Beatrice Filippini

PERSONAGGI

Ventilatore, cuffiette per la musica e scarpe da ciclista. Vedendola sulla sua cyclette spaziale qualcuno, via Twitter o sui commenti di Facebook, le ha lanciato la battuta: "Hai voluto fare l'astronauta? Ora pedala!". E in effetti stare nello spazio non implica solamente svolazzare qua e là per la Iss, premere pulsanti luminosi e farsi qualche "passeggiata" fuori. Samantha Cristoforetti e gli altri colleghi devono spendere almeno due ore al giorno per l'esercizio fisico. In assenza di peso, infatti, senza poter correre o camminare o salire le scale, i muscoli di braccia e gambe vengono sollecitati pochissimo e si atrofizzano. Per questo ci sono la cyclette e altri macchinari per il sollevamento dei pesi o il nastro con le 'bretelle' che simulano la gravità terrestre, per mantenere il corpo tonico il più possibile (a cura di Matteo Marini)

(AGI) - Bolzano, 28 nov. - Sono trascorsi già cinque giorni da quando Samantha Cristoforetti ha lasciato la terra per andare nello spazio. Tra le stelle, sulla Stazione Spaziale Internazionale, nel mondo conosciuta come la Iss, la prima astronauta italiana della storia è già nel pieno delle sue attività. Dalla Iss, le cui dimensioni sono quelle di un campo da calcio, @AstroSamantha invia spettacolari fotografie, scrive diari e sensazioni di bordo oltre ad aver aperto la fornitissima cambusa di bordo. Insomma, la missione 43 Futura che vede impegnata la 37enne astronauta nata a Milano ma cresciuta in Val e Sole è già entrata nel vivo. Nella giornata di oggi Samantha ha lavorato sul vettore spaziale ATV5 che si trova attraccato alla Iss ed ha mantenuto la forma con un esercizio alla cyclette. La cadenza dei pasti segue in linea di massima l'andamento di quelli sulla terra come del resto anche le ore (comunque poche) di sonno. Nella cucina di Samantha ci sono molte specialità italiane e, per la prima volta, nello spazio è stata trasportata una caffettiera costruita a doc. In questi giorni la Cristoforetti ha iniziato ad imparare a fluttuare definendo le sue abilità di volo "da principiante". L'astronauta dell'Agenzia Spaziale Italiana (Asi) e dell'Agenzia Spaziale Europea (Esa) ha preso confidenza anche su come far funzionare il dimostratore di stampante 3Dche si trova a bordo ("mi aspetto che presto lavorerò con la stampante 3D!", ha scritto). Nelle ultime ore ha effettuato un lavoro preparatorio per alcuni dei prossimi esperimenti. Assieme ad Alexander Samokutyaev e Elena Serova, i russi che già si trovavano nello spazio, nei prossimi giorni l'astronauta italiana installerà l'esperimento Plasma Kristall4 (PK4) in Columbus. I preparativi sono serviti per fare alcune riconfigurazioni. "In se' stesso è un compito semplice, ma molto impegnativo quando siete appena arrivati nello spazio e non avete ancora il perfetto controllo del vostro corpo,- ha scritto Samantha - senza contare cinque grandi borse che dovete in qualche modo maneggiare mentre accedete a un determinato armadietto". (AGI).

Cicloergometro con l'isolamento delle vibrazioni e sistema di stabilizzazione (CEVIS) - 06.18.15

ISS scienza per tutti

Obiettivi scienza per tutti

Cicloergometro con l'isolamento delle vibrazioni e sistema di stabilizzazione (CEVIS) fornisce condizionamento aerobico e cardiovascolare attraverso attività bicicletta reclinata. Risultati scienza per tutti in bicicletta nello spazio può evocare immagini di Miss Gulch dal Mago di Oz, ma fornisce importanti condizionata per gli astronauti. Ciò è particolarmente importante per le attività spaziali a piedi fisicamente impegnative all'esterno della stazione spaziale.

