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ATV-4: On duty at the International Space Station (Italian)
 

ATV-4: On duty at the International Space Station (Italian)

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Mission overview: The flight of ATV Albert Einstein 2013. Published by the Strategic Planning and Outreach Office of the ESA Directorate of Human Spaceflight and Operations.

Mission overview: The flight of ATV Albert Einstein 2013. Published by the Strategic Planning and Outreach Office of the ESA Directorate of Human Spaceflight and Operations.

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    ATV-4: On duty at the International Space Station (Italian) ATV-4: On duty at the International Space Station (Italian) Document Transcript

    • 1ATV Albert Einstein→ IN SERVIZIO PRESSO LA STAZIONE SPAZIALE INTERNAZIONALE
    • 2European Space AgencyFin dagli inizi dellera spaziale, lEuropa ha partecipatoattivamente alle missioni nello spazio. Oggi lanciasatelliti per losservazione della Terra, la navigazione,le telecomunicazioni e gli studi astronomici, inviasonde in punti remoti del sistema solare e collaboraalle esplorazioni umane dello spazio.Lo spazio è una risorsa fondamentale per lEuropa euna preziosa fonte di informazioni per trovarerisposte alle sfide globali. Lo spazio forniscetecnologie e servizi indispensabili e aumenta lanostra comprensione del pianeta Terra e delluniverso.Dal 1975 lEuropean Space Agency (ESA) è protagonistadello sviluppo di queste competenze spaziali.Riunendo le risorse dei 20 Stati membri, lESA svolgeprogrammi e attività che vanno ben oltre lecompetenze e gli interessi di ogni singolo statoeuropeo, sviluppando i lanciatori, i veicoli spaziali e lestrutture a terra che permettono allEuropa dimantenersi allavanguardia della ricerca spazialeglobale.Fanno parte dellESA 20 Stati membri: 18 statidellUnione Europea (Austria, Belgio, Repubblica Ceca,Danimarca, Finlandia, Francia, Germania, Grecia,Irlanda, Italia, Lussemburgo, Paesi Bassi, Portogallo,Romania, Spagna, Svezia e Regno Unito) più Norvegia eSvizzera.Altri otto paesi della UE hanno Accordi di Cooperazionecon lESA: Estonia, Slovenia, Polonia, Ungheria, Cipro,Lettonia, Lituania, Malta e Repubblica Slovacca. LaBulgaria sta negoziando un Accordo di Cooperazione. IlCanada partecipa ad alcuni programmi in base a unAccordo di Cooperazione.Immaginecompostaincopertina:ESA–K.Lochtenberg
    • 4 DESCRIZIONE DELLA MISSIONE Il volo dell’ATV Albert Einstein10 AL SERVIZIO DELLA STAZIONE SPAZIALE INTERNAZIONALE Una costante fornitura di approvvigionamenti18 VERSO L’OBIETTIVO In volo verso la Stazione22 SPIRITO DI SQUADRA Assistenza da terra per l’ATV25 FINE DELLA MISSIONE Smaltimento dei rifiuti26 IL SUCCESSORE ATV Georges LemaîtreESA e il logo ESA sono marchi commercialidellAgenzia Spaziale Europea. Lariproduzione o la distribuzione di materialeidentificato come protetto da copyrightdi terze parti deve essere autorizzata daltitolare di copyright.Data: aprile 2013Copyright © 2013 European Space Agencywww.esa.int/atvwww.youtube.com/ESA@esa@esaoperationsPubblicato dallo Strategic Planningand Outreach Office del Direttorato ESAdi Human Spaceflight and Operations.ESTEC, PO Box 2992200 AG NoordwijkPaesi Bassiemail: hsocom@esa.intblogs.esa.int/atvwww.flickr.com/europeanspaceagency
    • 4→ DESCRIZIONE DELLA MISSIONEIl volo dell’ATV Albert EinsteinESA/NASA
    • 5Uno dei veicoli più affidabili e complessi mai costruiti in Europa èpronto per un altro viaggio verso la Stazione Spaziale Internazionale(ISS). Intitolato ad Albert Einstein, il quarto Automated TransferVehicle (ATV-4) contribuisce a mantenere la Stazione e i sei membridel suo equipaggio in perfette condizioni operative.L’ATV Albert Einstein decollerà dallo spazioporto europeo di Kourou,nella Guiana francese, su un lanciatore Ariane 5 ES nel giugno2013. Il veicolo svolge un ruolo fondamentale nella logistica dellaStazione, fungendo da navetta di trasporto, struttura di stoccaggioe rimorchiatore spaziale. Come i suoi predecessori, il