La Nueva Generación de Trajes Espaciales Para el Programa Artemisa

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2011
Crédito de la imagen: NASA
Crédito de la imagen: NASA

A primera vista, el nuevo traje espacial de la NASA que se usará en las misiones Artemisa podría parecerse a los trajes que usan los astronautas para los paseos espaciales fuera de la Estación Espacial Internacional hoy en día. Sin embargo, los caminantes lunares del siglo XXI podrán realizar tareas mucho más complejas que sus predecesores, gracias a los avances tecnológicos que comenzaron incluso antes del programa Apolo.

Los trajes espaciales no solo son un icono clásico de la exploración espacial humana, sino que también son una nave espacial personalizada que imita todas las protecciones del entorno hostil del espacio y los recursos básicos que proporcionan la Tierra y su atmósfera.

El nuevo traje que se usará en las misiones Artemisa se llama Unidad de Movilidad Extravehicular de Exploración, o xEMU para abreviar. Su historia es una historia de la evolución de la ingeniería, que se remonta hasta los trajes espaciales que se usaron en el Programa Mercury. Aquí hay un resumen de las actualizaciones del siglo XXI para el traje que los próximos caminante lunares usarán en las misiones Artemisa:

Seguridad Ante Todo

La seguridad es siempre la máxima prioridad para las misiones humanas, y gracias a los exploradores Apolo y las misiones robóticas más recientes, sabemos más que nunca sobre el entorno lunar. Hasta el Apolo 11, la mayor preocupación con el suelo lunar era que no soportaría el peso de un módulo de aterrizaje o de los astronautas dentro. Ahora sabemos que el mayor peligro es que el suelo está compuesto de pequeños fragmentos de vidrio, por lo que el nuevo traje tiene un conjunto de características tolerantes al polvo para evitar la inhalación o contaminación del sistema de soporte vital del traje u otra nave espacial. El traje también está diseñado para soportar temperaturas extremas de menos 250 grados Fahrenheit a la sombra y hasta 250 grados al Sol.

El sistema portátil de soporte vital es la mochila familiar que los astronautas usan en los paseos espaciales que alberga la energía del traje y el aire respirable y elimina el dióxido de carbono exhalado y otros gases tóxicos, olores y humedad del traje. También ayuda a regular la temperatura y controla el rendimiento general del traje, emitiendo advertencias si los recursos caen bajos o si hay uno fallo en el sistema. La miniaturización de los sistemas electrónicos y de tuberías ha permitido construir duplicados para gran parte del sistema, lo que hace que algunos fallos sean menos preocupantes. La duplicación también aumenta la seguridad y podría aumentar la duración de los paseos espaciales.

Movilidad Avanzada y Comunicaciones

Los astronautas de Artemisa serán más ágiles que nunca con mejoras de movilidad en los nuevos trajes. Es divertido observar a los astronautas del Apolo saltando como un conejito, pero el esfuerzo requerido para moverse de esa manera fue más de lo que la NASA hubiera deseado para sus exploradores que estaban a más de 400.000 kilómetros de su hogar. La prenda de presión es la parte del traje espacial con forma humana que permite la movilidad de los astronautas y protege su cuerpo del entorno externo, incluidas las temperaturas extremas, la radiación, los micrometeoritos y la presión atmosférica reducida. Los componentes principales de la prenda de presión son la parte superior del torso, el casco, la parte inferior del torso y la prenda de enfriamiento.

El nuevo torso inferior incluye materiales avanzados y rodamientos de articulación que permiten doblar y rotar en las caderas, aumentar la flexión en las rodillas y botas de estilo de senderismo con suelas flexibles. En la parte superior del torso, además de la colocación actualizada del hombro, otras mejoras en el hombro permiten a los astronautas mover sus brazos más libremente y levantar fácilmente objetos sobre sus cabezas o alcanzar su cuerpo con el traje presurizado. La movilidad del hombro en el Apolo fue posible gracias a los pliegues en la tela con poleas de cable que proporcionaban una ventaja mecánica para mover los hombros hacia arriba y hacia abajo, pero limitaban la capacidad de rotar la articulación. Los nuevos hombros minimizan el esfuerzo requerido para la movilidad total e incluyen rodamientos que permiten la rotación completa del brazo desde el hombro hasta la muñeca.

