Tag: Col-CC

Le simulazioni di emergenza sono necessarie e perciò accetto ben volentieri che la caserma dei pompieri dietro casa faccia partire le sirene la sera, anche se mette regolarmente in agitazione nostra figlia un attimo prima che vada a dormire. C’è chi si esercita, come i pompieri, in attesa di una chiamata di emergenza e chi invece, come gli astronauti sulla Stazione Spaziale, si esercita nel caso l’emergenza capiti proprio a lui. Quando ci si trova a circa 400 km dalla Terra bisogna essere in grado di arrangiarsi: gli astronauti a bordo della ISS devono essere addestrati per ogni scenario di emergenza anche perché in alcuni casi persino i contatti radio con i centri di controllo a Terra possono essere interrotti.

Nella simulazione di emergenza di oggi i centri di controllo e l’equipaggio della Stazione Spaziale hanno lavorato insieme in uno scenario di emergenza a bordo (OBT: On Board Training) che prevedeva una perdita di pressione nella ISS dovuta a una fuoriuscita di aria dal modulo giapponese KIBO.

L’allarme è suonato sulla Stazione Spaziale, con il suo penetrante e riconoscibilissimo suono, mentre in contemporanea diversi messaggi di errore si sono accesi qui al centro di controllo: la ISS era entrata in modalità di emergenza. Subito dopo gli astronauti si sono messi in contatto con Houston al Mission Control riportando, comunicando una perdita di pressione a bordo. In questi casi tutte le comunicazioni sono precedute da una frase standard utilizzata per fare in modo che tutti in qualsiasi momento siano consapevoli che si tratta solo di una simulazione e in italiano suona circa come “per l’esercitazione”.

Il direttore di volo a Houston ha già dichiarato la situazione di emergenza (Space Craft Emergency), ovviamente preceduta dalla frase di rito. Nel frattempo Sinje Steffen del gruppo STRATOS del Centro di Controllo Columbus si sta occupando di controllare se il laboratorio spaziale europeo si è o meno riconfigurato automaticamente per lo scenario di perdita rapida di pressione.

Mentre il lavoro procede nei centri a Terra, gli astronauti si dirigono verso le loro navicelle Soyuz, le “scialuppe di salvataggio” della ISS. A bordo ogni astronauta ha il proprio posto e il proprio ruolo. Le navicelle russe sono solitamente il primo punto di raduno in caso di emergenza, per ovvie ragioni. Una volta lì l’equipaggio decide insieme come procedere sulla base della procedura “warning – gather – fight”. Nello scenario di questa volta il loro tempo a disposizione era di cinque ore prima che la Stazione raggiungesse il valore minimo di pressione necessario alla sua sopravvivenza.

Una volta definita l’emergenza gli astronauti hanno iniziato le procedure di controllo di chiusura dei diversi portelli cercando di capire da quale parte la pressione calasse più velocemente e sono riusciti poi, lentamente ma con precisione, a identificare la sorgente della perdita.

Il direttore di volo di Columbus Katja Leuoth e il suo team erano nel frattempo impegnati a stare al passo con il calo di pressione all’interno del laboratorio europeo: ogni componente al suo interno ha infatti un valore minimo di pressione dell’aria e ognuno di loro andava spento prima di raggiungere il livello critico ed essere compromesso. Tuttavia, trattandosi di una simulazione nessuno degli esperimenti è stato veramente spento…

Una veloce perdita di pressione è uno dei tre principali scenari di emergenza definiti per la Stazione Spaziale Internazionale.

A seconda della grandezza della perdita ci sono diversi modi di “tappare il buco”: da una toppa fino all’utilizzo di un materiale simile alla plastilina. Tutto il lavoro è ovviamente eseguito dall’interno della struttura della Stazione ed è relativamente facile: rispetto al vuoto dello spazio la pressione della ISS è decisamente elevata e spinge qualsiasi guarnizione contro la superficie… è molto più semplice che quando si ripara il foro nella ruota di una bicicletta!

Thomas Uhlig, Columbus Control Centre

Nell’immagine di copertina: Samantha Cristoforetti e l’equipaggio della ISS nella sezione russa della ISS durante l’allarme ammoniaca del 15 gennaio 2015. Gli allarmi sono segnati in rosso sugli schermi dei computer.