I piani futuri prevedono fino a 24 ore di attività extra veicolari (EVA) a settimana durante le missioni lunari e marziane, ma primi dati disponibili indicano questa lunga EVA potrebbe essere troppo faticoso. Secondo il cicloergometro con l'isolamento delle vibrazioni e di indagine sistema di stabilizzazione (CEVIS), in bicicletta nello spazio potrebbe contribuire a migliorare la resistenza fisica per EVA estese. Lo studio ha trovato che il tasso di esercizio cuore va inizialmente durante l'esercizio a bordo, ma si avvicina a livelli di verifica preliminare in seguito a missioni, forse a causa dei regimi di esercizio rigoroso, tra cui la pedalata.

CEVIS BACKGROUND

Il CEVIS (cicloergometro con l'isolamento delle vibrazioni e sistema di stabilizzazione) è una bicicletta reclinata che fornisce esercizio aerobico ed è inteso come una contromisura per gli effetti fisiologici nocivi di esposizione a microgravità che sono previsti durante i soggiorni sulla ISS.

L'ergometro CEVIS è utilizzata come parte del programma di esercizio fisico settimanale membri dell'equipaggio. È stato progettato per essere utilizzato come un componente del meccanismo Crew SISTEMA SANITARIO CHeCS) e umano di ricerca (HRF) sulla ISS. CEVIS ha anche la capacità di supportare le attività scientifiche ISS, pre-respirare attività extra veicolari EVA), le valutazioni di idoneità periodiche (PFE), e valutazioni di fitness pre-atterraggio.

DESCRIZIONE

CEVIS fornisce condizionamento aerobico e cardiovascolare attraverso attività di ciclismo sulla ISS. CEVIS ha anche la capacità di supportare esperimenti scientifici ISS, pre-respira EVA s, PFES, e le valutazioni di idoneità pre-atterraggio. CEVIS è gestito negli Stati Uniti Lab sulla ISS e il loro utilizzo dipende esercizio membro dell'equipaggio preferenza e l'uso settimanale varia da 2-7 volte per 30-90 minuti per sessione per membro dell'equipaggio.

CEVIS è una versione modificata del Isolation Shuttle inerziale vibrazioni e stabilizzazione (IVIS) Ergometro ciclo con la differenza principale è l'aggiunta di un sistema di controllo elettronico. CEVIS è controllato da computer e mantiene un carico di lavoro molto accurato indipendente dalla velocità di pedalata del membro dell'equipaggio.

LANCIO DI STORIA

La prima unità CEVIS è stato lanciato a ISS su Space Shuttle Discovery STS-102 nel 2001 e una unità funzionale sono stati a bordo della Stazione Spaziale Internazionale da allora. Un controller di emergenza per CEVIS è stato lanciato su un veicolo Progress nel 2004. L'unità iniziale CEVIS è stato sostituito in orbita nel 2006, quando un nuovo stato lanciato il Space Shuttle Discovery STS-126 e quello vecchio ha portato verso il basso. Nel 2007 un'altra unità è stato lanciato il Endeavour STS-118. Un nuovo pannello di controllo modernizzato per CEVIS è stato il lancio nel 2009 su Discovery STS-119.

• Sviluppo: dal 2000 ad oggi di massa è 26,8 kg

• I pedali, quando viene ruotato, guidare un volano attraverso una serie ingranaggi planetari. Attrito / resistenza è applicata alla ruota da una fascia di frenatura che è serrata da una vite a sfera molla punta che viene azionato da un motore passo-passo. Feedback dal sensore di coppia trave di carico permette al motore passo-passo per mantenere un attrito / resistenza fissa.

