Un traje espacial o traje espacial es una prenda que se usa para mantener vivo a un ser humano en el duro entorno del espacio exterior , el vacío y las temperaturas extremas. Los trajes espaciales se usan a menudo dentro de las naves espaciales como medida de seguridad en caso de pérdida de presión en la cabina , y son necesarios para la actividad extravehicular (EVA), trabajo realizado fuera de las naves espaciales. Se han usado trajes espaciales para este tipo de trabajo en la órbita terrestre, en la superficie de la Luna y en el camino de regreso a la Tierra desde la Luna. Los trajes espaciales modernos aumentan la prenda de presión básica con un complejo sistema de equipos y sistemas ambientales diseñados para mantener cómodo al usuario y minimizar el esfuerzo requerido para doblar las extremidades, resistiendo la tendencia natural de una prenda de presión suave a endurecerse contra el vacío. Con frecuencia se emplea un sistema autónomo de suministro de oxígeno y control ambiental para permitir una total libertad de movimiento, independientemente de la nave espacial.
Existen tres tipos de trajes espaciales para diferentes propósitos: IVA (actividad intravehicular), EVA (actividad extravehicular) e IEVA (actividad intra/extravehicular). Los trajes IVA están pensados para usarse dentro de una nave espacial presurizada y, por tanto, son más ligeros y cómodos. Los trajes IEVA están diseñados para usarse dentro y fuera de la nave espacial, como el traje Gemini G4C . Incluyen más protección contra las duras condiciones del espacio, como protección contra micrometeoroides y cambios extremos de temperatura. Los trajes EVA, como el EMU , se utilizan fuera de las naves espaciales, ya sea para exploración planetaria o paseos espaciales. Deben proteger al usuario contra todas las condiciones del espacio, además de proporcionar movilidad y funcionalidad. [1]
Algunos de estos requisitos también se aplican a los trajes presurizados utilizados para otras tareas especializadas, como vuelos de reconocimiento a gran altitud. En altitudes superiores al límite de Armstrong , alrededor de 19.000 m (62.000 pies), el agua hierve a la temperatura corporal y se necesitan trajes presurizados.
Los primeros trajes presurizados para uso en altitudes extremas fueron diseñados por inventores individuales ya en los años 1930. El primer traje espacial usado por un ser humano en el espacio fue el traje soviético SK-1 usado por Yuri Gagarin en 1961.
Un traje espacial debe realizar varias funciones para permitir a su ocupante trabajar de forma segura y cómoda, dentro o fuera de una nave espacial. Debe proporcionar:
Los trajes avanzados regulan mejor la temperatura del astronauta con una prenda de ventilación y refrigeración líquida (LCVG) en contacto con la piel del astronauta, desde la cual el calor se vierte al espacio a través de un radiador externo en el PLSS.
Los requisitos adicionales para EVA incluyen:
Como parte del control de la higiene astronáutica (es decir, proteger a los astronautas de temperaturas extremas, radiación, etc.), un traje espacial es esencial para la actividad extravehicular. El traje Apollo/Skylab A7L incluía once capas en total: un forro interior, un LCVG, una vejiga de presión, una capa de sujeción, otro forro y una prenda térmica de micrometeoritos que constaba de cinco capas aislantes aluminizadas y una capa externa de orto-tejido blanco. . Este traje espacial es capaz de proteger al astronauta de temperaturas que oscilan entre -156 °C (-249 °F) y 121 °C (250 °F). [ cita necesaria ]
Durante la exploración de la Luna o Marte, existe la posibilidad de que el polvo lunar o marciano quede retenido en el traje espacial. Cuando se quita el traje espacial al regresar a la nave espacial, existe la posibilidad de que el polvo contamine las superficies y aumente los riesgos de inhalación y exposición de la piel. Los higienistas astronáuticos están probando materiales con tiempos de retención de polvo reducidos y el potencial de controlar los riesgos de exposición al polvo durante la exploración planetaria. También se están explorando nuevos enfoques de entrada y salida, como los puertos de traje .