Ci sono operazioni che qui dal Centro di Controllo a Terra non possiamo controllare più di tanto e questo, lo ammettiamo, ci rende nervosi a volte. Una di queste è l’esperimento MARES nel laboratorio spaziale Columbus: è  grande, altamente complesso e a volte sa essere alquanto capriccioso.

Il Muscle Atrophy Research and Exercise system (MARES) https://en.wikipedia.org/wiki/Muscle_Atrophy_Research_and_Exercise_System) ci permette di studiare il sistema muscolare degli astronauti e contribuire cosi a rispondere ad alcune delle domande essenziali che riguardano le missioni spaziali di lunga durata: come reagisce il corpo umano alla microgravità ? Quanto velocemente i muscoli si indeboliscono se non vengono usati da un astronauta?

Muscle Atrophy Research and Exercise System (MARES). Credits: ESA

A volte ci piace pensare a MARES come a una specie di “ mostro” : riempie ben meta’ del modulo Columbus. Richiede molto tempo ad essere preparato e altrettanto tempo per essere messo via alla fine della sessione; assomiglia un po’  ad uno di quegli attrezzi da palestra che si trovano nei centri fitness e che nessuno all’ inizio sa mai come usare. E’ forse per questo che noi flight controllers ne abbiamo cosi’  tanto rispetto: e’ un sistema meccanicamente complesso e tutte le volte che ci sono stati problemi mentre un astronauta lo stava utilizzando si sono rivelate situazioni decisamente complicate da risolvere alla radio.

Quindi devo ammettere che quando ho scoperto di non essere di turno quando MARES era programmato mi sono sentito sollevato; anche se poi non bisogna mai sottovalutare i colleghi in malattia da dover sostituire….

Ma alla fine i miei colleghi e Samantha Cristoforetti hanno fatto un ottimo lavoro; la sostituzione della batteria e’ andata a buon fine (una macchinario di queste dimensioni richiede più’  energia di quella che il Columbus può’ fornire di per se’ ). Oltre a questo lavoro di manutenzione Samantha ha installato un nuovo hard drive per poi testare MARES per la prima volta in orbita attraverso la calibratura dei suoi servomotori.

E infine MARES e’ stato rimesso dove ogni mostro deve stare, nella sua “ gabbia”  (un armadio all’interno del laboratorio Columbus)…ma solo fino alla prossima volta!

Thomas Uhlig, Columbus Control Centre

Nella foto di copertina: Da non provare a casa, solo nello spazio! Quattro anni fa MARES veniva installato nel modulo Columbus – l’astronauta Doug Wheelock dimostra la sua bravura in microgravità’. (Credits: NASA)

Mi ricordo molto bene della lunga discussione che abbiamo avuto quando lavoravo come bagnino molti anni fa: era meglio dare o no lo spray alla nitroglicerina ai pazienti che soffrivano di cuore? Da un lato questo spray è in grado di dare un immediato sollievo al paziente ma dall’altro lato può anche fargli abbassare notevolmente e in poco tempo la pressione sanguigna – una condizione non proprio raccomandabile in caso di emergenza. All’epoca decidemmo di no e fu una saggia decisione. La nitroglicerina sublinguale agisce sul monossido di azoto, una molecola che anche il corpo umano produce e che può essere usata come indicatore di uno stato infiammatorio delle vie respiratorie: un suo aumento nell’aria espirata può indicare infiammazione.

“Airway Monitoring” è un esperimento piuttosto complesso che è stato messo a punto proprio per capire come funzioni questo meccanismo e in che modo possa essere influenzato da un flusso sanguigno guidato dalla gravità e dalla pressione atmosferica.

I risultati sono importanti per la ricerca medica di base come anche per il futuro dell’esplorazione umana dello spazio oltre l’orbita bassa e verso altri corpi celesti. Le polveri presenti sulla Luna e su Marte sono molto aggressive e di conseguenza non solo bisognerà pensare a come proteggere le navicelle spaziale ma anche a come proteggere polmoni e gole degli astronauti che le useranno. È inevitabile che le polveri si accumulino nelle tute spaziali utilizzate o nei condotti dell’aria delle future eventuali stazioni su Marte e/o sulla Luna: sarà quindi di primaria importanza individuare sul nascere una eventuale infiammazione delle vie respiratorie.