• A Display / Pannello di controllo fornisce il soggetto con un'interfaccia per l'elettronica di controllo del ergometro. Il display / pannello di controllo è costituito da un computer embedded single board con quattro dischi rigidi e RAM Esistono

• Diverse modalità per il volo, la formazione, la qualificazione e la ricerca

Struttura Panoramica

Cicloergometro con l'isolamento delle vibrazioni e sistema di stabilizzazione (CEVIS), essenzialmente una bicicletta reclinata, prevede l'esercizio aerobico ed è inteso come contromisura per gli effetti fisiologici nocivi di esposizione a microgravità che sono previsti durante i soggiorni sulla ISS.

CEVIS viene utilizzato come parte del programma di esercizio fisico settimanale membri dell'equipaggio.

CEVIS è progettato per uso come componente del meccanismo Crew SISTEMA SANITARIO CHeCS) e umano di ricerca (HRF) sulla ISS.

CEVIS ha anche la capacità di supportare le attività scientifiche ISS, pre-respirare attività extra veicolari (EVA), le valutazioni di idoneità periodiche (PFE), e valutazioni di fitness pre-atterraggio.

Descrizione

Il sistema CEVIS è progettato per uso come componente delle CHeCS e HRF sulla ISS. CEVIS fornisce condizionamento aerobico e cardiovascolare attraverso attività di ciclismo sulla ISS. CEVIS ha anche la capacità di supportare esperimenti scientifici ISS, pre-respira EVA s, PFES, e le valutazioni di idoneità pre-atterraggio. CEVIS è gestito negli Stati modulo Laboratory Stati (US Lab) sulla ISS e il loro utilizzo dipende esercizio membro dell'equipaggio preferenza e l'uso settimanale varia da 2-7 volte per 30-90 minuti per sessione per membro dell'equipaggio.

https://www.youtube.com/watch?v=f_dcbh2r5vI

Forze piede durante l'esercizio sulla Stazione Spaziale Internazionale.

Genc KO1, Gopalakrishnan R, Kuklis MM, Maender CC, Riso AJ, Bowersox KD, Cavanagh PR.

Informazioni sull'autore

astratto

è stato dimostrato che l'esposizione a lungo durata a microgravità avere effetti negativi sul sistema muscolo-scheletrico umano. Fino ad oggi, l'esercizio contromisure sono stati il principale approccio per mantenere ossa e la massa muscolare e che non hanno avuto successo. Fino al 2008, i dispositivi di contromisure tre esercizi disponibili a bordo della Stazione Spaziale Internazionale (ISS) sono stati il tapis roulant con isolamento dalle vibrazioni e stabilizzazione (TVIS), il cicloergometro con isolamento dalle vibrazioni e stabilizzazione (CEVIS), e il dispositivo di esercizi di resistenza intermedia (IRED ). Questo articolo esamina la busta a disposizione di carichi meccanici arti inferiori che questi dispositivi di esercizio possono generare sulla base di misure di forza dirette in-shoe eseguiti sulla ISS. Quattro membri dell'equipaggio di sesso maschile che hanno volato su di lunga durata missioni ISS hanno partecipato a questo studio. forze in-scarpa sono stati registrati durante le attività destinate a suscitare carichi massimi dai vari dispositivi di esercizio.

I dati provenienti da sessioni di allenamento tipici sulla Terra e in orbita erano disponibili anche per il confronto. Carichi massimi in orbita sola gamba da TVIS erano 1.77 peso corporeo (BW) durante l'esecuzione a 8 mph. Le più grandi forze sola gamba durante esercizi di resistenza sono stati 0,72 BW durante rilanci tacco sola gamba e 0.68 BW durante squat doppio gamba. Forze durante l'esercizio CEVIS erano piccoli, si avvicina solo 0,19 BW a 210W e 95RPM. Si conclude che i tre dispositivi di esercizio studiati non erano in grado di suscitare carichi paragonabili a esercitare sulla Terra, con l'eccezione di CEVIS alla sua impostazione massima. I decrementi sono stati, in media, il 77% per le passeggiate, il 75% per la corsa, e il 65% per squat quando ogni dispositivo era al suo valore massimo. Sviluppi futuri devono includere una migliore imbracatura di applicare elevati carichi di sostituzione di gravità durante l'esercizio motorio e la fornitura di una maggiore capacità di esercizio di resistenza. L'attuale set di dati fornisce un punto di riferimento che permetterà futuri ricercatori di giudicare se la nuova generazione di contromisure di esercizio recentemente aggiunto alla ISS affronterà la necessità di una maggiore carico.

