Traje espacial

El traje espacial es el forro que utilizan los astronautas durante las actividades extravehiculares (EVA) para aislarse del ambiente externo que es letal para el cuerpo humano .

Historia

Los primeros trajes espaciales no eran tan sofisticados como los actuales y se desarrollaron utilizando tecnologías ya utilizadas para vuelos a gran altura y buceo profundo, como trajes ligeros presurizados, máscaras de oxígeno y rebreather .

Ni siquiera se contemplaron protecciones contra los rayos cósmicos y la temperatura, ya que aún no se preveía la actividad humana fuera del medio espacial.

La competencia entre Rusia y Estados Unidos ha permitido un crecimiento constante de la tecnología detrás de los trajes espaciales, aunque los dos modelos son notablemente diferentes; el traje espacial de EE. UU. consta de cuatro elementos, que el astronauta usa en orden: pantalones, chaqueta con mangas, casco y guantes; el ruso, en cambio, está compuesto por un único elemento semirrígido, con una abertura a la altura de la espalda, por la que se desliza el astronauta, y que será cerrada por un colaborador.

Otra diferencia entre los dos trajes radica en la diferente presurización interna, 0,30 bar para el traje de la NASA y 0,56 bar para el ruso.

Historia

Modelos rusos

• SK-1 , el traje que usó Yuri Gagarin , el primer hombre en orbitar la Tierra
• Berkut ( Беркут es el águila real ), utilizado por Alexei Archipovič Leonov , el primero en realizar una actividad extravehicular
• Krechet ( Кречет es el halcón gerifalte ), diseñado para la exploración lunar [1] , nunca sucedió
• Yastreb ( Ястреб es el gavilán ), desarrollado sobre el modelo del anterior
• Orlan ( Орлан es el águila marina )
• Sokol ( Сокол es el halcón ), utilizado por la tripulación de la Soyuz durante las fases de lanzamiento y retorno.
• Strizh ( Стриж es el veloz ), diseñado para las tripulaciones del Programa Buran

Modelos de EE . UU

• Navy Mark IV , un traje prototipo utilizado durante el programa Mercury
• Gemini , utilizado en el programa Gemini
• Traje espacial diseñado por el Laboratorio de órbita tripulada , pero nunca utilizado
• Apollo/Skylab A7L , el traje creado para el programa Apollo , también utilizado para las tres misiones Skylab y la misión Apollo-Soyuz
• Advanced Crew Escape Suit , el traje utilizado en el programa Space Shuttle
• Unidad de movilidad extravehicular , un traje particular actualmente en uso para actividades extravehiculares

Modelos chinos

• el traje espacial utilizado para el programa Shenzhou 5 , el primero tripulado para China
• el Traje utilizado durante las misiones Shenzhou 6 , ligeramente diferente al anterior y más ligero
• Traje espacial Feitian : diseñado para la misión Shenzhou 7 de 2008 . Hizo posible el primer EVA chino

Características

Un traje espacial cuenta con la tecnología más sofisticada y avanzada para proteger contra diversos factores hostiles como la radiación cósmica , en particular la infrarroja y la ultravioleta que no están filtradas por falta de atmósfera, así como los cambios bruscos de temperatura que oscilan entre -100 °C en la sombra y +120 ° C al sol [2] .

El traje debe entonces protegerse del vacío en el exterior, que corresponde a la presión cero ; para superar este problema, el traje debe poder presurizarse internamente. Los trajes actuales no están diseñados para garantizar una presión igual a la de la cabina del transbordador espacial o de la estación espacial , sino igual a 1/3 atm ; en caso contrario sería necesario un traje de buceo excesivamente rígido con el consiguiente impedimento en el movimiento. Antes de cada “caminata” el astronauta debe hacer un período de adaptación en la llamada esclusa de aire , un compartimento estanco para equilibrar la presión antes y después de cada actividad extravehicular, evitando así cualquier enfermedad por descompresión ; mientras tanto tiene que respirar oxígeno para eliminar el nitrógeno presente en el cuerpo.

En el interior del traje, debido a la baja presión, el astronauta respira oxígeno puro, evitando así la hipoxia que se produciría utilizando aire. De hecho, a la presión atmosférica, igual a aproximadamente 1 bar, debido a la ley de las presiones parciales, la presión parcial de oxígeno es de aproximadamente 0,21 bar (20,96% de 1 bar), mientras que respirando aire normal a 0,3 bar la presión parcial de oxígeno corresponde a unos 0,06 bar, equivalente a una concentración de un 6,3%, letal para el ser humano.