nuovo ATVtrasporterà 6,6 tonnellate di carico e manterrà la Stazione in orbitaper sei mesi.L’ATVhalamassimacapacitàdicaricotratuttiiveicolichefannovisitaalla Stazione Spaziale Internazionale. Trasportando una quantitàdi carico pressurizzato maggiore rispetto a tutti i predecessori, ilquarto ATV della serie fornirà un supporto ancora più significativoalla Stazione.Nella sua funzione di rimorchiatore spaziale, utilizzerà 2380 kgdi propellente. I propulsori dell’ATV Albert Einstein aiuteranno laStazione a contrastare l’attrito atmosferico che le fa perdere 100m di quota al giorno. L’ATV è anche in grado di spingere la Stazioneper evitare i detriti spaziali. Provvede inoltre al controllo dell’assettoquando altri veicoli sono in fase di avvicinamento.Come cargo spaziale, l’ATV trasporta 2700 kg di carico pressurizzato,costituito da apparecchiature scientifiche, parti di ricambio, cibo evestiti per gli astronauti. Trasporta inoltre 100 kg di gas, oltre 500litri di acqua potabile e circa 800 kg di propellente – fluidi cheverranno pompati.Le necessità della Stazione cambiano ad ogni missione e vi sonosempre richieste di ogni tipo all’ultimo minuto. Un nuovo LCAM(Late Cargo Access Means) permetterà di imbarcare contenitoripiù voluminosi e pesanti nelle ultime settimane prima del lancio. Ilsistema permette di operare con maggiore flessibilità quando l’ATVsi trova già sul vettore Ariane 5.Il cosmonauta russo Pavel Vinogradov sarà il principale controlloredell’ATV Albert Einstein durante l’avvicinamento alla Stazione. Ilveicolo da 20 tonnellate è in grado di navigare in piena autonomia edi agganciarsi automaticamente alla Stazione.Una volta agganciato, l’ATV Albert Einstein verrà utilizzato comemodulo supplementare dagli astronauti a bordo. Dopo circa seimesi, ripartirà dalla Stazione carico di alcune tonnellate di acquereflue, materiali ed attrezzature non più necessari. L’ultimo viaggiodell’ATV Albert Einstein sarà un rientro controllato e distruttivonell’atmosfera terrestre.
    • 6I primati dellATV• Il veicolo spaziale più pesante mai lanciatodall’ESA• Il veicolo spaziale più pesante mai lanciato su unrazzo Ariane• Può trasportare in totale circa tre volte il caricoutile dei cargo russi e un carico leggermentesuperiore a quello del veicolo giapponese HTV• La maggiore capacità di riposizionamentoorbitale tra tutti i veicoli che visitano la Stazione• Può eseguire un attracco automatico allaStazione con un margine di errore inferiore ai seicentimetri• Il software di volo più sofisticato mai sviluppatodall’ESA.T +00:00:00DecolloT + 00:02:18Separazioneprimo stadioT + 00:03:29Sgancio del fairing,guscio protettivodel veicoloT + 00:09:01SeparazionesecondostadioT + 01:06:39SeparazioneATV00AltitudineVelocitàkmkm/h618300kmkm/h10710 100kmkm/h13326 100kmkm/h27327 800kmkm/hDestinazione: Stazione Spaziale InternazionaleESA
    • Dati principaliSito di lancio Kourou, Guiana franceseData di lancio 5 giugno 2013Lanciatore Ariane 5 ESAttracco seconda metà giugno 2013Distacco autunno 2013ATV-4Diametro 4,5 mLunghezza 9,8 mMassa totale del veicolo 12 039 kgPannelli solari spiegati 22,3 mLanciatore Ariane 5 ESAltezza 50,5 mDiametro 5,4 mPeso al decollo 760 tonnellateCarico utile dopo il lancio 19,8 tonnellateNumero di missioni 69° volo di Ariane 5Dati aggiornati allaprile 2013. Le date esatte di lancio e attracco possono variare.Rendezvous e attraccoFino a due settimanePeriodo di aggancioSei mesiUn lancio 3DPer la prima volta in un lancio europeo verràprodotto un video 3D di una delle fasi piùdelicate della missione dell’ATV Albert Einstein:la separazione del veicolo dal suo vettore Ariane5. Una coppia di telecamere in configurazionestereoscopica verrà montata sul fairing perosservare il veicolo e il lanciatore come non èmai stato fatto fino ad oggi. Questo video 3Doffrirà nuove prospettive per migliorare la nostracomprensione dei lanci.ESA–G.AnticoESA–I.Baroncini7
