Los trajes espaciales actuales no lo harán en la luna. Entonces la NASA hizo otros nuevos.

Sin embargo, el trabajo más interesante tiene que ver con el traje espacial de próxima generación de la NASA para los astronautas que van a la luna: la Unidad de Movilidad Extravehicular de Exploración, o xEMU. Aparentemente, es el sucesor de los trajes espaciales que usaron Neil Armstrong, Buzz Aldrin y otros astronautas del Apolo cuando pisaron la superficie lunar hace medio siglo. Pero también incorpora lo que hemos aprendido a través de las UEM utilizadas en órbita durante las eras de exploración humana del transbordador espacial y la EEI, así como las duras lecciones de Apolo. El objetivo de Artemisa es que la gente viva y trabaje en la luna. Los nuevos trajes espaciales serán fundamentales para garantizar que la experiencia sea segura y cómoda.

“Estamos muy entusiasmados con la idea de que la gente vuelva a la luna”, dice Richard Rhodes, un ingeniero de trajes espaciales de la NASA que está trabajando en el xEMU. “Nuestro principal objetivo es que la tripulación ni siquiera piense en nosotros. Se ponen el traje y hacen su trabajo, la ciencia, la exploración, y ni siquiera piensan dos veces en lo móviles que son o en la eficacia con la que pueden trabajar. Es una tarea difícil, pero estamos tratando de acercarnos lo más posible a eso. Queremos ser invisibles “.

Estas son algunas de las mayores innovaciones que podemos esperar de xEMU.

Mayor movilidad

“Cuando diseñas un traje espacial, quieres que se mueva libre y eficientemente, con el menor esfuerzo posible, para que podamos estar lo más cerca posible de la movilidad en mangas de camisa”, dice Rhodes. El objetivo es limitar la cantidad de volumen en el traje, porque cuanto más volumen hay, más duro deben trabajar los astronautas para doblar sus articulaciones, y eso puede volverse agotador rápidamente.

La solución es utilizar rodamientos, ya que giran alrededor de un solo punto y garantizan una cantidad constante de volumen. Los viejos trajes Apollo usaban cojinetes solo en los brazos, porque básicamente era un traje multipropósito (usado tanto para el lanzamiento como para la entrada, así como para la exploración lunar). Tenía que ser lo suficientemente ligero para adaptarse a todas estas situaciones diferentes, y demasiados rodamientos podrían haberlo pesado.

La xEMU tiene rodamientos que son más ligeros y se acercan más a las articulaciones que los utilizados para las EMU anteriores. Los que están en los hombros deberían permitir que los astronautas se estiren hacia afuera y levanten objetos con mayor facilidad mientras se reduce el riesgo de lesiones en la parte superior del cuerpo. Finalmente, hay apoyos en la cintura, caderas, muslos y tobillos, creando una movilidad mucho mayor en la parte inferior del cuerpo. “Todos estos juntos permiten una movilidad y movimiento de muy bajo torque y baja energía”, dice Rhodes.

Los trajes también tienen un sistema de presión variable para dar a los astronautas más flexibilidad cuando lo necesitan. Debería permitirles prepararse más rápidamente con el traje cuando sea necesario, pero también levantar materiales o arrodillarse para estudiar cosas cuando la situación lo requiera.

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Buzz Aldrin de pie en la luna con su traje espacial Apolo 11.

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Caminando

Los cojinetes de movilidad de la cadera en particular son un gran problema para la caminata lunar (no, no ese

tipo de caminata lunar). Los astronautas del Apolo no pasaban mucho tiempo en la superficie de la luna durante sus misiones, y el tiempo que dedicaban era principalmente para conocer este nuevo entorno. Rápidamente les resultó difícil caminar normalmente en microgravedad, y también tuvieron mucho cuidado de evitar cualquier peligro.

Con una movilidad de cadera tan limitada, caminar a zancadas no era factible. Así que en su mayoría barajaron; cuando se sintieron más cómodos y más aventureros, pudieron manejar un paso más rápido para moverse más rápido. Tratar de agarrar objetos en el suelo requería una estocada incómoda.

Se supone que la xEMU fomenta la marcha normal en lugar de saltar, y hace que sea más fácil arrodillarse de forma estable en un solo movimiento para trabajar cerca del suelo, lo que no era una gran opción para los astronautas del Apolo. No más arremetidas contra objetos. Esto hará que sea mucho más fácil para los astronautas realizar ciencia que valga la pena sobre el terreno, como examinar muestras geológicas o configurar instrumentos complejos.

Mitigación de polvo

Una gran lección aprendida de Apolo fue que el polvo lunar es terrible. La superficie de la luna no ha estado expuesta al tipo de meteorización que ha enfrentado la geología de la Tierra. Como resultado, el suelo lunar es muy áspero y dentado, y se adhiere a todo (sí, sé que sueno como Anakin Skywalker). Contamina las capas internas de la prenda y cualquier parte que se suponga que se desprenda, y provoca un desgaste generalizado en el exterior de los trajes.

