Nell'agosto del 2001 ha iniziato l'addestramento come ingegnere di bordo presso il Centro Sperimentale Statale di Ricerca Scientifica per l'Addestramento Cosmonauti "Yuri Gagarin"[2] di Città delle Stelle (Oblast' di Mosca).
Dal 25 aprile (TM-34) al 5 maggio 2002 (TM-33), Roberto Vittori ha partecipato alla missione volo taxi "Marco Polo" presso la Stazione spaziale internazionale (ISS), nell'ambito di un accordo di programma tra l'Agenzia Spaziale RussaRoskosmos, l'Agenzia Spaziale Italiana, e l'ESA. Durante la sua permanenza a bordo della Stazione Spaziale Internazionale ha lavorato a fianco al resto dell'equipaggio e seguito quattro esperimenti scientifici per il programma europeo.
Il 15 aprile 2005 ha partecipato ad un secondo volo-taxi "Eneide"[5][6] pilotando la navetta Sojuz (TMA-6) all'approccio con la ISS, dove ha condotto degli studi per conto dell'Agenzia Spaziale Italiana, tra cui Lazio (Low altitude zone ionization observatory)[7], patrocinato dalla regioneLazio: una serie di esperimenti di affaticamento fisico e germinazione di semi di piante erbacee per una possibile fonte di cibo spaziale. Vittori diviene il primo astronauta europeo a visitare due volte la ISS e ritorna a Terra il 24 aprile dello stesso anno a bordo della capsula Sojuz TMA-5. È stato il primo astronauta europeo a conseguire la qualifica di comandante Soyuz.[senza fonte]
Il 16 maggio 2011 è decollato con la missione Shuttle STS-134 nel ruolo di mission specialist.
Vita privata
È titolare del nominativo di stazione di radioamatore IZ6ERU con il quale ha effettuato molti collegamenti con scuole italiane a bordo della Stazione spaziale internazionale (ISS) sulla frequenza VHF di 145,8 MHz in FM.
Nel 2008 ha prestato la sua voce per un cameo nell'edizione in lingua italiana del film WALL•E, interpretando alcune battute di un robot a bordo della navicella spaziale Axiom.
Ha vissuto per molti anni a Città di Castello; dal 2007 risiede con la famiglia a Sansepolcro, dividendosi tra questa città e gli Stati Uniti d'America per motivi professionali. Proprio in onore della città di Sansepolcro ha portato una piccola balestra (denominata Petra de Burgo, dal più illustre cittadino di Sansepolcro Piero della Francesca, che si firmava Petro de Burgo) nell'ultima missione dello Space Shuttle Endeavour STS 134 dal 16 maggio al 1º giugno 2011, eseguendo dei tiri dimostrativi in assenza di gravità in omaggio al Palio della Balestra[8].
«Pilota dell'Aeronautica Militare impiegato in qualità di astronauta e primo cosmonauta italiano su una navicella russa, dopo mesi di duro addestramento, partecipava alla missione spaziale "Marco Polo" con l'obiettivo di raggiungere la stazione spaziale internazionale. Conscio dei rischi e dei pericoli insiti nell'impresa, con estrema perizia e dimostrando una non comune professionalità, è stato responsabile, quale ingegnere di bordo, di gran parte delle attività svolte nella capsula. La sua esperienza di pilota militare gli consentiva di svolgere la missione, incurante delle difficoltà di operare in un ambiente naturalmente difficile all'uomo, nel migliore dei modi riscotendo il plauso ed il massimo apprezzamento dell'Aeronautica Militare, delle più alte cariche dello Stato, nonché della comunità nazionale ed internazionale. Simbolo di fermezza e tenacia, chiarissimo esempio di virtù aviatorie, con il suo operato ha dato lustro ed onore all'Aeronautica Militare ed alla Nazione tutta. Baikonur (Kazakistan)" Stazione Spaziale Internazionale, 25 aprile - 5 maggio 2002.[9]» — 6 dicembre 2002
^Государственный научно-исследовательский испытательный центр подготовки космонавтов имени Ю. А. Гагарина - Gosudarstvennyy Nauchno-issledovatel'skiy Ispytatel'nyy Tsentr Podgotovki Kosmonavtov imeni YU. A. Gagarina
^PETRA DE BURGO, UNA BALESTRA NELLO SPAZIO, su sitodidestinazione.h569599.linp049.arubabusiness.it. URL consultato il 9 giugno 2020 (archiviato dall'url originale il 9 giugno 2020).
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