La scorsa settimana sia Samantha sia il collega statunitense Terry Virts della NASA hanno iniziato i preparativi dell’esperimento; dopo aver portato l’equipaggiamento nel Quest airlock (solitamente utilizzato per la preparazione delle passeggiate spaziali) hanno iniziato le prime misurazioni venerdì

Con la supervisione dell’astronauta Barry Wilmore della NASA in qualità di ufficiale medico di bordo Samantha e Terry hanno iniziato le procedure previste per Airway Monitoring abbassando la pressione dell’aria all’interno dell’airlock.

Data la sua complessità, l’esperimento ha visto la collaborazione di più team a livello internazionale: il centro danese DAMEC, per la sua lunga esperienza con i medici di bordo, a Houston il gruppo che si occupa del controllo del Quest airlock, noi qui a Oberpfaffenhofen e, infine, Katja Leuoth e Marius Bach dal Columbus Control centre, per il supporto agli astronauti. Per delle procedure così complicate e che richiedono precisione gli astronauti hanno bisogno di un costante aiuto da Terra per fare in modo che l’esperimento venga condotto nel miglior modo possibile e per rispondere alle loro possibili domande in tempo reale.

Ora è tempo di lasciare i risultati agli scienziati: i dati ricavati devono essere processati e analizzati per poi decidere in che modo continuare le sessioni future di Airway Monitoring.  Il Columbus Control centre sarà pronto a riportare gli astronauti nell’airlock per rispondere alle loro domande e preparare il terreno per quelle missioni future che avranno la fortuna di atterrare in atmosfere meno dense di quella terrestre….

Col-CC

Nella foto di copertina Samantha mentre esegue delle misurazioni BDC (base data collection) per l’esperimento Airway Monitoring.

Per saperne di più: https://avamposto42.esa.int/blog/diario-di-bordo/single/l-129-nella-camera-ipobarica-lesperimento-airway-monitoring/ https://www.esa.int/spaceinimages/Images/2015/03/Samantha_working_on_Airway_Monitoring

È tempo di addii! La navicella Dragon ha appena lasciato la Stazione Spaziale Internazionale, all’inizio di questa settimana, e oggi l’ATV dell’ESA Georges Lemaître (che bel nome!) si è staccato dalla ISS e, dopo un bel po’ di orbite, si tufferà nell’atmosfera terrestre.

Presto l’enorme calore dovuto all’attrito, che la frenerà durante l’attraversamento dell’atmosfera, trasformerà la navicella in una grande palla di fuoco – una fine adeguata, se si pensa che Lemaître è stato uno dei pdri fondatori della teoria ddel Big Bang!

Purtroppo questo sarà l’ultimo degli ATV – dopo cinque missioni di grande successo, il progetto è ora completo. A ciascuna missione, il Columbus Control Center (Col-CC) ha contribuito con le necessarie infrastrutture di terra, rifornendo i nostri colleghi dell’ATV Control Center di Tolosa, in Francia, delle connessioni con il  network della ISS per lo scambio di semplici dati, di video, di messaggi vocali.

Ieri, quando l’astronauta dell’ESA Samantha Cristoforetti e il cosmonauta Alexander Samokutyaev hanno chiuso i portelloni dell’ATV, la Stazione Spaziale si è preparata alle ultime ore prima del distacco. Abbiamo spento la piccola stazione radio amatoriale di Columbus e l’esperimento esterno Rapidscat, per evitare ogni possibile interferenza radio tra la ISS e il sistema di navigazione dell’ATV.

Lentamente la Stazione Spaziale ha assunto l’orientamento previsto per il distacco. Quanto è arrivato il momento, il controllo attivo di posizione della ISS è stato spento del tutto: Georges Lemaître aveva bisogno di darsi una spinta per lasciare la Stazione senza che la navicella-madre cercasse di compensare l’impulso ricevuto.

E infine non rimaneva che salutarsi…

Gli ATV fanno part di una vera e propria flotta di navicelle di rifornimento della ISS. Quando lo Space Shuttle della NASA è andato in pensione, la navicella russa Soyuz è diventuta l’unico “ascensore” per il trasporto delle persone su e giù dalla Stazione Spaziale. Tre astronauti dividono un piccolo spazio – e di sicuro non c’è un gran posto per molti altri bagagli!