Especificaciones técnicas

Un traje espacial está confeccionado con un tejido formado por once o doce capas, cada una con unas características particulares, según la función a la que esté destinado. Desde el interior hacia el exterior tenemos:

• Primera y segunda capa: denominadas Prendas de Ventilación y Refrigeración Líquida o LCVG , se utilizan para la termorregulación del cuerpo y consisten en una especie de mallas en contacto con la piel del astronauta, tejidas con tubos de una longitud total de unos 85 m. Dentro de las tuberías fluye agua fría que aleja el calor del cuerpo, lo que lleva a una temperatura interna más baja. Junto a la primera capa también hay un tubo para la absorción del aire exhalado, que contiene CO 2 , que luego será trasladado a la mochila .
• Tercera capa: hecha de nailon utilizado para garantizar la transpirabilidad ; está revestido con caucho sintético para mantener la integridad hermética.
• Cuarta capa: fabricada en poliéster , contribuye a la estabilidad a la presión, evitando que el traje se hinche en exceso, convirtiéndose en un obstáculo para el movimiento.
• Quinta capa: actúa como protección contra el calor, abrasiones y perforaciones debidas a micrometeoritos ; la función térmica, antidesgarro y antiradiación la realiza el mylar revestido de aluminio .
• Sexta-décima capa: una gruesa barrera que garantiza una alta resistencia al calor.
• Undécima capa: llamada TMG , consta de una o dos cubiertas de Goretex y sirve para proteger contra el impacto con micrometeoritos.

Componentes

Un traje espacial se compone de varias piezas y va acompañado de numerosas herramientas y accesorios. La masa de los trajes para las caminatas lunares rondaba los 100 kg, mientras que los del transbordador espacial superaban los 130 kg; cada uno tiene un coste que va desde los 675.000 € [3] hasta los 1.250.000 € (2 millones de dólares) [4] . En el pasado, cada pieza del traje se hacía a la medida de cada astronauta, pero con el aumento del costo y la complejidad de los materiales se han estandarizado las tallas, y la altura del individuo debe estar entre 167 y 187 cm [3 ] .

El traje

El traje actual está idealmente formado por dos secciones, superior e inferior.

La parte superior consta de:

• Un casco , fabricado con policarbonato rígido y resistente al calor que garantiza una perfecta transparencia; está recubierto internamente con un líquido antivaho. El casco está equipado con una visera móvil (denominada Conjunto de visera extravehicular ) que consta de dos paneles laterales y uno frontal, y es ajustable mediante un par de perillas. El visor está laminado con una fina capa de oro para proteger la vista del astronauta de la luz solar directa y el resplandor brillante .
• Un busto (también llamado HUT, Hard Upper Torso ), en fibra de vidrio , al que se conectan todos los demás componentes. Conecta con el casco en la parte superior, con los guantes a la altura de los antebrazos y con las piernas a la altura de la cintura.
• Los guantes , muy importantes para el trabajo del astronauta, son menos gruesos y relativamente cómodos. Externamente están equipados con una capa de goma para un mejor agarre de los objetos, así como ganchos para colgar cualquier herramienta. Los extremos de los dedos están equipados con un dispositivo de calentamiento que se puede operar a través de un interruptor colocado en la muñeca. Debido al grosor reducido de la tela y la actividad manual prolongada, los guantes a menudo están sujetos a un desgaste que también puede provocar cortes o rasgaduras, lo que hace que el traje se despresurice.

La parte inferior consta de:

• LTA, Conjunto Inferior del Torso , una sola unidad que comprende
  • Piernas, con una banda de color cada una, fijadas con velcro , para el reconocimiento del astronauta
  • Articulaciones móviles de rodillas y tobillos.
  • Botas , disponible en dos tallas

Los complementos

• Un recipiente para agua potable (también llamado IDB In-suit Drink Bag ), ubicado a la altura del pecho, está equipado con un pequeño tubo para permitir que el astronauta beba. Tiene una capacidad de 1 o 2 litros de agua. Las barras energéticas a veces pueden estar presentes.
• Se utiliza un "pañal" (también llamado MAG, Prenda de Máxima Absorción ), para recoger la orina producida en las casi 8 horas de trabajo fuera de la nave espacial.

