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MPLM: una realizzazione di successo della Thales Alenia Space
MPLM: A Thales Alenia Space Success Story
Il modulo logistico pressurizzato MPLM "Leonardo" nel vano di carico dello Space Shuttle "Endeavour", poco prima dell’aggancio temporaneo alla Stazione Spaziale, nel corso della missione STS-126 del novembre 2008. (NASA)
The MPLM "Leonardo" Pressurized Logistic Module inside the payload bay of the "Endeavour" Space Shuttle, hours before the temporary docking to the ISS, during Mission STS-126, in November 2008. (NASA)
Gli MPLM (Multipurpose Pressurized Logistic Module) sono moduli logistici pressurizzati, installabili nel vano di carico degli Shuttle, utilizzati per il trasporto di rifornimenti e materiali tra la Terra e la Stazione Spaziale.
Progettato e costruito da Thales Alenia Space per l’Agenzia Spaziale Italiana (ASI), il modulo MPLM è in grado di operare in orbita, attaccato alla Stazione Spaziale Internazionale, garantendo possibilità di stivaggio attivo e passivo, nonché un volume abitabile per due astronauti.
Le unità di volo MPLM sono tre: "Leonardo", "Raffaello" e "Donatello". I moduli sono stati realizzati basandosi su un concetto di vettori flessibili, che devono intercambiarsi nelle diverse funzioni di operatività in orbita.

RUOLO DI THALES ALENIA SPACE

Thales Alenia Space, società di comprovata capacità nella costruzione di infrastrutture e trasporti spaziali, è primo contraente, nell’ambito di un accordo bilaterale ASI/NASA, per la progettazione, lo sviluppo, la qualifica e l’integrazione dei tre moduli logistici ed il coordinamento delle attività d'interfaccia dei moduli stessi sia con la Stazione Spaziale sia con lo Shuttle. In aggiunta alle attività di sistema, Thales Alenia Space ha la responsabilità di fornire supporto alla NASA, attraverso il Centro Spaziale ALTEC di Torino, per la preparazione e gestione delle missioni, sia nella fase di terra che in orbita. Durante l’intero periodo di vita operativa della Stazione, Thales Alenia Space fornirà supporto alla NASA per l’utilizzo dei moduli.

PROGRAMMA MPLM

L’alloggiamento del carico utile (fino a 9.000 kg) avviene in 16 "racks" standard denominati ISPR (International Standard Payload Rack) ribaltabili e rimovibili, cinque dei quali possono essere provvisti di potenza elettrica, refrigerazione ed interfaccia software, per consentire il trasporto di carichi condizionati. Gli MPLM hanno una lunghezza di 6,6 metri ed un diametro di 4,5, per un volume complessivo pressurizzato di circa 70 m3. Il volume abitabile che rimane disponibile per l'equipaggio, dopo l'installazione dei racks, è di 31 m3. La struttura primaria è ricoperta esternamente da un sistema di protezione dai micrometeoriti (MDPS) ed è isolata termicamente da una serie di coperte multistrato (MLI).
Due meccanismi d’aggancio sono installati sul modulo per consentire il trasferimento tra la navetta e la Stazione Spaziale (alla quale il modulo rimane attraccato per più di 16 giorni durante ogni missione), utilizzando il braccio manipolatore della Stazione stessa, comandato a distanza dagli astronauti.
Nel suo insieme, l’MPLM deve svolgere due funzioni principali: in quanto vettore, deve essere in grado di volare più volte mentre, come modulo abitato, deve poter operare in orbita garantendo in particolare alla Stazione protezione dai meteoriti, il controllo ambientale, il controllo termico attivo e passivo, il controllo e condizionamento dell’atmosfera, la rilevazione ed estinzione d’incendi, la distribuzione di potenza elettrica, i comandi e il trattamento dei dati. La complessità progettuale di MPLM deriva dalle sue molteplici funzioni e dalla lunga vita operativa prevista: ogni unità è stata progettata per volare 25 volte in un periodo di 10 anni.