Nonostante questo, la capacità di trasporto è rimasta sufficiente per rifornire la ISS dei carichi più importanti. A questo hanno pensato per anni la navicella cargo russa Progress, l’HTV giapponese e il nostro ATV. Le new entries della flotta cargo, relativamente parlando, sono i due veicoli commerciali statunitensi: il Dragon della Space X e il Cygnus della Orbital Science.

Mentre però l’ATV e il Progress volano fino alla ISS e attraccano per conto loro, gli altri hanno bisogno di assistenza da parte della Stazione: si avvicinano e poi volano “in formazione” con la ISS – un meccanismo orbitale complesso, non troppo semplice da programmare – prima di essere catturati dolcemente dal braccio robotico, che li avvicina a un portellone di attracco. Solo allora gli astronauti possono entrare e iniziare a scaricare i rifornimenti.

Paradossalmente, portare qualcosa dalla ISS a Terra è invece molto più complicato. Le navicelle ATV, HTV, Progress e Cygnus sono sprovviste di scudi termici o di altri sistemi necessari per sopravvivere a un rientro in atmosfera. Sono invece progettati per consumarsi negli strati superiori dell’atmosfera. È per questo motivo che gli astronauti li caricano di rifiuti e che vengono utilizzati come “pattumiere cosmiche”.

A parte la capsula Soyuz usata per il rientro degli astronauti, solo il Dragon è progettato per resistere alla tremenda energia dovuta agli strati atmosferici, che frenano la navicella a partire da una velocità oltre 23 volte maggiore di quella del suono.

Tom Uhlig, Direttore di volo del Columbus Control Centre – traduzione a cura di Stefano Sandrelli. 

Dopo un breve sguardo alla telemetria sui miei monitor riesco a vedere subito indicazioni del fatto che il sistema elettrico relativo al Columbus si è attivato e sta utilizzando energia:

“COL-FLIGHT, STRATOS, le luci del Columbus sono ON!”.

La risposta non si fa attendere:  “Copy that, STRATOS, quindi l’equipaggio è sveglio!”

Gli astronauti sono pronti a partire!

Un normale giorno dell’equipaggio sulla ISS inizio con circa un’ora di post-risveglio. Gli astronauti possono fare colazione, prepararsi per la giornata e leggere il “Daily Summary”, una specie di giornale che creiamo noi insieme agli altri centri di controllo e che serve a dare all’equipaggio uno status generale della ISS, annotazioni per il piano della giornata, i turni del Centro di Controllo ma anche una sezione per domande e risposte e (perché no) qualche battuta e fumetto! Non suona molto diversa dalla preparazione di qualsiasi essere umano prima di andare al lavoro no?

La prima conversazione con i Centri di Controllo sparsi per il mondo è durante la “morning Daily Planning Conference” (amichevolmente chiamata mDPC): l’equipaggio e il personale a Terra si aggiornano sulle attività del  giorno, discutono eventuali cambiamenti nello schedule e le domande che possono sorgere.

La fine della mDPC è il segnale per gli astronauti che si inizia a lavorare: 6 ore e mezza della loro giornata sono infatti dedicate agli esperimenti da portare avanti, l’installazione di nuovi payload, riparazioni da effettuare e naturalmente…le “faccende di casa”!

Oltre a queste ore una viene dedicata per il pranzo e due ore e mezza sono di esercizio fisico obbligatorio: a loro disposizione ci sono una bicicletta per l’esercizio cardiovascolare, un tapis roulant e un dispositivo per l’allenamento resistivo dei muscoli.

Una volta conclusa la giornata lavorativa della ISS è ora di un altro meeting, la cosiddetta “evening Daily Planning Conference” (eDPC). È il tempo della “buonanotte”: le comunicazioni con i Centri di Controllo a Terra viene interrotta per permettere agli astronauti di godersi un po’di meritato riposo; vengono inoltre spente le telecamere interne alla Stazione. Solamente in caso di emergenza o urgenza il contatto viene ripristinato. Dopo un giro di chiamate con le varie stazioni di controllo l’equipaggio è ufficialmente off-duty: possono cenare, controllare i loro social media, guardare la televisione e alcuni film o passare il tempo rimanente nella tranquillità della Cupola.