Las herramientas

Algunas herramientas están ubicadas directamente en el traje o dentro de él. Éstos incluyen:

• Las luces, colocadas detrás o al costado del casco, permiten una buena visibilidad incluso en áreas sombreadas. Se alimentan de forma autónoma con dos baterías.
• Una cámara está ubicada en el casco y puede ser activada por el astronauta a través de un interruptor especial. Está conectado al Transbordador ya la base de control en Tierra, a la que transmite las actividades y maniobras del operador.
• Los auriculares y micrófonos están integrados en unos auriculares de tela. Están conectados a dos circuitos de alimentación separados (derecho e izquierdo), para garantizar el funcionamiento incluso en caso de fallo de uno de ellos. La instalación de comunicaciones también se denomina CCA, Communications Carrier Assembly .
• El Módulo de visualización y control ( DCM ) es un dispositivo ubicado en la parte anterior del abdomen. Es de fundamental importancia para el astronauta ya que está equipado con un completo sistema de indicadores y luces, para monitorear el correcto funcionamiento del traje. A través de un pequeño espejo montado en la muñeca, el astronauta puede intervenir directamente para comprobar y ajustar algunos parámetros. El módulo consta de:
  • Un regulador de temperatura, que consiste en una perilla
  • Un kit electrocardiográfico, que permite el monitoreo constante de la función cardíaca
  • Un dosímetro para medir la intensidad de la radiación cósmica.
  • Un dispositivo para el control de oxígeno dentro del traje.

Sistema de soporte vital primario

El Sistema de soporte vital primario (PLSS) es la mochila con la que está equipado el astronauta. Fundamental para el éxito de una misión extravehicular, incluye varios dispositivos que incluyen:

• Una batería, para la alimentación de cada equipo del traje espacial, que garantiza una autonomía de más de 8 horas
• Una antena, para comunicaciones por radio con el transbordador o la estación espacial. Si el astronauta está cerca de una estación espacial, gracias a los dispositivos de esta última, también puede comunicarse con la base en tierra
• Un depósito para el refrigerante del traje conectado a un sublimador , que expone el agua en contacto con el medio exterior. Al congelarse y luego sublimarse, el agua elimina el calor del líquido interno.
• Un sistema de regeneración del aire exhalado, que elimina los gases de desecho y el polvo que produce el astronauta con la respiración. Luego, el oxígeno no utilizado se vuelve a introducir en el traje desde una abertura detrás de la cabeza.
• Dos tanques principales de oxígeno, en los que se comprime el gas puro y permite su uso durante más de 7 horas.
• Dos depósitos secundarios, con una duración total de 30 minutos, entran en funcionamiento automáticamente cuando se agota la reserva principal
• Un sistema de control y alarma, para monitorear constantemente cada parámetro de la instrumentación del traje espacial.

Unidad de maniobra tripulada

Los trajes de la NASA tienen la posibilidad de acoplarse a la MMU, una silla cohete que te permite moverte libremente en el espacio. En las primeras misiones extravehiculares, los astronautas estaban atados al vehículo por medio de un "cordón umbilical" que proporcionaba oxígeno y evitaba cualquier posible escape al espacio. Más tarde fue reemplazado por un cable de seguridad más delgado.

Utilizado por primera vez en 1984 , durante la 10ª misión del transbordador, el MMU está equipado con dos brazos ajustables, en los extremos de los cuales hay controladores utilizados para maniobrarlo. Los chorros de nitrógeno de 24 propulsores pueden alcanzar velocidades de más de 70 km/h. Su peso ronda los 140 kg.

SPK

El SPK (o UMK) es una herramienta similar a la MMU desarrollada por la antigua Unión Soviética. Tenía un peso de unos 220 kg, y 32 motores de aire comprimido garantizaban una velocidad de 100 km/h. El SPK ha sido reemplazado por un brazo robótico similar al Sistema de servicio móvil .

MÁS SEGURO

El SAFER ( Ayuda Simplificada para Rescate EVA ) es una herramienta similar a la MMU, pero de tamaño reducido, para ser utilizada únicamente en situaciones de emergencia. Tiene un peso de 35 kg y con sus 24 toberas puede alcanzar una velocidad de unos 10 km/h. Sin embargo, la autonomía es muy corta, de unos 5 minutos.

Notas

1. ^ memorando de la cia relaciones de la cia con los gis 15 de mayo de 1956 secreto de la cia , sobre la inteligencia de EE. UU. en Europa, 1945-1995 . Consultado el 7 de marzo de 2021 .
2. ^ Información sobre el traje espacial , disponible en spacewalker.it . Consultado el 15 de abril de 2008 (archivado desde el original el 12 de abril de 2008) .
3. ^ a b Massimo Bozzo, A span from infinity , en Newton , marzo de 2002, p. 42-51.
4. ^ "Trajes espaciales", en el sitio web de la NASA ( PDF ), en history.nasa.gov . Consultado el 16 de abril de 2008 .

Otros proyectos

• Wikimedia Commons contiene imágenes u otros archivos sobre el traje espacial

Enlaces externos

• ( ES ) Una colección cronológica de todos los trajes espaciales , en astronautix.com .