.gov/payload_picker.cfm)
Copyright ASI 2009
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23Roma, 9 aprile 2009 - SP
I piani di Utilizzazione
• Programmazione tattica: IDRD Annex 5 - Payload
Tactical Plan (PTP)
– contiene la lista dei payload sulla ISS nell’Incremento con gli
associati obiettivi sperimentali e la priorità assegnata,
l’allocazione di tempo astronauta, i requisiti di utilizzazione in
termini di risorse al lancio, al ritorno, in orbita; contiene la
topologia dei payload nella ISS
– è approvato dal Multilateral Payload Control Board
– in corso: PTP per Incremento 19/20 (apr-ott 2009). In
approvazione: PTP Incr. 21/22 (ott ’09-mar ‘10). Avviato il
processo per PTP Incr. 23/24 (mar-set 2010)
– nel PTP per l’Incremento 19/20:
• allocazione ore astronauta: totale circa 1150, di cui 800
NASA e circa 28 ASI
• requisito massa al lancio su 17A: circa 3.500 kg, di cui 3.200
NASA e 95 ASI
Copyright ASI 2009
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24Roma, 9 aprile 2009 - SP
I piani di Utilizzazione
• Programmazione strategica: Consolidated
Operations and Utilization Plan (COUP)
– contiene la previsione di risorse disponibili per la
utilizzazione ed i piani di operazione e di utilizzazione
– è approvato dal Multilateral Coordination Board
– il COUP in corso (Dic ‘08) copre il periodo 2008-2015
– previsione risorse disponibili 2010-2015
•
•
•
•
•
Up-mass 40.450 kg, di cui NASA 76,6%
Down-mass 9.000 kg, di cui NASA 76,6%
Rack pressurizzati: 31 (allocazione NASA 20,5)
Locazione esterne: 22 (allocazione NASA 14,5)
Tempo astronauta: 1750 ore/anno (NASA 1340,5)
L’allocazione delle risorse tra i partner internazionali è: NASA, 76,6%; GOJ, 12,8%;
ESA, 8,3%; CSA, 2,3%
Copyright ASI 2009
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25Roma, 9 aprile 2009 - SP
Utilizzazione nazionale
• Tramite l’MOU per gli MPLM, ASI ha acquisito una quota di diritti di
utilizzazione della Stazione Spaziale pari ad una frazione delle risorse
NASA
– ASI ha diritti di utilizzo (allocazioni in ambiente pressurizzato e esterne, upload,
download, massa, volume, energia, crewtime, dat) pari a 0,85% della quota
NASA, equivalente allo 0.6% delle risorse complessive ISS (Art. 9 MoU)
– corrisponde circa (secondo COUP 1999):
•
alla occupazione permanente di un volume pressurizzato pari a 2 MDLE (Middeck
Locker Equivalent) [¼ di rack]
• alla disponibilità per tre mesi/anno di uno slot su ELC
– accesso alla “research facility”
• modalità in via di definizione tra ASI e NASA
– questa allocazione è leggermente ridimensionata da COUP 2008-2015
• Nel 2001, ASI ha promosso un piano di utilizzazione che prevede la
conduzione di esperimenti a bordo e lo sviluppo degli
equipaggiamenti necessari
– il piano è stato aggiornato nel 2006 e nel 2008
– il piano deve essere adeguato alla allocazione di risorse del COUP 2008
– il prossimo aggiornamento è atteso come prodotto delle iniziative lanciate con il
presente Workshop
Copyright ASI 2009
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26Roma, 9 aprile 2009 - SP
Utilizzazione nazionale
• Dal 2001, ASI ha imbarcato 6 payload e condotto esperimenti
per circa 90 ore astronauta
– APCF (ESA su risorse ASI), HPA, ALTEA, Esperimenti Missione
Esperia (HPA, SPORE, FRTL-5), ELITE-S2
• 3 payload italiani sono attualmente a bordo (HPA, ALTEA,
ELITE-S2)
– ALTEA sarà riattivato in modalità DOSI (dosimetria senza soggetto
umano) nel corso del 2009
– la riattivazione di ELITE-S2 è programmata per il 2010
• La prossima missione prevista è MDS, Mice Drawer System
ad Agosto del 2009
– primo esperimento su animali di lunga permanenza nello spazio
– il modello di volo è stato consegnato al KSC
• settimana scorsa ha completato con successo il test di integrazione
– sono in corso negoziati con NASA per una seconda missione nel 2010
Copyright ASI 2009
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27Roma, 9 aprile 2009 - SP
Il processo di integrazione dei p/l
della ISS
• Processo di manifesto dei p/l
• Processo di integrazione dei p/l
• Fasi della integrazione
INTERNATIONAL
SPACE STATION
– Strategica, tattica, operazioni
• Documenti di requisito e
“Agreementes”
PAYLOAD PROCESS OVERVIEW
Le diapositive di questa sezione sono estratte dalla presentazione NASA “Payload Process Overview”
Il processo di manifesto dei p/l
A payload’s RPO sponsor initially responds to the RPWG “Call for Payloads” with a list of candidate
payloads and resource requirements for consideration. This action starts the manifesting process.