Gli astronauti utilizzano il cicloergometro dotato di isolamento antivibrante System (CEVIS), che è essenzialmente una bicicletta meccanico. Il CEVIS è in realtà imbullonato al pavimento della ISS, gli astronauti e cinghia le scarpe in fibbie e indossare le cinture di sicurezza di tenersi in giù. Infine, il dispositivo resistivo esercizio (RED) è un dispositivo di sollevamento pesi che simula la gravità. Sia il CEVIS e aiuto RED costruire il muscolo e prevenire l'atrofia muscolare, un'altra condizione astronauti e costretto a letto esperienza pazienti dopo lunghi periodi di inattività.

INGLESE

Cycle Ergometer with Vibration Isolation and Stabilization System (CEVIS) - 06.18.15

ISS Science for Everyone

Science Objectives for Everyone

Cycle Ergometer with Vibration Isolation and Stabilization System (CEVIS) provides aerobic and cardiovascular conditioning through recumbent cycling activities. Science Results for Everyone Cycling in space may conjure up images of Miss Gulch from the Wizard of Oz, but it provides important conditioning for astronauts. This is especially important for physically demanding space-walk activities outside the space station. Future plans call for up to 24 hours of Extra Vehicular Activity (EVA) per week during lunar and Martian missions, but early evidence suggests this long EVA may be too strenuous. According to the Cycle Ergometer with Vibration Isolation and Stabilization System (CEVIS) investigation, cycling in space could help improve physical stamina for extended EVAs. The study found that exercise heart rate initially goes up during onboard exercise, but approaches preflight levels later on in missions, owing perhaps to the rigoruous exercise regimens, including pedaling.

CEVIS BACKGROUND

The CEVIS (Cycle Ergometer with Vibration Isolation and Stabilization System) is a recumbent bicycle which provides aerobic exercise and is intended as a countermeasure for the harmful physiological effects of exposure to microgravity that are anticipated during stays on the ISS.

The CEVIS ergometer is utilized as part of the crewmembers weekly exercise schedule. It is designed for use as a component of the Crew Health Care System (CHeCS) and Human Research Facility (HRF) on the ISS. CEVIS also has the capability to support ISS science activities, pre-breathe extravehicular activities (EVA), periodic fitness evaluations (PFE), and pre-landing fitness evaluations.

DESCRIPTION

CEVIS provides aerobic and cardiovascular conditioning through cycling activities on the ISS. CEVIS also has the capability to support ISS science experiments, pre-breathe EVA s, PFEs, and pre-landing fitness evaluations. CEVIS is operated in the US Lab on the ISS and usage depends on crewmember exercise preference and weekly usage varies from 2-7 times for 30-90 minutes per session per crewmember.

CEVIS is a modified version of the Shuttle Inertial Vibration Isolation and Stabilization (IVIS) Cycle Ergometer with the principal difference being the addition of an electronic control system. CEVIS is computer controlled and maintains a very accurate workload independent of the pedaling speed of the crewmember.

LAUNCH HISTORY

The first CEVIS unit was launched to ISS on Space Shuttle Discovery STS-102 in 2001 and a unit have been functional on the International Space Station ever since. A contingency controller for CEVIS was launched on a Progress vehicle in 2004. The initial CEVIS unit was replaced in orbit in 2006 when a new was launched on Space Shuttle Discovery STS-126 and the old one brought down. In 2007 another unit was launched on Endeavour STS-118. A new modernized control panel for CEVIS was launch in 2009 on Discovery STS-119.