    • 8Albert Einstein va nello spazioNe “I fondamenti della teoria generale della relatività”Albert Einstein ipotizza la deflessione dei raggi luminosida parte della materia. Tale ipotesi fu confermatadall’astronomo britannico Arthur Eddington che osservòi raggi luminosi provenienti da stelle distanti deflettersiattorno al nostro Sole durate una eclissi solare nel 1919.Tale osservazione fu considerata la prova conclusiva dellavalidità della teoria.I contributi di Einstein alla scienza hanno capovoltola nostra percezione dell’universo e i risultati del suolavoro guidano i nostri veicoli spaziali. Lo scienziatonacque nel 1879 in Germania, ma studiò in Svizzera dovelavorò inizialmente presso l’Ufficio Brevetti di Berna. Quisviluppò le sue idee rivoluzionarie e pubblicò quattrolavori scientifici fondamentali sull’effetto fotoelettrico,il moto browniano, la relatività ristretta e l’equivalenzamassa-energia.Con le sue teorie sulla relatività e l’equazione tra materiaed energia (E=mc2), Einstein è divenuto un’icona delventesimo secolo. All’età di 42 anni gli fu assegnato ilpremio Nobel per la fisica.Anche l’ATV Albert Einstein ha stretti legami con laSvizzera: sono di costruzione elvetica parti della suastrutturaesottosistemicomeirack,ilmontacarichiLCAM,la protezione contro i detriti meteoritici e fondamentaliunità elettroniche.Sinistra: Albert Einstein durante una lezione in Francia negli anni venti.Destra: prima pagina del manoscritto “I fondamenti della teoria generale dellarelatività”. (Archivi Albert Einstein–Università ebraica di Gerusalemme)
    • I contributi di Einstein allascienza hanno capovolto lanostra percezionedell’universo.9
    • 10→ AL SERVIZIO DELLA STAZIONE SPAZIALE INTERNAZIONALEUna costante fornitura di approvvigionamentiESA/NASA
    • 11Gli ATV, con la loro grande capacità di carico, sonoessenziali per portare rifornimenti alla Stazione SpazialeInternazionale. Con una missione all’anno, il veicolospaziale europeo offre il maggiore supporto propulsivotra tutti i veicoli che visitano la Stazione in orbita. L’ATVrappresenta il contributo dell’Europa ai costi operativi dicostruzione e manutenzione della Stazione.La Stazione Spaziale Internazionale è un eccellenteesempio di cooperazione globale, che vede Europa, StatiUniti, Russia, Giappone e Canada impegnati in una dellepiù vaste partnership nella storia della scienza e dellatecnica. Questo avamposto umano in orbita terrestre è untrampolino di lancio per le future esplorazioni spaziali.Da oltre un decennio, la ISS riunisce l’umanità in unprogetto comune di vita e lavoro nello spazio. Il complessoda 450 tonnellate ha le dimensioni di un campo da calcio– uno spazio sufficiente per l’equipaggio e per un grannumero di esperimenti scientifici. Non vi è luogo sullaTerra dove si possa trovare un laboratorio simile.Questo laboratorio internazionale ad alta quota èprovvisto delle tecnologie più sofisticate per la ricercascientifica in settori quali la fisiologia umana, la biologia,la fisica fondamentale, la scienza dei fluidi e dei materiali,l’osservazione della Terra e la scienza spaziale.Lo sapevate?• Quando il cielo è limpido, all’alba o al tramonto,la Stazione Spaziale Internazionale è visibile aocchio nudo dalla Terra• La Stazione è più grande di un normaleappartamento di cinque stanze, vi sono duebagni, attrezzature sportive ed un modulo avolta con finestre a 360° chiamato Cupola• La sua costruzione in orbita è iniziata nel 1998.Dal 2000 è occupata in modo permanente.Nessun’altra stazione spaziale è mai stataabitata così a lungo• L’orologio a bordo della Stazione è rallentatodello 0,0000000014% rispetto agli orologi aterra a causa della relatività, un effetto previstoda Albert Einstein• Per costruire la Stazione ed effettuarne lamanutenzione, sono stati compiuti più di 130voli spaziali e 170 passeggiate spaziali da partedegli astronauti.• Per portare i rifornimenti alla Stazione Spazialevengono impiegati diversi veicoli senzaequipaggio: l’ATV europeo, le Progress russe,l’HTV giapponese e lo statunitense Dragon, acuiprestosiaggiungeràlanavettacommercialeCygnusQuesto avamposto umanoin orbita terrestre è untrampolino di lancio per lefuture esplorazioni spaziali.