Payload-specific Resource
Definition and Two-pagers
(RPO/RIO)
ISS Payloads Office
Feasibility Assessments
(Integration Organizations)
Payload-prioritization
(Lead Increment Scientist)
~ Increment minus 19 months
Flight &
Increment-specific
Utilization
Allocations
(ISS Program Office)
Research Planning
Working Group
(RPWG)
Launch Schedules
(Shuttle, Russians,
ESA, JAXA, ISS
Program Office)
(Up/downmass,
Crewtime, Power, etc)
Increment-specific Research Plan
ISS Payloads
Control Board
Payload Tactical
Plan (PTP)
~ Increment minus 16 months
Copyright ASI 2009
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29Roma, 9 aprile 2009 - SP
Processo di integrazione dei p/l
Strategic
I-36M
I-16M
Requirements Definition
(Design, Development, Test,
Safety, and Verification)
PDR
CDR
Operations
Tactical
~L-1M
Manifest
Approved
Real Time Operations
(Research)
Requirements
Documentation
• IRD’s
• IDD’s
Requirements
Documentation
Updates
…but requirements can be updated due
to new requirements or clarification of
existing requirements
Agreement
Documentation
• PIA’s
• ICD’s
Copyright ASI 2009
Verification
Data
Submittals
Post Flight Ops
(H/W, Data Return)
Increment
Stage
Launch
Baselined program requirements drive
development of payload ICD’s…
Crew Return
~6M
Mission Integration
(Increment Planning)
ISS Crew
Rotation
Post-flight
Stage
Launch
Stage
Launch
Launch
PIRN’s
RCAR’s
ERCAR’s
Certification of Flight
Readiness (CoFR)
• OWTL’s
• CoFR Checklist
• CoFR Letters
30
ISS Crew
Rotation
Payload can
be on-orbit at
this time
Verification
Data
Submittals
CoFR
Stage by Stage
• OWTL’s
• CoFR Cklist
• CoFR Letter
Payloads still require integration support
after they are operational on-orbit
30Roma, 9 aprile 2009 - SP
Fase strategica
TYPICAL STRATEGIC TIMEFRAME
Preliminary
Design
Review
Export
Classification
Letter
Critical
Design
Review
Payload Integration
Agreement (PIA)
Development
Phase II
Safety Review
PIA, Hardware ICD,
PVP Baseline
Develop Product
Delivery Schedule
ISS
Design Support
Teams
Payload Tactical Plan
(Inc/Flt Assignment)
Payload Development and Verification
Begin Technical
Interchange Meetings
Ops Nomenclature, Payload Displays,
Software ICD Development
Phase 0/I Safety Review
Hardware Interface Control Document (ICD),
Payload Verification Plan (PVP) Development
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Resource
Requirements
Definition
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Identifies the initial processes for
the Payload Integration activity
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Fase tattica
TYPICAL TACTICAL TIMEFRAME
~L-16 to
L-12M
~L-12 to
L-6M
Manifest and Stowage,
Drawings,
KSC Data Sets
Training Units
Delivered,
Planning Data Set,
Operations Data Set
Initial Procedure
Development
~L-6 to
L-1M
Phase III
Safety Review
Payload Rack Checkout Unit
(PRCU) Testing at KSC
Crew Training
Payload Turnover for
Launch Vehicle
Integration
Baseline Datasets:
Command & Data
Handling, Manifest and
Stowage, Drawing,
Procedures and Displays
• Shuttle Middeck
• Multipurpose Pressurized
Logistics Module (MPLM)
• Soyuz/Progress
• ATV
• HTV-II
ISS Interface Verification
Note: EXPRESS Sub-rack payloads will have a compressed integration cycle.