En los trajes espaciales de la NASA , las comunicaciones se realizan a través de una gorra que se coloca sobre la cabeza, que incluye auriculares y un micrófono. Debido a la coloración de la versión utilizada para Apollo y Skylab , que se parecía a la coloración del personaje de historieta Snoopy , estas gorras se conocieron como " gorras de Snoopy ".
Generalmente, para suministrar suficiente oxígeno para la respiración , un traje espacial que utiliza oxígeno puro debe tener una presión de aproximadamente 32,4 kPa (240 Torr; 4,7 psi), igual a la presión parcial de oxígeno de 20,7 kPa (160 Torr; 3,0 psi) en la Tierra. atmósfera al nivel del mar, más 5,3 kPa (40 Torr; 0,77 psi) CO 2 [ cita necesaria ] y 6,3 kPa (47 Torr ; 0,91 psi ) presión de vapor de agua , las cuales deben restarse de la presión alveolar para obtener oxígeno alveolar parcial presión en atmósferas 100% oxígeno, mediante la ecuación del gas alveolar . [2] Las dos últimas cifras suman 11,6 kPa (87 Torr; 1,7 psi), razón por la cual muchos trajes espaciales modernos no utilizan 20,7 kPa (160 Torr; 3,0 psi), sino 32,4 kPa (240 Torr; 4,7 psi) ( se trata de una ligera sobrecorrección, ya que las presiones parciales alveolares al nivel del mar son ligeramente menores que las anteriores). En los trajes espaciales que utilizan 20,7 kPa, el astronauta obtiene sólo 20,7 kPa − 11,6 kPa = 9,1 kPa (68 Torr; 1,3 psi) de oxígeno, que es aproximadamente la presión parcial de oxígeno alveolar alcanzada a una altitud de 1.860 m (6.100 pies) por encima. el nivel del mar. Esto es aproximadamente el 42% de la presión parcial normal de oxígeno al nivel del mar, aproximadamente la misma que la presión en un avión comercial de pasajeros , y es el límite inferior realista para la presurización segura de un traje espacial ordinario que permite una capacidad de trabajo razonable.
Cuando se utilizan trajes espaciales por debajo de una presión operativa específica desde naves que están presurizadas a una presión atmosférica normal (como el transbordador espacial ), esto requiere que los astronautas "respiren previamente" (es decir, respiren previamente oxígeno puro durante un período) antes de ponerse sus trajes. trajes y despresurización en la esclusa de aire. Este procedimiento purga el cuerpo del nitrógeno disuelto, para evitar la enfermedad por descompresión debida a la rápida despresurización de una atmósfera que contiene nitrógeno. [1]
En el transbordador espacial estadounidense, la presión de la cabina se redujo desde la atmósfera normal a 70 kPa (equivalente a una altitud de unos 3.000 m) durante 24 horas antes de la EVA, y después de ponerse el traje, un período de pre-respiración de 45 minutos con oxígeno puro antes de descomprimirlo para la presión de trabajo de la UEM de 30 kPa. En la ISS no hay reducción de la presión de la cabina; en cambio, se utiliza una respiración previa de oxígeno de 4 horas a la presión normal de la cabina para desaturar el nitrógeno a un nivel aceptable. Estudios estadounidenses muestran que una descompresión rápida de 101 kPa a 55 kPa tiene un riesgo aceptable, y estudios rusos muestran que la descompresión directa de 101 kPa a 40 kPa después de 30 minutos de prerespiración de oxígeno, aproximadamente el tiempo requerido para las revisiones previas al traje EVA, es aceptable. [1]
El cuerpo humano puede sobrevivir brevemente al duro vacío del espacio sin protección, [3] a pesar de las representaciones contrarias en algunas ciencia ficción popular . La conciencia se retiene hasta por 15 segundos a medida que aparecen los efectos de la falta de oxígeno . No se produce ningún efecto de congelación instantánea porque todo el calor debe perderse a través de la radiación térmica o la evaporación de líquidos, y la sangre no hierve porque permanece presurizada dentro del cuerpo. , pero la carne humana se expande hasta aproximadamente el doble de su volumen debido al ebullismo en tales condiciones, dando el efecto visual de un culturista en lugar de un globo demasiado lleno. [4]
En el espacio hay partículas subatómicas altamente energizadas que pueden causar daños por radiación al alterar procesos biológicos esenciales. La exposición a la radiación puede crear problemas a través de dos métodos: las partículas pueden reaccionar con el agua en el cuerpo humano para producir radicales libres que rompen las moléculas de ADN, o rompiendo directamente las moléculas de ADN. [ 15]