    • 12Antenne GPSSistema di protezione damicrometeoroidi e detriti orbitali8 rack di carico usati comestiva per le attrezzatureSensore stellare(star tracker)Sistema di attraccoESA–I.Baroncini
    • 4 ugelli del propulsoreprincipale28 propulsori dicontrollo assetto efrenantiPannelli solariAvionicaSerbatoi del propellenteSerbatoi di acqua e gasI MODULI DELL’ATV1 Integrated Carco Carrier Trasporta tutto il carico per il rifornimento dellaStazione. Può contenere fino a 7 tonnellate circadi carico pressurizzato e fluidi.2 Avionics Module Contiene la “mente” di importanza fondamentaleper l’ATV, come computer, giroscopi, sistemidi navigazione e controllo, apparecchiature didistribuzione elettrica e comunicazione.3 Propulsion Module Risolleva e manovra la Stazione per evitarepotenziali collisioni con i detriti spaziali. Ipropulsori non devono soltanto guidare il veicoloverso la Stazione, ma anche allontanarlo da essaal termine della missione.13
    • 14Lanciato nello spazio• 4° lanciosu un vettore Ariane 5 ES• Ariane 5 è alto 52 metri, quanto un edificio di 15 piani• Quando Ariane 5 lascia la piattaforma di lancio, il suo peso è dioltre 760 tonnellate, come 500 auto• Ariane 5 porta l’ATV in orbita circolare a 260 kmdi altezza,20volte superiore all’altezza di volo di un aereo passeggeri• Il modulo pressurizzato dell’ATV avrebbe potuto contenere AlbertEinstein in persona circa 100 volteAutomazione cosmica• Un sensore stellare abbinato a un ricevitore GPS è l’equivalentemoderno di tecniche di navigazione vecchie di secoli• L’ATV si aggancia alla Stazione Spaziale colpendo un obiettivodella larghezza di 60 cmcon un margine di errore di 6 cm,orbitando attorno allaTerra a una velocità di 28 000 km/he a un’altitudine di circa 400 km• Due astronauti controllano l’ATV durante l’avvicinamento allaStazione• L’ATV è pienamente operativo con i 4800 Wgenerati dalle suequattro ali di pannelli solari, una quantità di elettricità equivalentea quella utilizzata da un normale boiler per l’acqua caldaSollevamento della Stazione• La Stazione Spaziale Internazionale perde 50– 100 mdiquota ogni giorno• L’ATV Johannes Kepler detiene il record di sollevamento nello spaziodai tempi delle missioni Apollo sulla Luna: 40 kmcon una solaspinta• Propulsione combinata. L’ATV ha 32 propulsori: 4motori principalie 28propulsori di controllo dell’assetto e frenantiAssistenza 24 ore su 24• L’ATV Control Centre dispone di un team dedicato di60 persone↑ Ingegneri provano il sistema di attracco dell’ATV AlbertEinstein a Kourou, Guiana francese↑ Decollo del lanciatore Ariane 5 con l’ATV Edoardo Amaldidallo spazioporto europeo nella Guiana francese↑ La Stazione Spaziale con lATV Johannes Kepler visti dalloSpace Shuttle Discovery nel 2011ESA/CNES/Arianespace–OptiqueVideoduCSGESA–S.CorvajaESA/NASA
    • 15QualiservizivengonofornitiallaStazioneSpaziale?Il complesso da 450 tonnellate in orbita deve ricevereregolari approvvigionamenti per mantenersi pienamenteoperativo. Dal ritiro dello Space Shuttle americano,avvenuto nel 2011, l’ATV deve trasportare più caricopressurizzato e fare fronte a richieste dell’ultimo minuto.Nuovi carichi utili, apparecchiature per la ricerca e parti diricambio sono sulla lista d’imbarco.Tutto il carico pressurizzato, come cibo, esperimenti,utensili e indumenti, è imballato in speciali contenitoricontrassegnaticoncodiciabarre.L’etichettaturasemplificala gestione del carico da parte dell’equipaggio a bordo efacilita il lavoro di pianificazione a terra permettendo ditenere traccia dei materiali inviati sulla Stazione.I serbatoi dell’ATV sono pieni di acqua potabile e gas pergli astronauti (ossigeno, azoto e aria, in base alle necessitàdella Stazione). Durante il periodo di aggancio dell’AlbertEinstein, l’equipaggio può effettuare diversi trasferimentidi gas dall’ATV all’atmosfera della Stazione.I serbatoi possono contenere anche “acqua tecnica” peril funzionamento degli impianti della Stazione. L’ATV puòriempire i serbatoi russi di carburante per le manovre dipropulsione.Un carico pesanteIl carico dell’ultimo minutoIl cargo spaziale europeo si rinnova ad ogni missione peresserepiùflessibileeadattareilpropriocaricoalleesigenzedella Stazione. L’ATV Albert Einstein migliora le proceduredi carico nelle ultime fasi prima del lancio con un nuovoLCAM, un montacarichi speciale dotato di piattaformarotante. Un nuovo braccio è in grado di caricare contenitoridel peso massimo di 75 kg, vale a dire tre volte il peso chepoteva essere sollevato con il precedente LCAM.La nuova piattaforma permette di raggiungere ogni angolodel modulo pressurizzato anche quando l’ATV si trova giàsul lanciatore. Vi è inoltre più spazio per i carichi dell’ultimominuto.Gliultimicontenitoripossonoesserecaricatialcunesettimane prima del lancio, compresi i pacchetti personalicontenenti i doni preparati dalle famiglie degli astronauti.