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Operazioni
TYPICAL OPERATIONS TIMEFRAME
~L+2 days up through 6 months or more on-orbit
Certification
of Flight
Readiness
Launch
On-Orbit
Operations
Landing
Post-Landing
Payload
Processing
• Hardware De-integration
• Sample Return
• CoFR documentation
addresses both hardware
launch and Stage operations
Requirements
Documentation
and Verification
Paperwork
Copyright ASI 2009
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Documenti di integrazione
Station Program Implementation Plan (SPIP)
Agency
to
Agency
Payload Integration Implementation Plan (PIIP)
Integration Timeline
Program
to
Payload
Other Requirements
(Safety, OpNom, etc.)
Integration
Requirements
• SPIA
• IRD’s
(Standard PIA)
(Interface Requirements Documents)
• Schedule Template
(Interface Definition Documents)
• PIA
(Payload Integration Agreement)
• IDD’s
• ICD’s
(Interface Control Document)
• Applicability Matrix
Payload
to
Program
• PIM Schedules
• Status Reports
• Verification
Requirements
• Verification Data
• CoFR
Continuing onorbit tasks
• Recertification
• RCAR
• CoFR
(Certification of Flight Readiness)
• OWTL’s
(Open Work Tracking Log)
• CoFR
Checklists
• CoFR Letters
• Stoplights
• Data Sets
Management CoFR Reporting
Integration Agreements
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Documenti di integrazione
Negotiated Agreements
Documents joint agreements to manage and execute
roles and responsibilities for payload integration.
Unique PIA
Documents negotiated product and hardware
delivery dates.
PIM Schedule
Strategic
Payload Unique ICD/
Verification Requirements
Payload Safety
Data Package
Tactical
Payload Tactical Plan
Payload Unique
Data Sets
Copyright ASI 2009
What they do for the Payload Developer
Defines payload hardware and software interfaces with ISS.
Details interface verification requirements.
Documents payload hazards, hazard controls, and hazard
control verification.
Documents detailed payload resource requirements.
Document detailed payload requirements for technical disciplines:
• Payload Training
• Payload Operations
• EVA/EVR
• Ground Data
Services
• KSC Support
Requirements
• Payload Procedures
and Displays
• Payload Planning
Requirements
• KSC Technical
Requirements
• Manifest and
Stowage
• Command and
Data Handling
• Payload Configuration and Drawings
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Documenti di integrazione
• Requirements ensure safety, interface, and operations compatibility
Safety Requirements Documents
• NSTS 1700.7B, “Safety Policy and Requirements for Payloads using the Space Transportation System”
• NSTS 1700.7B, ISS Addendum, “Safety Policy and Requirements for Payloads Using the International Space Station”
• NSTS/ISS 13830, “Payload Safety Review and Data Submittal Requirements for Payloads Using the ISS”
• NSTS/ISS 18798, “Interpretations of NSTS/ISS Payload Safety Requirements”
• KHB 1700.7, “Space Shuttle Ground Safety Handbook”
• SSP 52005, “Payload Flight Equipment Requirements and Guidelines for Safety-Critical Structures”
• SSP 57025, “ISS Payload Interface System Fault Tolerance Document”
Standard Requirements Documents (partial listing)
• SSP 52000-PDS, “Payload Data Sets Blank Book”
• SSP 52054, “ISS Program Payloads Certification of Flight Readiness Implementation Plan, Generic”
• SSP 57000, “Pressurized Payloads Interface Requirements Document”
• SSP 57003, “Attached Payload Interface Requirements Document”
• SSP 57061, “Standard Payload Integration Agreement for Attached Payloads”
• SSP 57072, “Standard Payload Integration Agreement for Pressurized, Small, and ExPRESS/WORF Rack Payloads”
• IP requirements also exist for integration into partner modules, elements, or facilities
Joint Agreements are required in the following disciplines
• Safety Requirements
• Command and Data Downlink Requirements
• Physical Interface Requirements
• Operational Requirements
• Human Factors Requirements
• Crew Training Requirements
• Electrical/Thermal Interface Requirements • Transportation to/from Orbit Requirements
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•
•
Ground Data
Services
EVA/EVR
Requirements
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Human Factors Requirements
• Gli esperimenti che hanno come soggetto un
membro dell’equipaggio necessitano di
– “Informed Consent” dall’astronauta soggetto
– approvazione dal “Medical Board” dell’Agenzia di
appartenenza
– approvazione dal CPHS (Committee for the
Protection of Human Subjects)
– approvazione dal HRMRB (Human Research
Multilateral Review Board)
• Il processo è lungo e deve essere avviato per
tempo
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