Workshop ASI - Aeronautica Militare Opportunità Nazionali di Volo Umano Spaziale

1. Workshop ASI - Aeronautica MilitareOpportunità Nazionali di Volo Umano Spaziale Casa dell’Aviatore Roma, 9 aprile 2009

2. Cooperazione internazionale (Dott.ssa Delfina Bertolotto)

3. La Stazione Spaziale Internazionale (ISS) è un laboratorio orbitante per esperimenti in microgravità frutto della prima esperienza storica di cooperazione spaziale globale. La stazione è composta da elementi forniti da: Canada, Europa, Giappone, Russia, Stati Uniti (IGA 29 gennaio 1998) L’Italia  è l’unico Paese europeo a godere di un doppio livello di accesso alla ISS: • Multilateraleattraverso la partecipazione al programma facoltativo ESA di contributo europeo alla ISS; • Bilaterale attraverso il Memorandum of Understanding tra la NASA e l’ASI per la Progettazione, lo Sviluppo, l’Operazione e l’Utilizzazione di tre Mini Moduli Logistici Pressurizzati (MPLM) per la Stazione Spaziale Internazionale (MoU MPLM, 9 ottobre 1997)

4. La Stazione Spaziale Internazionale ESA-ATV RUSSIA CANADA GIAPPONE USA ESA-COLUMBUS 01/2002 - 38

5. I diritti di utilizzo sulle risorse della Stazione Spaziale Internazionale per l’Italia • A fronte della partecipazione bilaterale al MOU ASI/NASA, ASI ha diritti di utilizzo (in termini di allocazioni in ambiente pressurizzato e esterne, utilizzo attrezzature scientifiche di bordoupload, download, massa, volume, energia, crewtime, comunicazioni) pari al 0,85% della quota NASA, equivalente allo 0.6% delle risorse complessive ISS (Art. 9 MoU). • L’accesso a tali diritti richiede una specifica negoziazione con NASA per la definizione e gestione dell’“ASI Utilization Plan” (Art. 10 MoU), sottoposto con i suoi aggiornamenti all’approvazione di un apposito Executive Committee di alto livello istituito tra ASI e NASA (Art. 7 MoU).

6. I diritti alle opportunità di Volo Umano sulla Stazione Spaziale Internazionale per l’Italia 1/2 • A fronte della partecipazione bilaterale al MOU ASI/NASA, ASI ha diritto alle seguenti opportunità di Volo Umano Spaziale a valere sulla quota di voli NASA: • un astronauta italiano sul volo del primo MPLM e su due voli addizionali Space Shuttle di breve durata (Art. 11, par. 2 MoU); • un astronauta italiano come membro di un equipaggio di lunga permanenza ogni cinque anni, con un numero minimo assicurato di tali opportunità di volo di almeno tre (Art. 11, par. 1 MoU), rideterminabile a due sulla base del nuovo periodo di durata degli equipaggi su ISS (6 mesi).

7. I diritti alle opportunità di Volo Umano sulla Stazione Spaziale Internazionale per l’Italia 2/2 • A fronte delle opportunità di Volo Umano Spaziale cui ASI ha diritto sulla quota di voli NASA, in forza del MOU ASI/NASA, sono già state effettuate le seguenti missioni: • Partecipazione dell’Astronauta italiano membro del Corpo Europeo degli Astronauti Umberto Guidoni all’equipaggio della Missione Shuttle di breve durata STS 100 (2001), in qualità di Mission Specialist; in deroga all’Art. 11, par. 2 del MoU, la missione è stata effettuata non sul primo, ma sul secondo lancio MPLM; • Partecipazione dell’Astronauta italiano membro del Corpo Europeo degli Astronauti Paolo Nespoli all’equipaggio della Missione Shuttle di breve durata STS 120 (2007), in qualità di Mission Specialist.

8. Il Corpo Europeo degli Astronauti • Con la Risoluzione ESA/CXXXIV/Res. 2 (Final) del 25/03/1998, gli Stati Membri dell’ESA hanno deciso di costituire un Corpo Europeo unico di Astronauti. • In attuazione di tale Risoluzione, ASI, CNES e DLR, ossia le Agenzie Spaziali Nazionali che fino ad allora avevano gestito un proprio corpo nazionale, mediante accordi bilaterali conclusi con ESA hanno integrato i propri astronauti nel Corpo Europeo, impegnandosi a cessare ogni programma nazionale relativo agli astronauti entro la prima metà del 2000. • In attuazione di tali accordi, l’ASI ha proceduto ad integrare nel Corpo Europeo gli Astronauti italiani Umberto Guidoni, Paolo Nespoli, Roberto Vittori. ASI si avvale di tali membri del Corpo Europeo per le opportunità nazionali di Volo Umano su ISS cui ha diritto in quota NASA.