↑ Gli astronauti della NASA Cady Coleman e Scott Kellyscaricano i pacchetti personali per l’equipaggio dall’ATVJohannes Kepler nel 2011↓ Il team addetto al carico si assicura che ogni contenitoresia stivato nel modo più efficiente e sicuro possibileESA–K.MacDonnellESA/NASACARICO DIFLUIDI3910 kgCARICO TOTALE6607 kgCARICOPRESSURIZZATO2697 kgSupporto propulsivo 2380 kgPropellente per il rifornimento 860 kgAcqua 570 kgGas 100 kgCarico pressurizzato principale 1412 kgCarico pressurizzato per 1285 kgl’imbarco finale pre-lancio
    • 16Un ATV immacolatoDal momento in cui gli astronauti entrano nel veicolo inorbita, l’ATV diventa un modulo “abitato”. Tenendo contodei requisiti igienici della Stazione Spaziale, il modulopressurizzato viene disinfettato accuratamente prima dellancio.Batteri e funghi, principalmente di origine umana eambientale, sono ospiti indesiderati a bordo dell’ATVAlbert Einstein. Nell’atmosfera umida della Stazione,i microrganismi possono proliferare facilmente ecausare problemi non solo all’equipaggio ma anche alleapparecchiature di bordo. Nella stazione Mir, ad esempio,alcuni funghi colonizzarono i circuiti elettrici provocandocortocircuiti e mettendo a rischio l’incolumità deicosmonauti.Il team dell’ESA addetto alla disinfezione isola un’area di5–10 metri attorno al modulo pressurizzato dell’ATV AlbertEinstein.Indossandotutebianchesteriliearmatidisalviettee tamponi di cotone, gli addetti del team disinfettano l’ATVAlbert Einstein prima e dopo l’imbarco del carico.La disinfezione e il prelievo di campioni vengono effettuatinon solo all’interno del modulo pressurizzato, ma anche suognisingolooggettocaricatoabordodell’ATV.Inlaboratorio,gli scienziati valutano il grado di sterilità analizzando icampioni e ricercando la contaminazione microbica residuaattraverso analisi del DNA. Si procede quindi a escludere latossicità dell’aria per garantire che gli astronauti respirinoariapuraallaprimaaperturadelportellodell’ATV.Icampionid’aria vengono analizzati per verificare che non contenganosostanze chimiche nocive rilasciate nell’atmosfera delveicolo.Viene controllata attentamente anche la qualità deicirca 560 litri d’acqua proveniente da una sorgente italiana.Al termine della disinfezione, l’ATV Albert Einstein è quasicompletamente sterile e privo di microrganismi nocivi.L’obiettivo è garantire che l’ambiente abitabile dagliastronauti nello spazio sia mantenuto ai massimi livelli diigiene possibili. L’intero processo si svolge in sinergia conospedali e industrie farmaceutiche.Più spazio abitabileSebbene nessuno viaggi a bordo dell’ATV Albert Einstein, gliastronautivestitinormalmentepossonoaccedereallapartepressurizzata del veicolo dopo l’aggancio. Nei sei mesi chetrascorrerà agganciato alla Stazione, l’ATV Albert Einsteinfungerà da modulo abitabile temporaneo aggiungendoall’avamposto in orbita 45 m³ di volume utile a disposizionedell’equipaggio. Nelle precedenti missioni, l’ATV è statoapprezzato dagli astronauti come il luogo più tranquillodove lavorare a bordo.Rilevazione dei livelli di contaminazione dell’ATV Albert Einstein
    • 17L’ATV Albert Einstein contiene molti materiali utili alla scienza. Due esperimenti dell’ESAche riceveranno importanti rifornimenti sono:EnergyPer questo esperimento saranno forniticibo e kit di raccolta delle urine perstudiare come il bilancio energeticonegativo riscontrato durante le missionispaziali possa influire sulle funzionifisiologiche. I dati raccolti permetterannodi razionalizzare i rifornimenti di cibo,in modo che siano adeguati ma noneccessivi.Material Science LaboratoryQuesto modulo europeo permetteall’equipaggio di riscaldare e raffreddarei materiali in condizioni di microgravità.L’ATV consegnerà una Sample CartridgeAssembly (SCA) contenente una legadi alluminio che verrà sottoposta atemperature di circa 900 °C. Al ritornosulla Terra, gli scienziati analizzeranno icampioni e studieranno le applicazioniindustriali di questa lega.ESA
