Los trajes espaciales actuales no sirven en la luna. Así que la NASA hizo otros nuevos.

El torso superior del diseño xEMU de la NASA. NASA

Un traje espacial se parece más a una nave espacial en miniatura que se usa alrededor del cuerpo que a una prenda de vestir. Está presurizado, está equipado con sistemas de soporte vital y es probable que se vea muy bien. Pero si el traje falla, estás frito.

Nadie ha muerto nunca a causa de un traje espacial defectuoso, pero eso no significa que los modelos actuales sean perfectos. Ya sea para el lanzamiento al espacio o el reingreso a la Tierra, o para una actividad extravehicular (EVA, coloquialmente conocida como caminata espacial), los astronautas nunca han estado completamente satisfechos con el equipo que se ven obligados a usar para las misiones.

Sin embargo, afortunadamente, la avalancha de nuevas actividades en el espacio ha significado que estamos viendo más innovación que nunca en el diseño y el rendimiento de los trajes espaciales. Los trajes también se ven mejor. El surgimiento de nuevos vehículos privados como Crew Dragon de SpaceX y Starliner de Boeing significa que los astronautas de la NASA que van a la Estación Espacial Internacional usan nuevos trajes espaciales que son extremadamente elegantes y elegantes. En lugar del holgado traje naranja de escape de la tripulación avanzada (apodado cariñosamente el 'traje de calabaza) que las tripulaciones de los transbordadores espaciales solían usar cuando se lanzaban a la órbita, SpaceX y Boeing han diseñado algo que es mucho más ajustado y la mitad de la masa. Doug Hurley y Bob Behnken, los astronautas que subió en el Crew Dragon a la ISS en mayo , comentó que eran extremadamente cómodos y fáciles de poner y quitar. Los trajes que se usan durante el despegue y el reingreso están diseñados para proteger a los astronautas del fuego y se conectan a los umbilicales de los asientos que transportan oxígeno y aire fresco en caso de que la cabina se despresurice por algún motivo.

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 EMU utilizadas en órbita durante las eras de exploración humana del transbordador espacial y la ISS, así como las duras lecciones de Apolo. El objetivo detrás 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 emocionados de volver a llevar a la gente a la luna, dice Richard Rhodes, un ingeniero de trajes espaciales de la NASA que está trabajando en el xEMU. Nuestro objetivo principal 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 cuán móviles son o cuán efectivamente 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 estás diseñando un traje espacial, quieres que se mueva libre y eficientemente, con la menor cantidad de 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 único punto y aseguran un volumen constante. Los antiguos trajes Apolo usaban rodamientos 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.

El xEMU tiene cojinetes que son más livianos y se cortan más cerca de las juntas que los que se usaron para los EMU anteriores. Los que están en los hombros deberían permitir a los astronautas estirarse hacia afuera y levantar objetos más fácilmente mientras reducen el riesgo de lesiones en la parte superior del cuerpo. Finalmente, hay apoyos en la cintura, las caderas, los muslos y los tobillos, lo que crea una movilidad mucho mayor en la parte inferior del cuerpo. Todo esto en conjunto permite 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 la 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.

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

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Para caminar

Los cojinetes de movilidad de la cadera en particular son un gran problema para el moonwalking (no, no ese tipo de paseo lunar). Los astronautas del Apolo no pasaban mucho tiempo en la superficie de la luna durante sus misiones, y el tiempo que pasaban era en gran parte para conocer este nuevo entorno. Rápidamente les resultó difícil caminar normalmente en microgravedad, y también fueron muy cuidadosos para evitar cualquier peligro.

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

Se supone que xEMU fomenta el caminar normal en lugar de saltar, y facilita arrodillarse de manera estable en un solo movimiento para trabajar cerca del suelo, lo cual no era una gran opción para los astronautas del Apolo. No más embestidas para objetos. Esto hará que sea mucho más fácil para los astronautas realizar actividades científicas valiosas en tierra, 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 erosión que ha enfrentado la geología de la Tierra. Como resultado, el suelo lunar es muy áspero y dentado, y se pega 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 causa un desgaste general en el exterior de los trajes.

Entonces, para evitar espacios expuestos, los diseñadores minimizaron componentes como cremalleras o desconexiones de muñeca, así como costuras donde el polvo podría infiltrarse. Estamos buscando una prenda más completa que abarque todo el ensamblaje, con pequeñas características en las que aún puede realizar verificaciones operativas y desconectar cosas durante una contingencia, dice Rhodes. Es como una camisa entera y un pantalón entero de una sola pieza, sin roturas por donde pueda entrar polvo. Y para las áreas donde hay roturas (como los cojinetes), el equipo está trabajando en el desarrollo e incorporación de sellos que deben evitar la entrada de polvo.

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 integradas para ayudar a iluminar los 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 ojos del astronauta.

Las gorras de Snoopy utilizadas para las comunicaciones son una parte bastante reconocible de las EMU, pero como pueden atestiguar la mayoría de los astronautas que han estado en caminatas espaciales, pueden empaparse rápidamente de sudor y sus micrófonos no siempre funcionan bien después de muchas horas de movimiento. El xEMU se deshace de la gorra de Snoopy por un sistema de audio 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 haya subido a un EVA es que los guantes son una amenaza. Sus capas voluminosas significan que pierdes mucha destreza, y tampoco necesariamente sabes 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 xEMU es asegurarse de que las manos de los astronautas estén protegidas de los cambios extremos de temperatura y el polvo, y que puedan manejar el material lunar de manera segura. La NASA también está descubriendo cómo facilitarles la realización de tareas simples como agarrar herramientas y operar equipos pequeños.

Un modelo del traje espacial xEMU mostrado por la ingeniera de trajes espaciales Kristine Davis (derecha), junto con el administrador de la NASA Jim Bridenstine.

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Soporte vital

En 2014, el astronauta italiano Luca Parmitano estaba en una caminata espacial cuando su traje comenzó a filtrar agua, 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 que se vio agravado por el hecho de que el agua y los circuitos de enfriamiento estaban en contacto tan cercano. Entonces, xEMU ahora mantiene esos bucles completamente separados para evitar que ocurra otra emergencia de este tipo.

El xEMU también cuenta con un nuevo sistema de depuración de dióxido de carbono que utiliza dos lechos de absorción diferentes (en este caso, pequeñas latas 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 volver al interior para limpiar las camas de absorción. Los tanques de oxígeno son sistemas de mayor presión que deberían entregar oxígeno durante períodos de tiempo más largos que los trajes de Apolo. La única limitación ahora sobre cuánto tiempo alguien puede permanecer en el traje, en teoría, es la energía de la batería.

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

Personalizado y preparado para el futuro

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

Fue una lección dura sobre la necesidad de asegurarse de que los trajes estén diseñados adecuadamente para adaptarse a personas de todos los tamaños. La agencia ha decidido que con xEMU no dejarán nada al azar. Cada traje se ajustará a la medida de 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 bien. Sin embargo, el diseño de los trajes espaciales aún es un trabajo en progreso. No hay muchos datos sobre el funcionamiento en la superficie lunar, dice Rhodes. Cualquier tipo de comentario será fantástico. La NASA tiene la intención de incorporar lo que aprende de las primeras misiones Artemis para mejorar el xEMU una y otra vez, con miras a hacer algo que funcione en Marte algún día.

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