9. Cooperazione istituzionale ASI-AM (T.Col. Matteo Rinaldi)

10. La Cooperazione tra ASI e Aeronautica Militare Italiana per il Volo Umano Spaziale 1/3 • La Cooperazione Istituzionale tende a realizzare il concetto di Spazio quale “mezzo duale” capace cioé di ricadute positive per il sistema Paese ed, in particolare, di proporre sinergie tra usi civili e militari in un circolo virtuoso che possa realizzare “economie di scopo” e, conseguentemente, ottimizzazione delle ridotte risorse disponibili.

11. La Cooperazione tra ASI e Aeronautica Militare Italiana per il Volo Umano Spaziale 2/3 • Il 26 luglio 2006 il Presidente ASI e il Capo di Stato Maggiore della Difesa hanno sottoscritto l´”Accordo quadro tra il Ministero della Difesa e l’Agenzia Spaziale Italiana per la collaborazione nell’ambito delle attività spaziali mediante la realizzazione di programmi e studi di comune interesse”. • Nell’ambito delle previsioni dell’Accordo quadro, il Presidente ASI e il Capo di Stato Maggiore dell’A.M. hanno sottoscritto il 7 luglio 2008 l’Accordo esecutivo tra l’Aeronautica Militare Italiana e l’Agenzia Spaziale Italiana per la collaborazione nell’attività’ di Volo Umano Spaziale.

12. La Cooperazione tra ASI e Aeronautica Militare Italiana per il Volo Umano Spaziale 3/3 • L’Accordo Esecutivo, in particolare, ha per oggetto la reciproca collaborazione per la pianificazione, definizione e realizzazione di una missione congiunta di utilizzo di uno o più voli tra le opportunità cui l’ASI ha diritto in forza del MoU con la NASA. • Il progetto congiunto include un programma di esperimenti, l’assegnazione di un astronauta proveniente dall’AM, il supporto alle operazioni mediche e il piano di comunicazione. • L’Accordo Esecutivo prevede la costituzione di un Gruppo di Lavoro specialistico, preposto alla attuazione del progetto congiunto.

13. La Missione Shuttle del 2010 1/2 • La NASA ha annunciato la discontinuazione del programma Shuttle entro la fine del 2010. • L’ASI ha ancora diritto alla terza ed ultima opportunità di volo umano di breve durata su Space Shuttle. • Nell’ambito delle iniziative di esecuzione dell’Accordo tra ASI e AM, l’ASI ha richiesto alla NASA di assegnare l’astronauta italiano Roberto Vittori, membro del Corpo Europeo degli Astronauti e Colonnello dell’Aeronautica Militare Italiana, a tale ultima opportunità.

14. La Missione Shuttle del 2010 2/2 • Il Col. Roberto Vittori ha pertanto ufficialmente ripreso il programma di “recurrency training” presso il Johnson Space Center NASA di Houston a partire dal 1 gennaio 2009. Terminata quest fase preventiva, la NASA, in collaborazione con l´ASI, certificherá l´astronauta affinché questi possa essere formalmente assegnato ad una delle prime missioni Shuttle disponibili dell’anno 2010. • L’assegnazione potrà avvenire entro la prima metà dell’anno corrente. Sulla base del Manifesto dei voli Shuttle aggiornato ad oggi le missioni ipotizzabili per l’assegnazione sono le prime del 2010.

15. La Missione di lunga permanenza su ISS • Sulla base delle direttive governative ricevute, e nell’ambito delle iniziative di esecuzione dell’Accordo tra ASI e AM, l’ASI ha richiesto alla NASA di assegnare l’astronauta italiano Roberto Vittori alla prima delle due opportunità di volo di lunga durata sulla Stazione Spaziale Internazionale, derivante dai diritti acquisiti da ASI in attuazione dell’Accordo ASI/NASA. • E’ in corso di consolidamento tra ASI e NASA l’ipotesi di allocare ad ASI la missione 2013 corrispondente alle Expedition 36/37. L’opportunità consentirà di avere Roberto Vittori come membro dell’equipaggio residente sulla ISS per sei mesi.

16. Call for Ideas

17. I diritti nazionali di acceso alla ISS:una opportunità unica per il Paese 1/4 • La realizzazione della Stazione Spaziale Internazionale (ISS) offre una opportunità unica di lavorare in un laboratorio orbitante e svolgere ogni tipo di sperimentazione in assenza di gravità. • L’ambiente della ISS offre spazi e strumentazioni che consentono l’effettuazione di una enorme gamma di attività di ricerca e sviluppo, sia nell’ambito delle sperimentazioni di base che di quelle applicate.