Poi è ora di dormire: otto ore e mezza di sonno e sogni in microgravità!

Un’ultima cosa per chi di voi fosse interessato a qualche dettaglio in più: esiste uno strumento chiamato OSTPV (“Onboard Short Term Plan Viewer”): mostra agli astronauti e al team di controllo a Terra la timeline delle attivitá, la schedule della ISS ed è diviso in varie sezioni suddivise tra equipaggio e Centro di Controllo. Ogni attivitá è rappresentata da una barra e, molto spesso, puó dare del filo da torcere anche agli astronauti stessi!

[youtube s2gUOV3KK2k nolink]

Se foste interessati a darci un’occhiata potete farvi un’idea di come è fatto qui.

Alessandro Rovera

Wow, che settimane per lo spazio europeo!

Prima l’arrivo di Alex Gerst  domenica notte, poi  l’atterraggio del lander Philae su una cometa – e presto con Samantha, un nuovo astronauta dell’ESA sulla ISS!

Un buon momento per aprire una nuova sezione di Niente Panico proprio mentre sta per iniziare la missione Futura: vi racconteremo aneddoti ed eventi direttamente dal Centro di Controllo Columbus (Col-CC) e cercheremo di spiegarvi il volo spaziale umano in tutti i suoi “aspetti operativi”.

sui monitor alcuni dati dal modulo Columbus (nella foto uno degli autori, sulla sinistra: Ciro Amodio)

Scriviamo al plurale perché questo “Noi” è fatto da quattro esperti del Col-CC della DLR a Oberpfaffenhofen (Germania): Ciro è un esperto sul sistema di gestione dei dati; Alessandro conosce perfettamente i sottosistemi del modulo Columbus; Mike è il nostro specialista per l’infrastruttura di Terra e Tom è direttore di volo – e sa quindi tutto (o meglio: niente …;-))

Il nostro lavoro è comunicare quasi quotidianamente con la Stazione Spaziale – ma come?

Mentre la maggior parte dei satelliti funziona comunicando direttamente con una o più stazioni di Terra – selezionate solamente nei momenti in cui sorvolano quelle determinate aree dove si trovano i centri che ricevono il loro segnale – la ISS è  sempre in contatto con il Centro di Controllo.

Il Tracking and Data Relay Satellites (TDRS) della NASA; il sistema di satelliti viene principalmente utilizzato per seguire l’intera orbita della Stazione Spaziale. Grazie ai satelliti del TDRS per rimanere in contatto con la ISS abbiamo bisogno solamente si sue stazioni sulla Terra – a White Sands e Guam Island – e i dati arrivano attraverso le basi di Houston o Huntsville.

Ciò è reso possibile dal sistema satellitare TDRS che la NASA condivide, per esempio, con l’esercito americano: questi satelliti sono in orbita geostazionaria (ovvero se si guarda il satellite dalla Terra sembrano occupare in cielo sempre la stessa posizione) a  circa 36mila km dalla superficie terrestre e vengono usati come ripetitori per le comunicazioni e l’invio di dati per i veicoli spaziali, come la ISS e molte altre missioni. In questo modo la comunicazione con la Stazione Spaziale Internazionale risulta più veloce e soprattutto costante.

Allo stesso modo sul percorso inverso, i dati dalla ISS scendono alle stazioni di Terra. Con il termine “Dati” intendiamo tutti ciò che proviene dalla Stazione Stazione attraverso i sei canali video, i quattro canali audio “Spazio-Terra”, i  flussi di dati dagli esperimenti a bordo, i comandi per la ISS e tutti i dati relativi allo condizione degli equipaggiamenti di bordo – che noi (in gergo) chiamiamo telemetria – con cui monitoriamo l’ISS e tutti i suoi moduli.

Il tutto avviene via radio – ovviamente criptato – sulle bande di frequenza S e Ku. In caso di necessità teoricamente possiamo anche utilizzare l’email per comunicare con gli astronauti, che da lassù possono navigare in Internet o chiamare Terra attraverso un telefono “voice over IP”.

Non vediamo davvero l’ora di poter iniziare i nostri collegamenti con la Stazione e con Samantha!

Per saperne di più sul loro lavoro al Col-CC: https://www.dlr.de/blogs/en/desktopdefault.aspx/tabid-9260/15960_read-688/