La temperatura en el espacio puede variar enormemente dependiendo de la exposición a fuentes de energía radiante. Las temperaturas debidas a la radiación solar pueden alcanzar hasta 250 °F (121 °C) y, en su ausencia, hasta -387 °F (-233 °C). Debido a esto, los trajes espaciales deben proporcionar suficiente aislamiento y refrigeración para las condiciones en las que se utilizarán. [1]
El ambiente de vacío del espacio no tiene presión, por lo que los gases se expandirán y los líquidos expuestos pueden evaporarse. Algunos sólidos pueden sublimar . Es necesario llevar un traje que proporcione suficiente presión interna al cuerpo en el espacio. [1] [6] El peligro más inmediato es intentar contener la respiración durante la descompresión explosiva , ya que la expansión del gas puede dañar los pulmones por ruptura por sobreexpansión. Estos efectos han sido confirmados por diversos accidentes (incluso en condiciones de gran altitud, en el espacio exterior y en cámaras de vacío de entrenamiento ). [3] [7] La piel humana no necesita protección contra el vacío y es hermética a los gases por sí sola. [4] Sólo es necesario sujetarlo mecánicamente para conservar su forma normal y que los tejidos internos conserven su volumen. Esto se puede lograr con un traje elástico ajustado y un casco para contener gases respirables , conocido como traje de actividad espacial (SAS). [ se necesita aclaración ] [ se necesita cita ]
Un traje espacial debe permitir a su usuario un movimiento natural y sin trabas. Casi todos los diseños intentan mantener un volumen constante sin importar los movimientos que haga el usuario. Esto se debe a que se necesita trabajo mecánico para cambiar el volumen de un sistema de presión constante. Si flexionar una articulación reduce el volumen del traje espacial, entonces el astronauta debe hacer un trabajo adicional cada vez que dobla esa articulación y debe mantener una fuerza para mantener la articulación doblada. Incluso si esta fuerza es muy pequeña, puede resultar muy agotador luchar constantemente contra el propio traje. También dificulta mucho los movimientos delicados. El trabajo necesario para doblar una unión viene dictado por la fórmula
donde V i y V f son respectivamente el volumen inicial y final de la articulación, P es la presión en el traje y W es el trabajo resultante. En general, es cierto que todos los trajes son más móviles a presiones más bajas. Sin embargo, debido a que los requisitos de soporte vital dictan una presión interna mínima, la única manera de reducir aún más el trabajo es minimizar el cambio de volumen.
Todos los diseños de trajes espaciales intentan minimizar o eliminar este problema. La solución más común es formar el traje con varias capas. La capa de la vejiga es una capa gomosa y hermética muy parecida a un globo. La capa de sujeción sale de la vejiga y proporciona una forma específica al traje. Dado que la capa de vejiga es más grande que la capa de sujeción, la sujeción soporta todas las tensiones causadas por la presión dentro del traje. Dado que la vejiga no está bajo presión, no "explotará" como un globo, incluso si se perfora. La capa de restricción tiene una forma tal que al doblar una articulación se abren bolsas de tela, llamadas "corchetes", en el exterior de la articulación, mientras que los pliegues llamados "convolutas" se pliegan en el interior de la articulación. Los cortes compensan el volumen perdido en el interior de la articulación y mantienen el traje en un volumen casi constante. Sin embargo, una vez que las gargantas están completamente abiertas, la articulación no se puede doblar más sin una cantidad considerable de trabajo.
En algunos trajes espaciales rusos, se envolvían tiras de tela firmemente alrededor de los brazos y piernas del cosmonauta fuera del traje espacial para evitar que el traje espacial se hinchara cuando estaba en el espacio. [ cita necesaria ]
La capa más externa de un traje espacial, la prenda térmica para micrometeoroides, proporciona aislamiento térmico, protección contra micrometeoroides y protección contra la dañina radiación solar .