LE MISSIONI DEGLI MPLM

Con la prima missione dell’MPLM "Leonardo", (STS-102 del marzo 2001), i moduli hanno iniziato la loro attività di trasporto verso la Stazione Spaziale Internazionale. Con quel primo lancio, in particolare, "Leonardo" ha trasferito in orbita equipaggiamenti e sottosistemi per il laboratorio americano "Destiny". Il secondo attracco di un MPLM alla ISS (missione STS-100 del 28 aprile 2001) è stato particolarmente significativo per l’Italia, poiché ad accompagnare il volo inaugurale di "Raffaello" - gemello di "Leonardo" – c’era l’astronauta italiano Umberto Guidoni.
Nel corso di questi anni, "Leonardo" è tornato altre quattro volte sulla ISS; nell’agosto del 2001 con la missione STS-105, nel giugno dell’anno successivo grazie alla missione STS-111, nel luglio del 2006 con la missione STS-121 ed infine nel novembre 2008 con la missione STS-126 "Endeavour". "Raffaello" è invece attraccato alla ISS altre due volte, nel dicembre 2001 e nel luglio 2005.
Per il futuro sono gia’ previsti altri due lanci di MPLM: nell’estate 2009, con la missione STS-128, e nel primo trimestre del 2010 con la missione STS-131, l’ultima dello Shuttle "Atlantis". Tuttavia è da sottolineare che i recenti studi condotti dalla NASA per valutare la possibilità di estendere la vita operativa della ISS sino al 2020, hanno previsto l’ulteriore utilizzo di MPLM come principale elemento logistico, ipotizzando altre otto missioni.

STAZIONE SPAZIALE INTERNAZIONALE

Grazie alla trentennale esperienza nel campo della ricerca spaziale, Thales Alenia Space, ha saputo fornire e sta fornendo, nella fase di progettazione, costruzione ed utilizzazione, un contributo ingegneristico e produttivo di riconosciuto prestigio internazionale, tanto che una gran parte degli elementi pressurizzati, e perciò abitabili, della Stazione (il 50% circa del volume pressurizzato disponibile, di 1.300 m3) è prodotta proprio negli stabilimenti dell’azienda a Torino in Italia. Thales Alenia Space ha sviluppato per l’Agenzia Spaziale Italiana (ASI) i tre moduli logistici MPLM per il trasporto, tra la Terra e la Stazione, di carichi scientifici, rifornimenti e materiali; per l’Agenzia Spaziale Europea (ESA) e l’ASI ha sviluppato i Nodi 2 e 3, moduli di interconnessione tra i vari elementi pressurizzati. Per ESA ha progettato e realizzato Cupola, vera e propria torre di controllo e osservazione, il laboratorio scientifico "Columbus" con tre dei suoi piu’ complessi esperimenti, dove gli astronauti-ricercatori europei effettueranno esperimenti in stato di microgravità. Infine sempre su commessa dell’ESA, Thales Alenia Space partecipa alla costruzione del veicolo ATV, utilizzato per il trasporto logistico alla Stazione per il quale - oltre al capostipite "Jules Verne", entrato in servizio quest’anno - sara’ prodotta una serie di altre sei unità di volo. (Thales Alenia Space)

The MPLMs (Multipurpose Pressurized Logistics Modules) are pressurised logistics modules carried inside the payload bay of the Shuttle and used to transport supplies and materials from Earth to the Space Station.
Designed and built by Thales Alenia Space for the Italian Space Agency (ASI), the MPLM module can operate in orbit, attached to the International Space Station, guaranteeing the possibility of active and passive storage, as well as sufficient habitable space for two astronauts.
Three flight models have been built: "Leonardo", "Raffaello" and "Donatello". These modules have been developed based on the concept of flexible vectors that interchange in the various orbit operation functions.