Dentro del casco, la NASA ha rediseñado el sistema de comunicaciones. Los auriculares, a veces denominados «gorras de snoopy», en los trajes que se usan hoy en día pueden volverse sudorosos e incómodos dentro del casco, y el micrófono no siempre sigue bien los movimientos del astronauta. El nuevo sistema de audio incluye micrófonos múltiples, incrustados, activados por voz dentro del torso superior que captan automáticamente la voz del astronauta cuando hablan con sus compañeros de paseo espacial, sus compañeros de tripulación a bordo de la estación Gateway o el control de la misión en Houston. Entonces, ¡no más gorros de snoopy para nuestros exploradores lunares!

Los astronautas seguirán usando una prenda similar a un pañal durante los paseos espaciales que es una combinación de productos comerciales cosidos para una máxima absorción. Aunque los exploradores espaciales generalmente prefieren no usarlo, está allí en caso de que necesiten aliviarse durante un paseo espacial que puede durar muchas horas.

Modular y Evolutivo Para Múltiples Destinos

El nuevo traje está diseñado con partes intercambiables que se pueden configurar para paseos espaciales en microgravedad o en una superficie planetaria. El mismo sistema central podría usarse para la Estación Espacial Internacional, la futura estación Gateway en órbita lunar, la Luna o Marte. El traje podría actualizarse por las diferencias en el entorno marciano, incluida la tecnología adicional para la funcionalidad de soporte vital en la atmósfera rica en dióxido de carbono y las prendas exteriores modificadas para mantener a la tripulación caliente en el invierno de Marte y evitar el sobrecalentamiento en la temporada de verano.

Una nueva característica en el diseño mejorado del traje es la escotilla de entrada trasera. Los astronautas podrán subirse a un traje espacial desde la parte posterior del traje, lo que permite que los elementos del hombro del torso superior duro estén más juntos que los trajes actualmente en uso. La colocación mejorada del hombro aumenta la movilidad y permite un mejor ajuste al tiempo que reduce el riesgo de lesiones en el hombro.

El torso inferior, que incluye los pantalones y las botas, se modificará del traje actual para acomodar la movilidad en gravedad parcial, porque los astronautas que flotan en el espacio no necesitan usar sus piernas o pies casi tanto como los que caminan o conducen un rover en una superficie planetaria.

El casco de los trajes para las misiones Artemisa también contará con una visera protectora de intercambio rápido. La visera protectora transparente es un escudo que protege la burbuja presurizada de cualquier desgaste o roturas y rasguños de la suciedad abrasiva de los cuerpos planetarios. La función de intercambio rápido significa que los astronautas pueden reemplazar el visor antes o después de un paseo espacial en lugar de enviar un casco completo a la Tierra para su reparación.

Ajuste Personalizado a Través de Antropometría y Biomecánica

En las Instalaciones de Antropometría y Biomecánica del Centro Espacial Johnson de la NASA, los astronautas se someten a escaneos 3D de cuerpo completo mientras realizan movimientos básicos y posturas esperadas durante los paseos espaciales. Con un modelo animado en 3D completo, la NASA puede combinar el astronauta con los componentes del traje espacial modular que proporcionarán la mayor comodidad y el rango de movimiento más amplio, al tiempo que reducen la posibilidad de irritación de la piel donde el traje podría presionar el cuerpo.

El Camino del Traje Espacial al Polo Sur Lunar

El viaje espacial no es tranquilo. Independientemente de los saltos en los avances del traje espacial, los astronautas aún deben llevar a cabo complejas actividades científicas y activaciones operativas mientras usan su propia nave espacial personal. La práctica en la Tierra ayuda, pero la diferencia en la gravedad, la presión y la exposición ambiental es difícil de replicar realmente en el suelo.

Antes de que la primera mujer y el próximo hombre den un paso en el Polo Sur lunar en 2024, la NASA probará los nuevos trajes y varios de sus componentes en la Estación Espacial Internacional en un entorno de vuelo espacial para confirmar el rendimiento general.

La NASA está preparada para construir y certificar los trajes espaciales iniciales para el primer viaje a la superficie lunar en 2024, como parte de la misión Artemisa III. Después de Artemisa III, la agencia planea transferir la responsabilidad de la producción, montaje, prueba, mantenimiento y mantenimiento de una flota de trajes espaciales de vuelo y entrenamiento y hardware asociado a la industria de los EE.UU.