•Development: from 2000 to present

Mass is 26,8 kg •The pedals, when rotated, drive a flywheel through a planetary gear set. Friction/resistance is applied to the wheel by a braking band that is tightened by a spring-tipped ball screw that is driven by a stepper motor. Feedback from the load beam torque sensor enables the stepper motor to maintain a fixed friction/resistance.

•A Display/Control Panel provides the subject with an interface to the control electronics of the ergometer. The Display/Control Panel consists of an embedded single board computer with four hard disks and RAM

•Several modes exist for flight, training, qualification and research

Facility Overview

Cycle Ergometer with Vibration Isolation and Stabilization System (CEVIS), essentially a recumbent bicycle, provides aerobic exercise and is intended as a countermeasure for the harmful physiological effects of exposure to microgravity that are anticipated during stays on the ISS.

CEVIS is utilized as part of the crewmembers weekly exercise schedule.

CEVIS is designed for use as a component of the Crew Health Care System (CHeCS) and Human Research Facility (HRF) on the ISS.

CEVIS also has the capability to support ISS science activities, pre-breathe extravehicular activities (EVA), periodic fitness evaluations (PFE), and pre-landing fitness evaluations.

Description

The CEVIS system is designed for use as a component of the CHeCS and HRF on the ISS. CEVIS provides aerobic and cardiovascular conditioning through cycling activities on the ISS. CEVIS also has the capability to support ISS science experiments, pre-breathe EVA s, PFEs, and pre-landing fitness evaluations. CEVIS is operated in the United States Laboratory Module (US LAB) on the ISS and usage depends on crewmember exercise preference and weekly usage varied from 2-7 times for 30-90 minutes per session per crewmember.

Foot forces during exercise on the International Space Station.

Genc KO1, Gopalakrishnan R, Kuklis MM, Maender CC, Rice AJ, Bowersox KD, Cavanagh PR.

Author information

Abstract

Long-duration exposure to microgravity has been shown to have detrimental effects on the human musculoskeletal system. To date, exercise countermeasures have been the primary approach to maintain bone and muscle mass and they have not been successful. Up until 2008, the three exercise countermeasure devices available on the International Space Station (ISS) were the treadmill with vibration isolation and stabilization (TVIS), the cycle ergometer with vibration isolation and stabilization (CEVIS), and the interim resistance exercise device (iRED). This article examines the available envelope of mechanical loads to the lower extremity that these exercise devices can generate based on direct in-shoe force measurements performed on the ISS. Four male crewmembers who flew on long-duration ISS missions participated in this study. In-shoe forces were recorded during activities designed to elicit maximum loads from the various exercise devices. Data from typical exercise sessions on Earth and on-orbit were also available for comparison. Maximum on-orbit single-leg loads from TVIS were 1.77 body weight (BW) while running at 8mph. The largest single-leg forces during resistance exercise were 0.72 BW during single-leg heel raises and 0.68 BW during double-leg squats. Forces during CEVIS exercise were small, approaching only 0.19 BW at 210W and 95RPM. We conclude that the three exercise devices studied were not able to elicit loads comparable to exercise on Earth, with the exception of CEVIS at its maximal setting. The decrements were, on average, 77% for walking, 75% for running, and 65% for squats when each device was at its maximum setting. Future developments must include an improved harness to apply higher gravity replacement loads during locomotor exercise and the provision of greater resistance exercise capability. The present data set provides a benchmark that will enable future researchers to judge whether or not the new generation of exercise countermeasures recently added to the ISS will address the need for greater loading.

Astronauts also use the Cycle Ergometer with Vibration Isolation System (CEVIS), which is essentially a mechanical bicycle. The CEVIS is actually bolted to the floor of the ISS, and astronauts strap their shoes into buckles and wear seat belts to hold themselves down. Finally, the Resistive Exercise Device (RED) is a weight-lifting device that simulates gravity. Both the CEVIS and RED help build muscle and prevent muscle atrophy, another condition astronauts and bedridden patients experience after long periods of inactivity.