Artemis III vedrà l'equipaggio prepararsi per i futuri atterraggi lunari, testando in orbita terrestre come Orion si aggancia agli elementi di un sistema di atterraggio lunare. Luca Parmitano prenderà i comandi di Orion per effettuare manovre di avvicinamento, o rendez-vous, e di attracco, con due prototipi del sistema di atterraggio lunare – con un europeo al timone del Modulo di Servizio Europeo del veicolo spaziale.

L'ESA fornisce il Modulo di Servizio Europeo, il cuore della navicella Orion della NASA. Il modulo fornisce aria e acqua all'equipaggio, genera energia elettrica tramite quattro pannelli solari di fabbricazione europea e fornisce la propulsione grazie ai suoi 33 motori. Queste capacità consentono le manovre precise richieste per Artemis III, dimostrando le tecnologie che porteranno gli astronauti sulla superficie lunare.

Selezionato come astronauta dell'ESA nel 2009, Luca ha trascorso 366 giorni nello spazio in due missioni di lunga durata sulla Stazione Spaziale Internazionale, durante le quali ha supportato centinaia di esperimenti scientifici, effettuato sei attività extraveicolari, o 'passeggiate spaziali', per un totale di oltre 30 ore; è inoltre diventato il primo comandante italiano dell'avamposto orbitale. 

Da quando è tornato sulla Terra, Luca ha lavorato al Johnson Space Center della NASA come ufficiale di collegamento dell'ESA a Houston, ricoprendo il ruolo di CAPCOM e supportando l'addestramento degli astronauti nelle passeggiate spaziali e nella robotica. Ha anche partecipato a un test di recupero di Artemis II lo scorso anno, per provare il recupero degli astronauti in sicurezza a terra dopo l'ammaraggio di Orion.

Prima di entrare a far parte dell'ESA, Luca Parmitano è stato pilota collaudatore nell'Aeronautica Militare Italiana, con oltre 2.000 ore di volo su più di 40 tipi di velivoli – un'esperienza che gli servirà per Artemis III. 

All'evento di presentazione dell'equipaggio a Houston, Luca Parmitano ha dichiarato: "Sono onorato del ruolo che mi è stato affidato. Sono anche molto commosso dal compito che ci attende. Ma prima di tutto, sono grato. Ci sono molti elementi che devono convergere per un lancio spaziale. Serve una piattaforma di lancio: per me, quella piattaforma è il mio Paese, l'Italia, il suo Sistema Educativo, l'Aeronautica Militare che mi ha fornito gli strumenti professionali per portarmi qui oggi, e l'Agenzia Spaziale Italiana che mi ha offerto il primo volo per mettere alla prova quelle competenze, e di questo sono molto grato. L'Agenzia Spaziale Europea è come una torre di lancio che collega due mondi... la sua stessa natura è quella di costruire relazioni, ponti, connessioni e di elevare le persone affinché raggiungano il loro pieno potenziale. Il lanciatore, in senso figurato e letterale, è la NASA: sono grato alla NASA per avermi permesso di far parte di questo incredibile gruppo di persone, di questo equipaggio, e per avermi permesso di volare."

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