Hay cuatro enfoques conceptuales principales para adaptarse al diseño:
Los trajes suaves suelen estar hechos principalmente de telas. Todos los trajes blandos tienen algunas partes duras; algunos incluso tienen cojinetes de articulación dura. La actividad intravehicular y los primeros trajes EVA eran trajes blandos. [ cita necesaria ]
Los trajes rígidos suelen estar hechos de metal o materiales compuestos y no utilizan tela para las articulaciones. Las articulaciones de los trajes rígidos utilizan rodamientos de bolas y segmentos de anillos cónicos similares al codo ajustable de un tubo de estufa para permitir una amplia gama de movimientos con brazos y piernas. Las juntas mantienen un volumen de aire constante internamente y no tienen ninguna fuerza contraria. Por tanto, el astronauta no necesita esforzarse para mantener el traje en ninguna posición. Los trajes rígidos también pueden funcionar a presiones más altas, lo que eliminaría la necesidad de que un astronauta respire oxígeno previamente para usar un traje espacial de 34 kPa (4,9 psi) antes que un EVA desde la cabina de una nave espacial de 101 kPa (14,6 psi). Las articulaciones pueden quedar en una posición restringida o bloqueada, lo que requiere que el astronauta manipule o programe la articulación. [ se necesita aclaración ] El traje espacial rígido experimental AX-5 del Centro de Investigación Ames de la NASA tenía un índice de flexibilidad del 95%. El usuario podía moverse en el 95% de las posiciones que podía sin el traje puesto. [ cita necesaria ]
Los trajes híbridos tienen partes duras y partes de tela. La Unidad de Movilidad Extravehicular (EMU) de la NASA utiliza un torso superior duro (HUT) de fibra de vidrio y extremidades de tela. [ cita necesaria ] El I-Suit de ILC Dover reemplaza el HUT con una parte superior del torso de tela suave para ahorrar peso, restringiendo el uso de componentes duros a los cojinetes de las articulaciones, el casco, el sello de la cintura y la escotilla de entrada trasera. [ cita necesaria ] Prácticamente todos los diseños de trajes espaciales viables incorporan componentes duros, particularmente en interfaces como el sello de la cintura, los cojinetes y, en el caso de los trajes de entrada trasera, la escotilla trasera, donde las alternativas totalmente blandas no son viables.
Los trajes ajustados, también conocidos como trajes mecánicos de contrapresión o trajes para actividades espaciales, son un diseño propuesto que utilizaría una media corporal elástica pesada para comprimir el cuerpo. La cabeza está dentro de un casco presurizado, pero el resto del cuerpo está presurizado únicamente por el efecto elástico del traje. Esto mitiga el problema del volumen constante, [ cita necesaria ] reduce la posibilidad de despresurización del traje espacial y proporciona un traje muy liviano. Cuando no se usan, las prendas elásticas pueden parecer ropa para un niño pequeño. Estos trajes pueden ser muy difíciles de poner y tener problemas para proporcionar una presión uniforme. La mayoría de propuestas utilizan la transpiración natural del cuerpo para mantenerse fresco. El sudor se evapora fácilmente en el vacío y puede desublimarse o depositarse en objetos cercanos: ópticas, sensores, la visera del astronauta y otras superficies. La película helada y los residuos de sudor pueden contaminar las superficies sensibles y afectar el rendimiento óptico.
Las tecnologías anteriores relacionadas incluyen el traje espacial estratonáutico , la máscara de gas utilizada en la Segunda Guerra Mundial , la máscara de oxígeno utilizada por los pilotos de bombarderos de alto vuelo en la Segunda Guerra Mundial, el traje de gran altitud o de vacío requerido por los pilotos del Lockheed U-2. y SR-71 Blackbird , el traje de buceo , el rebreather , el equipo de buceo y muchos otros.