    • 18Il grande cargo si avvicina alla Stazione Spaziale poco apoco, attraversando molte più fasi di missione rispettoalla maggior parte degli altri veicoli spaziali. Provvistodi sistemi propri di controllo di volo e propulsione,l’ATV Albert Einstein esegue in modo autonomotutte le operazioni critiche. Se necessario, il veicolopuò rimanere in volo libero per un massimo di tresettimane.Il team responsabile della dinamica di volo presso l’ATVControl Centre (ATV-CC) di Tolosa, Francia, controllacostantemente le reti di sorveglianza che tengonotraccia dei detriti spaziali. In presenza di oggetti cheL’ATV Albert Einstein si aggancia alla Stazione Spaziale in modo completamenteautomatico. Il veicolo deve colpire un obiettivo delle dimensioni della ruota diun’automobile. L’ATV e la Stazione orbitano attorno alla Terra a circa 28 000 km/h.→ VERSO L’OBIETTIVOIn volo verso la Stazionepotrebbero colpire l’ATV Albert Einstein, viene calcolataautomaticamente una nuova traiettoria. Durante lafase di volo libero, le eruzioni solari non influenzano ilrobusto software del veicolo.Gli Automated Transfer Vehicle sono estremamentesicuri, come concezione e dal punto di vista operativo.Sono previsti almeno tre livelli di sicurezza perproteggere la Stazione e l’equipaggio. Se all’ultimominuto intervengono problemi che impedisconol’attracco dell’ATV, l’avvicinamento può essereinterrotto dal computer del veicolo, dai controllori diterra o dagli astronauti a bordo della Stazione Spaziale.ESA/NASA
    • ↑ L’ATV utilizza quattro sensori ottici negli ultimi 250 mprima di agganciarsi alla Stazione↑ Il righello di plastica in questa foto serve a valutare ladistanza dell’ATV dalla Stazione durante l’attracco↑ Evviva! Il cosmonauta Oleg Kononenko e l’astronautadell’ESA André Kuipers festeggiano l’attracco dell’ATVEdoardo Amaldi↑ L’astronauta dell’ESA Paolo Nespoli rimuove ilmeccanismo di attracco per accedere al portellodell’ATV Johannes KeplerESA/NASAESA/NASAESA/NASAESA/NASA19
    • 20Fasi critiche della missione dell’ATVUna questione di propulsioneL’ATV dispone del sistema di propulsione più complessomai progettato in Europa e utilizzato nello spazio. I suoipropulsori non devono soltanto guidare il veicolo versola Stazione Spaziale, ma anche allontanarlo da essa altermine della missione. Una volta agganciato, l’ATV puòeseguire il controllo dell’assetto e la rettifica dell’orbitadella Stazione, oltre a permettere le manovre necessarie aevitare potenziali collisioni con i detriti spaziali.Mantenere la Stazione in orbita sarà di vitale importanzadurante il periodo di forte attività solare previsto nel 2013.L’atmosferaterrestreTerradiventeràpiùdensaproducendosulla Stazione Spaziale Internazionale un maggiore attritoche l’ATV Albert Einstein potrà compensare spingendo laStazione verso orbite più alte.Il sistema di propulsione dell’ATV funziona in modo quasiautomatico e alcuni dei suoi motori sono utilizzati durantel’intera missione. Il sistema ha una massa a secco di 1,5tonnellate e comprende 32 propulsori, 68 elettrovalvole,84 sensori di pressione e quasi 200 sensori di temperaturae riscaldatori.Per alimentare i motori dell’ATV Albert Einstein è necessariauna grande quantità di propellente – il carico utile delveicolo è costituito principalmente da combustibile, indiverse forme, per un totale di oltre tre tonnellate dipeso. Tra tutti i veicoli che riforniscono la Stazione, l’ATVè quello in grado di trasportare la maggiore quantità dicombustibile.LancioIl lanciatore Ariane 5 da 760tonnellate decolla da Kourou,Guiana francese. La finestra dilancio è di 15 giorni.Separazione dal lanciatoreCirca un’ora dopo il lancio, l’ATVAlbert Einstein si separa dallo stadiosuperiore del razzo. Un sistemadi navigazione ad alta precisioneguida il veicolo per il rendezvous conla Stazione Spaziale.Fase di volo liberoUn sensore stellare individua lecostellazioni e un ricevitore GPSrileva i dati posizionali per calcolarel’orientamento e la posizione delveicolo in volo. La fase di volo liberodura qualche giorno.ESA–S.Corvaja
    • 21PropellentiSupporto propulsivo (2380 kg) per:• Controllo dell’assetto• Mantenimento dell’orbita della Stazione• Manovre per evitare i detriti spazialiRifornimentodipropellente(860kg)perreintegrarele riserve della Stazione e permetterle di eseguire ilcontrollo dell’assetto e il riposizionamento in orbitaquando non sono presenti veicoli di supporto. Ilcarburante è trasferito nel modulo Zarya.PosizionamentoUna precisa sequenza propulsivaporta l’ATV Albert Einstein aposizionarsi a circa 30 chilometridalla Stazione Spaziale. Da questaposizione il veicolo si allinea eprosegueiltragittoversolaStazione.AvvicinamentoNegli ultimi 250 m, l’avanzatosistema di rendezvous automaticodell’ATV utilizza i sensori del propriovideometer, un sistema ottico cheserve per calcolare la distanza, lavelocità e l’assetto rispetto alla portadi attracco sul modulo russo Zvezda.Rendezvous e attraccoIl veicolo da 20 tonnellate eseguein modo autonomo le manovre e incirca tre ore e mezza si aggancia allaStazione Spaziale con un margine dierrore inferiore ai 6 cm.