Entonces, para evitar cualquier espacio expuesto, los diseñadores minimizaron componentes como cierres o desconectadores de muñeca, así como las costuras donde el polvo podría infiltrarse. “Estamos viendo más de una prenda completa que cubre todo el ensamblaje, con pequeñas características en las que aún se pueden realizar verificaciones operativas y desconectar cosas durante una contingencia”, dice Rhodes. “Es como una camisa y unos pantalones completos que son de una sola pieza, sin roturas donde el polvo pueda entrar”. Y para las áreas donde hay roturas (como cojinetes), el equipo está trabajando en desarrollar e incorporar sellos que deben mantener el polvo fuera.

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El astronauta Rick Mastracchio en su EMU de la era del transbordador espacial durante una caminata espacial en 2007.

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Espacio de cabeza

Los cascos xEMU ofrecen un rango de visión más amplio que los cascos Apollo, con luces a bordo para ayudar a iluminar lugares oscuros. Tendrán un HUD (pantalla de visualización frontal) para que los astronautas accedan a información importante sobre la marcha. Las cámaras de hombro de alta definición ayudarán a registrar los viajes como si fueran directamente de los propios ojos del astronauta.

Las “gorras de Snoopy” que se utilizan para las comunicaciones son una parte bastante reconocible de las UEM, pero como la mayoría de los astronautas que han realizado caminatas espaciales pueden atestiguar, pueden empaparse rápidamente de sudor y sus micrófonos no siempre funcionan bien después de muchas horas de movimiento. El xEMU se deshace de la tapa Snoopy para un sistema de audio que está integrado en el traje, activado por voz para captar automáticamente los sonidos a medida que se hablan.

Guantes

Una queja común entre cualquier astronauta que se haya subido a un EVA es que los guantes son una amenaza. Sus capas voluminosas significan que pierdes mucha destreza y tampoco sabes necesariamente cuánta presión estás usando cuando agarras algo. La falta de circulación y la acumulación de humedad pueden provocar algunos efectos secundarios desagradables, como uñas quebradizas e incluso hongos. “Los guantes no son un desafío nuevo”, dice Rhodes. “Hay absolutamente margen de mejora”.

Las principales mejoras en las que Rhodes y su equipo están trabajando para la xEMU es asegurarse de que las manos de los astronautas estén protegidas de los cambios extremos de temperatura y del polvo, y que puedan manipular el material lunar de forma segura. La NASA también está descubriendo cómo facilitarles la realización de tareas simples como agarrar herramientas y operar equipos pequeños.

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Un modelo del traje espacial xEMU que se muestra en un evento de la NASA, junto al administrador de la NASA, Jim Bridenstine (izquierda).

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Soporte vital

En 2014, el astronauta italiano Luca Parmitano estaba en una caminata espacial cuando su traje comenzó a gotear, inundando el casco y casi ahogándolo. Más tarde, los ingenieros descubrieron que la contaminación había provocado que el agua del sistema de enfriamiento retrocediera, problema agravado por el hecho de que el agua y los circuitos de enfriamiento estaban en tan estrecho contacto. Por lo tanto, xEMU ahora mantiene esos bucles completamente separados para evitar que suceda otra emergencia de este tipo.

La xEMU también cuenta con un nuevo sistema de depuración de dióxido de carbono que utiliza dos lechos de absorción diferentes (en este caso, latas pequeñas hechas de hidróxido de litio que atraen y atrapan fácilmente el dióxido de carbono). Mientras se usa uno, el otro puede exponerse al vacío del espacio y vaciarse, por lo que el dióxido de carbono se limpia constantemente sin obligar a los astronautas a regresar al interior para limpiar los lechos de absorción. Los tanques de oxígeno son sistemas de mayor presión que deberían suministrar oxígeno durante períodos de tiempo más prolongados que los trajes Apollo. La única limitación ahora de cuánto tiempo alguien puede permanecer en el traje, en teoría, es la energía de la batería.

Mientras tanto, el xEMU conserva algunas características de seguridad y de soporte vital que están probadas y son verdaderas. Existe protección contra micrometeoritos basada en un diseño similar para las UEM orbitales actuales. También hay protección térmica para resistir los cambios bruscos de temperatura (de -250 ° F a la sombra a 250 ° F bajo el sol).

Personalizado y preparado para el futuro

En marzo de 2019, la NASA canceló los planes para la primera caminata espacial de mujeres porque no había suficientes trajes espaciales del tamaño correcto, solo estaban disponibles los más grandes.

Fue una lección difícil sobre la necesidad de asegurarse de que los trajes estén diseñados correctamente para adaptarse a personas de todos los tamaños. La agencia ha decidido que con el xEMU, no dejan nada al azar. Cada traje se ajustará a la altura, el tamaño y la comodidad del astronauta individual y tendrá como objetivo proporcionar el rango de movimiento más amplio para las actividades en la luna. Si esta vez se cancela un paseo lunar, no será porque los trajes no le queden, aunque el diseño del traje espacial todavía es un trabajo en progreso. “No hay muchos datos sobre la operación en la superficie lunar”, dice Rhodes. Cualquier tipo de comentarios será fantástico “. La NASA tiene la intención de incorporar lo que aprende de las primeras misiones de Artemisa para mejorar el xEMU una y otra vez, con miras a hacer algo que funcione en Marte algún día.

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