18. I diritti nazionali di acceso alla ISS:una opportunità unica per il Paese 2/4 • Ma la ISS è anche un insostituibile banco di prova per l’innovazione tecnologica e lo sviluppo di prodotti commerciali. • La scoperta degli effetti della gravità sui processi fisici e chimici può dimostrarsi estremamente utile per l’innovazione produttiva; può portare alla ideazione di nuove tecniche per sviluppare nuovi processi a maggior efficienza energetica e minor impatto ambientale; gli studi sulle proprietà dei materiali e sulla fisica dei fluidi possono portare alla scoperta di nuovi materiali e prodotti industriali da utilizzare sulla Terra.

19. 3/4 I diritti nazionali di acceso alla ISS:una opportunità unica per il Paese • L’ASI intende avviare una nuova iniziativa di valorizzazione dei propri diritti di utilizzo della Stazione Spaziale Internazionale, nell’ambito di progetti che integrino fonti di finanziamento pubbliche e/o private, per il perseguimento di finalità, oltre che scientifiche e tecnologiche, anche produttive e sociali. • A tal fine l’ASI intende offrire l’opportunità di compiere sperimentazione in volo, a bordo della Stazione Spaziale Internazionale, in partnership con soggetti interessati. • ASI emetterà quindi un invito a manifestare interesse a presentare proposte di partenariato per progetti e attività di utilizzo della Stazione Spaziale Internazionale.

20. 4/4 I diritti nazionali di acceso alla ISS:una opportunità unica per il Paese Lo schema di Partnership proposto sarà il seguente:

21. Utilizzazione della Missione Shuttle 2010 1/4 • L’ASI e l’Aeronautica Militare hanno avviato la definizione e la realizzazione del programma congiunto di Volo Umano Spaziale comprensivo della definizione, progettazione e realizzazione della missione Shuttle di breve durata 2010. • A tal fine l’ASI intende emettere un Bando di Ricerca per Missioni di Volo Umano Spaziale. • Le proposte di ricerca riguarderanno esclusivamente la missione di breve durata (12-15 giorni) attualmente prevista per la prima metà del 2010. Costituirà titolo preferenziale l’individuazione di un percorso di ricerca che delinei una potenziale continuità di sperimentazione, sinergica negli obiettivi anche sulla successiva missione di lunga durata, prevista per la seconda metà del 2013.

22. 2/4 Utilizzazione della Missione Shuttle 2010 • Con questo bando l’Agenzia Spaziale Italiana e l’Aeronautica Militare offrono alle comunità scientifiche e industriali nazionali l’opportunità di compiere sperimentazione in volo a bordo della Stazione Spaziale Internazionale negli ambiti delle scienze biomediche, fisiche e dei materiali. • Date le caratteristiche della piattaforma in microgravità ISS, e la presenza di un Astronauta italiano a bordo, è possibile effettuare esperimenti che implichino l’uso di soggetti umani.

23. 3/4 Utilizzazione della Missione Shuttle 2010 Aree specifiche di interesse di ASI e AM per la presentazione delle proposte di ricerca: • meccanismi di controllo del ciclo cellulare • meccanismi umani di adattamento all’ambiente microgravità • effetti delle radiazioni/radioprotezione • space weather • sistemi di monitoraggio e controllo della qualità dell’aria negli ambienti abitati chiusi • isolamento e confinamento • sistemi chiusi • senescenza e invecchiamento. • crescita e proliferazione cellulare. • mantenimento dell’integrità cromosomica. • germinazione del seme e crescita della plantula. • assemblaggio di strutture supra-molecolari (lipoplexes, vescicole, nanotubi). • interazioni tra biomolecole e strutture supramolecolari • studio degli effetti della microgravità sulla microstruttura dei metalli sottoposti a variazioni termiche; • studio delle caratteristiche meccaniche di particolari metallici a forma compressa mediante fusione in microgravità; • processi di produzione di materiali compositi in microgravità; • interazioni della ISS con il campo magnetico terrestre; • studio delle caratteristiche meccaniche delle saldature effettuate con diverse tecniche in microgravità; • progettazione di dispositivi di controllo non distruttivi sulle strutture interne ed esterne della ISS; • studio di processi per applicazione di prodotti vernicianti in microgravità; • progettazione di apparecchiature per aumentare le capacità di studio e sperimentazione in ambito chimico/fisico sulla ISS; • sperimentazioni di sensori di structural health monitoring a bordo della ISS; • produzione di Nanotubi in carbonio in condizioni di microgravità.

24. Utilizzazione della Missione Shuttle 2010 4/4 • Saranno tuttavia premiati l’originalità, la fattibilità e l’interesse scientifico e tecnologico delle proposte presentate anche qualora queste non dovessero rientrare nelle aree di ricerca riportate. • E’ esclusa in ogni caso la sperimentazione con piccoli mammiferi poiché questa comporta complessità e tempi di sviluppo non compatibili con i tempi e budget di missione.