    • 22→ SPIRITO DI SQUADRAAppena due mesi dopo il termine della missione dell’ATVEdoardo Amaldi, lo staff dell’ATV-CC ha iniziato a prepararsiper fornire assistenza ad un nuovo veicolo. Il centro dicontrollo si trova presso la sede dell’agenzia spazialefrancese CNES a Tolosa, in Francia. Il centro dirige leoperazioni in volo e coordina le risorse a terra. Il progettodell’ATV coinvolge personale dell’ESA e di diverse industrieeuropee. EADS Astrium è il principale fornitore per laproduzione del veicolo.Assistenza da terra per l’ATVAnche se l’ATV è in grado di navigare, volare e attraccare alla Stazione in modo automatico,necessita comunque di assistenza da terra. Durante la missione, l’ATV Albert Einstein verràcontrollatoecomandatodall’ATVControlCentre(ATV-CC)chelavoragiornoenotteinstrettacollaborazione con i centri di controllo in Russia e negli Stati Uniti.Sito di lancioKourou, Guiana franceseNASA Mission Control CenterHouston, Stati UnitiATV Control CentreTolosa, FranciaRussian Mission Control CenterKorolev, RussiaDurante il volo di un ATV – dal lancio all’attracco e daldistacco al rientro – un team dedicato di 60 personecollabora al controllo di tutte le procedure. Oltre 5000comandi possono essere inviati all’ATV che a propriavolta è in grado di trasmettere fino a 35 000 parametritelemetrici. Un flusso di informazioni di questa portatarichiede sistemi multipli di telecomunicazione e unacomunicazione costante tra l’ATV-CC, i centri di controllodelle missioni di Houston e Mosca, e la stessa StazioneSpaziale Internazionale.
    • 23L’ATV è l’unico veicolo in visita alla StazioneSpaziale Internazionale che sia gestito inmodo realmente trilaterale. La coordinazionenon è semplice, ma per tutti noi è un onoreoccuparci di un progetto unico che riguarda laStazione Spaziale. Con progetti complessicome quello dell’ATV si crea automaticamenteun forte spirito di squadra che va oltre iconfini nazionali. La grande motivazione diquesto team non finisce mai di stupirmi.Alberto Novelli, ATV-4 Mission ManagerL’ATV ci ha permesso di sviluppare approccicomuni alla progettazione, alla costruzione eal controllo di questo complesso veicolospaziale. La preziosa esperienza di unastretta collaborazione tra culture tecniche eteam diversi dimostra la fattibilità deiprogetti congiunti avanzati per l’esplorazionespaziale umanaVladimir DaneevATV Programme Manager, RSC-EnergiaLa natura trilaterale di questo veicolo − tre diverse agenzie, trediversi background culturali − permette di considerarne ogniaspetto da tre angolazioni indipendenti. Si impara a superare ipreconcetti e a contemplare più soluzioni alternative. Si mantieneuna maggiore apertura mentale.Jerry Jason, ATV-4 NASA Lead Flight DirectorESA/CNES–S.Girard
    • 24Come biologa, sono rimasta moltocolpita quando ho visto per la primavolta l’ATV nella cleanroom. La bellaatmosfera che si crea nel team rende lecampagne di lancio un’esperienza moltopiacevole. La nostra opinione di espertiviene sempre tenuta in considerazione.Stephanie RaffestinMicrobiologaGarantiamo che tutti i sistemi dell’ATV funzionino correttamenteper assicurare il successo della missione. Conosciamo ognidettaglio del veicolo. Mi piace vedere crescere l’ATV poco a pocoe poi vederlo volare nello spazio in tutta la sua complessità.Quando si deve trovare una soluzione, il lavoro di squadracoinvolge non solo gli esperti dell’ESA, ma anche i partnerdell’industria europea e della Stazione Spaziale.Sonia FerrerIngegnere Product Assurance and SafetyPartecipo da anni al progetto ATV. L’ATV è partedi me, non stacco mai. Il nostro team è il primoad affrontare i problemi e a cercare soluzioni.Lavoriamo secondo le regole, sottoponendo ogniprocedura a doppi controlli. La tensione è piùalta quando il veicolo è in viaggio verso lospazio – ogni anomalia deve essere correttarapidamente.Eric Joseph-GabrielIngegnere Avionics Integrated VerificationIl team dell’ATV ha qualcosa di speciale. Quandosono entrato a farne parte, qualcuno mi disseche era il team migliore in cui avesse mailavorato, ed ora posso confermarlo. Vi è ungrande spirito di collaborazione ed è moltogratificante avere a che fare direttamente con ipartner della Stazione Spaziale per lavorareinsieme a questa meravigliosa avventura.Adam WilliamsResponsabile Operations Training and SimulationESA/NASA