THE ROLE OF THALES ALENIA SPACE

Thales Alenia Space, leading company in the construction of infrastructures and space transport, is the prime contractor, within the scope of bilateral agreement between Italian Space Agency ASI and NASA, for the design, development, classification and integration of the three logistics modules and the coordination of interface activities of the modules themselves, both with the Space Station and the Shuttle. In addition to the system activities, Thales Alenia Space is also responsible for supporting NASA through the Turin-based ALTEC Space Centre, in the preparation and management of missions, both on land and in orbit. The company will provide NASA with support in using the modules for the whole period of the Station’s operative life.

MPLM PROGRAMME

The payload (up to 9,000 kg) is stored inside 16 standard removable racks (International Standard Payload Racks - ISPR) that can be upturned and removed as required, with five of the sixteen able to be fitted with electricity, refrigeration and interface software, to allow for the transport of refrigerated loads. Each MPLM is 6.6 metres long, with a 4.5 metre diameter, providing a total pressurised volume of approximately 70 cubic metres. After rack installation, the crew is left with 31 cubic metres of available space. The primary structure is externally covered with a protecting layer against meteorites and debris (MDPS), and is heat insulated by a series of multilayer insulating covers (MLI).
The module is set up with two connecting mechanisms to allow for transfer to and from the shuttle and the Space Station (the module is hooked up to the Station for more than 16 days each mission), using the Station handling arm, which is remote controlled by the astronauts.
MPLM is a complete system performing two main functions: as vector, it can fly several times, and as an inhabited module, it can operate in orbit, specifically guaranteeing protection of the Station against meteorites, environmental control, active and passive thermal control, atmosphere control and conditioning, fire detection and extinguishing, distribution of electricity, commands and data processing. MPLM is a complex design due to the many different functions and long working life: each unit has been designed to fly 25 times over a 10-year period.

THE MPLM MISSIONS

With MPLM Leonardo's first mission (STS-102 March 2001), the modules began their transport service to the International Space Station, and on this journey, MPLM "Leonardo" carried equipment and subsystems for the American laboratory "Destiny" into orbit. The second docking of an MPLM at the ISS (Shuttle mission STS-100 on 28th April 2001), was particularly important for Italy, as the debut flight of Leonardo’s twin, "Raffaello", was accompanied by the Italian astronaut Umberto Guidoni.
Over the years, "Leonardo" has returned to the ISS four times: in August 2001 with mission STS-105, in June the following year, with mission STS-111, in July 2006, with mission STS-121 and finally, in November 2008, with mission STS.126 "Endeavour". "Raffaello", on the other hand, docked at the ISS a further two times: in December, 2001, and in July, 2005.
Another two launches of MPLM have already been planned: in summer 2009 (mission STS-128), and in the first quarter of 2010 8 (mission STS-131), the very last for Shuttle "Atlantis". Recently NASA reported it is evaluating a possible extension to the working life of the ISS through to 2020, including eight more missions of MPLM as the main logistics element.

INTERNATIONAL SPACE STATION

Thales Alenia Space has more than thirty years experience in the space research field, allowing it to make valuable, internationally-acknowledged engineering and production contributions during design, manufacture and operation phases. Many of the Station's pressurised, and therefore habitable, elements (for an approximate 50% share of the available pressurised volume, 1,300 m3), are, in fact, produced in the company's plants in Turin, Italy. Thales Alenia Space developed the three MPLM logistics modules for the Italian Space Agency (ASI), to transport scientific loads, supplies and materials to and from Earth and the Station. Thales Alenia Space also developed Nodes 2 and 3, inter-connection modules between the various pressurised elements, for the European Space Agency (ESA). And again for ESA, Thales Alenia Space designed and built Cupola, a proper control and observation tower, as well as the scientific laboratory "Columbus" with three of its most complex experiments, where European astronauts-researchers will carry out experiments and research in microgravity condition. Finally, and once more by ESA appointment, Thales Alenia Space is involved in the construction of the ATV vehicle used for the logistics transport to the Station. After the firt item, named "Jules Verne", which was launched for the first time in 2008, a series of a further six flight units will be produced. (Thales Alenia Space)