Muchos diseños de trajes espaciales se toman de los trajes de la Fuerza Aérea de EE. UU., que están diseñados para funcionar en "presiones de aeronaves a gran altitud", [1] como el traje Mercury IVA o el Gemini G4C, o los trajes de escape de tripulación avanzados. . [8]
El Mercury IVA , el primer diseño de traje espacial estadounidense, incluía luces en las puntas de los guantes para brindar ayuda visual. A medida que crecía la necesidad de actividad extravehicular, trajes como el Apollo A7L incluían guantes hechos de una tela metálica llamada Chromel-r para evitar pinchazos. Para conservar un mejor sentido del tacto de los astronautas, las puntas de los dedos de los guantes estaban hechas de silicona. Con el programa del transbordador, se hizo necesario poder operar los módulos de la nave espacial, por lo que los trajes ACES presentaban guantes de agarre. Los guantes EMU, que se utilizan para los paseos espaciales, se calientan para mantener calientes las manos del astronauta. Los guantes Phase VI, diseñados para usarse con el traje Mark III , son los primeros guantes diseñados con "tecnología de escaneo láser, modelado por computadora 3D, estereolitografía, tecnología de corte por láser y mecanizado CNC". [NASA, ILC Dover Inc. 1] Esto permite una producción más barata y más precisa, así como un mayor detalle en la movilidad y flexibilidad de las articulaciones.
Antes de las misiones Apolo , el soporte vital de los trajes espaciales estaba conectado a la cápsula espacial mediante un cable umbilical . Sin embargo, con las misiones Apolo, el soporte vital se configuró en una cápsula extraíble llamada Sistema de Soporte Vital Portátil que permitía al astronauta explorar la Luna sin tener que estar acoplado a la nave espacial. El traje espacial EMU, utilizado para paseos espaciales, permite al astronauta controlar manualmente el entorno interno del traje. El traje Mark III tiene una mochila que contiene aproximadamente 12 libras de aire líquido para respirar, presurizar e intercambiar calor. [ se necesita aclaración ] [8]
El desarrollo del casco de cúpula esferoidal fue clave para equilibrar la necesidad de campo de visión, compensación de presión y bajo peso. Un inconveniente de algunos trajes espaciales es que la cabeza queda fija mirando hacia adelante y no se puede girar para mirar hacia los lados. Los astronautas llaman a este efecto "cabeza de cocodrilo". [ cita necesaria ]
En febrero de 2015, SpaceX comenzó a desarrollar un traje espacial para que los astronautas lo usaran dentro de la cápsula espacial Dragon 2 . [17] Su apariencia fue diseñada conjuntamente por José Fernández, un diseñador de vestuario de Hollywood conocido por sus trabajos para películas de superhéroes y ciencia ficción , y el fundador y director ejecutivo de SpaceX, Elon Musk . [18] [19] Las primeras imágenes del traje se revelaron en septiembre de 2017. [20] Un maniquí, llamado "Starman" (por la canción del mismo nombre de David Bowie ), usó el traje espacial SpaceX durante el lanzamiento inaugural. del Falcon Heavy en febrero de 2018. [21] [22] Para este lanzamiento de exhibición, el traje no estaba presurizado y no llevaba sensores. [23]
El traje, apto para vacío, ofrece protección contra la despresurización de la cabina a través de una única correa en el muslo del astronauta que alimenta aire y conexiones electrónicas. Los cascos, impresos en 3D, contienen micrófonos y parlantes. Como los trajes necesitan una conexión de correa y no ofrecen protección contra la radiación, no se utilizan para actividades extravehiculares. [24]
En 2018, los astronautas de la tripulación comercial de la NASA Bob Behnken y Doug Hurley probaron el traje espacial dentro de la nave espacial Dragon 2 para familiarizarse con el traje. [25] Lo usaron en el vuelo Crew Dragon Demo-2 lanzado el 30 de mayo de 2020. [22] El traje lo usan los astronautas involucrados en misiones del Programa de Tripulación Comercial que involucran a SpaceX.
El 1 de junio de 2022, la NASA anunció que había seleccionado a Axiom Space y Collins Aerospace, competidores , para desarrollar y proporcionar a los astronautas trajes espaciales y sistemas de caminata espacial de próxima generación para probarlos primero y luego usarlos fuera de la Estación Espacial Internacional, así como en la superficie lunar para los tripulados. Misiones Artemisa y prepararse para misiones humanas a Marte. [26] [27]
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Varias empresas y universidades están desarrollando tecnologías y prototipos que suponen mejoras respecto a los trajes espaciales actuales.