    • 25→ FINE DELLA MISSIONEMentre l’ATV è agganciato alla Stazione, gli astronautiscaricano gradualmente i rifornimenti e riempionoil veicolo di rifiuti liquidi e solidi per liberare spazio abordo della Stazione. Una volta trasferito tutto il caricoe completati i riposizionamenti in orbita, l’ATV AlbertEinstein può ripartire.Il viaggio di ritorno inizia con l’attivazione dell’avionicae dei sistemi di controllo di volo dell’ATV. Dopo chel’equipaggio ha chiuso i portelli, vengono scollegati i cavidi alimentazione e di comunicazione e dalla Terra vieneinviato nello spazio un comando di sgancio dell’ATV.Una spinta propulsiva allontana l’ATV Albert Einstein dallaStazione. Circa 24 ore più tardi, i motori fanno uscire lanavetta dall’orbita con un angolo di discesa acuto che neprovoca la disintegrazione, senza alcun pericolo, su un’areadisabitata dell’Oceano Pacifico meridionale.Smaltimento dei rifiutiL’ATV Albert Einstein rimane una parte pressurizzata della Stazione Spaziale Internazionaleper un massimo di sei mesi. Una volta completata la missione di rifornimento, il veicoloeuropeo riparte portando via con se fino a sei tonnellate di rifiuti della Stazione. L’ultimoviaggio dell’ATV Albert Einstein sarà un rientro controllato e distruttivo nell’atmosferaterrestre nell’autunno 2013.ESA–D.Ducros
    • → IL SUCCESSOREATV Georges LemaîtreL’ultimo nato nella famiglia degliAutomated Transfer Vehicle dell’ESA portail nome dell’astronomo e cosmologo belgaGeorgesLemaître.Lemaîtretrovòunaseriedi soluzioni alle equazioni sulla relativitàdi Einstein, descrivendo un universo inespansione e non statico, fornendo unaprima stima deduttiva della costante diHubble. Più tardi, la sua teoria divennenota come teoria del Big Bang.La missione dell’ATV Georges Lemaîtreè programmata per il 2014 e potràcontribuire allo sviluppo di strumenti per il rendezvous conun oggetto “non collaborante” come un detrito spaziale oun asteroide. Il veicolo spaziale potrà servire da banco diprova per una serie di prototipi di sensori ottici, capacidi puntare a un obiettivo utilizzando una telecameraa infrarossi a lungo raggio e un sensore di imaging 3D abreve raggio.Un genio belga e l’inizio di un’eraNel 1894, quando Georges Lemaître nacque aCharleroi, Belgio, la maggior parte degli scienziatiriteneva che l’universo fosse di età infinita ecostante nell’aspetto generale. L’astronomo,professore di fisica e prete cattolico, suggerì chel’universo avesse un momento d’inizio definito,nel quale tutta la materia e l’energia eranoconcentrate in un solo punto. Era nata la teoriadel Big Bang.GeorgesLemaîtreproseguìipropristudiscientificiper tutta la vita. Studiò i raggi cosmici e lavorò alproblema dei tre corpi, relativo al movimento ditre punti materiali soggetti a reciproca attrazionegravitazionalenellospazio.MorìaLouvain,Belgio,nel 1966 all’età di 71 anni.5KatholiekeUniversiteitLeuven26
    • Uno sguardo al futuroESA–S.CorvajaESA–D.DucrosIl modulo di servizio dell’ESAIl veicolo Orion della NASAL’ATV avrà una seconda vita dopo avere terminato dirifornire la Stazione Spaziale Internazionale. L’ESAsta studiando come realizzare il suo successore,un modulo di servizio derivato dall’ATV per forniresupporto al veicolo Orion della NASA. Questo veicolopermetterà agli astronauti di addentrarsi ancora piùprofondamente nello spazio.Il modulo di servizio sarà il prossimo contributodell’ESA alla partnership per la Stazione Spaziale.Con questo contributo, l’ESA apre una nuova paginadella cooperazione internazionale per l’esplorazioneumana oltre l’orbita terrestre che si svilupperà neiprossimi decenni.Questo progetto sarà la prima collaborazione tra ESAe NASA per la realizzazione di un veicolo destinatoal trasporto umano. Il veicolo sfrutterà la tecnologiasviluppata per l’ATV, a conferma dell’affidabilitàdimostrata dall’Europa come partner nei programmispaziali. Il progetto creerà posti di lavoro altamentequalificati in un settore innovativo garantendo ilfuturo delle missioni spaziali.27
    • 28An ESA Human Spaceflight and Operations productionCopyright © 2013 European Space AgencyCONTACTeSA/eStecCommunication office+31 71 565 3009hsocom@esa.int