La impresión 3D (fabricación aditiva) se puede utilizar para reducir la masa de los trajes espaciales rígidos manteniendo al mismo tiempo la alta movilidad que proporcionan. Este método de fabricación también permite la posibilidad de fabricar y reparar trajes in situ, una capacidad que no está disponible actualmente, pero que probablemente será necesaria para la exploración marciana. [38] La Universidad de Maryland comenzó a desarrollar un prototipo de traje rígido impreso en 3D en 2016, basado en la cinemática del AX-5 . El segmento de brazo prototipo está diseñado para ser evaluado en la guantera del Laboratorio de Sistemas Espaciales para comparar la movilidad con los trajes blandos tradicionales. La investigación inicial se ha centrado en la viabilidad de imprimir elementos de trajes rígidos, pistas de rodamientos, rodamientos de bolas, sellos y superficies de sellado. [39]
Existen ciertas dificultades en el diseño de un guante de traje espacial diestro y existen limitaciones en los diseños actuales. Por esta razón, se creó el Centennial Astronaut Glove Challenge para construir un guante mejor. En 2007 y 2009 se celebraron concursos y está previsto otro. El concurso de 2009 requirió que el guante estuviera cubierto con una capa de micrometeorito.
Desde 2009, el Foro Espacial Austriaco [40] ha estado desarrollando "Aouda.X", un traje espacial experimental análogo a Marte que se centra en una interfaz hombre-máquina avanzada y una red informática a bordo para aumentar la conciencia situacional . El traje está diseñado para estudiar vectores de contaminación en entornos análogos de exploración planetaria y crear limitaciones en función del régimen de presión elegido para una simulación.
Desde 2012, para la misión analógica Mars2013 [41] del Foro Espacial Austriaco a Erfoud , Marruecos , el traje espacial analógico Aouda.X tiene un hermano en la forma de Aouda.S. [42] Este es un traje un poco menos sofisticado destinado principalmente a ayudar en las operaciones de Aouda.X y poder estudiar las interacciones entre dos astronautas (analógicos) con trajes similares.
Los trajes espaciales Aouda.X y Aouda.S llevan el nombre de la princesa ficticia de la novela de Julio Verne de 1873 La vuelta al mundo en ochenta días . Una maqueta para exhibición pública de Aouda.X (llamada Aouda.D) se exhibe actualmente en la cueva de hielo de Dachstein en Obertraun , Austria , después de los experimentos realizados allí en 2012. [43]
Bio-Suit es un traje para actividades espaciales en desarrollo en el Instituto de Tecnología de Massachusetts , que en 2006 [actualizar]constaba de varios prototipos de parte inferior de las piernas. El biotraje se ajusta a la medida de cada usuario mediante escaneo corporal con láser. [ necesita actualización ]
El 2 de agosto de 2006, la NASA indicó planes para emitir una Solicitud de Propuesta (RFP) para el diseño, desarrollo, certificación, producción e ingeniería de mantenimiento del Traje Espacial Constellation para satisfacer las necesidades del Programa Constellation . [44] La NASA previó un traje único capaz de soportar: supervivencia durante el lanzamiento, entrada y aborto; EVA de gravedad cero ; superficie lunar EVA; y EVA de la superficie de Marte.
El 11 de junio de 2008, la NASA otorgó un contrato de 745 millones de dólares a Oceaneering International para crear el nuevo traje espacial. [45]
Final Frontier Design (FFD) está desarrollando un traje espacial comercial completo IVA, y su primer traje se completó en 2010. [46] Los trajes de FFD están pensados como trajes espaciales comerciales livianos, de gran movilidad y económicos. Desde 2011, FFD ha actualizado los diseños, el hardware, los procesos y las capacidades del traje IVA. FFD ha construido un total de 7 conjuntos de trajes espaciales IVA (2016) para diversas instituciones y clientes desde su fundación, y ha realizado pruebas en humanos de alta fidelidad en simuladores, aviones, microgravedad y cámaras hipobáricas. FFD tiene un Acuerdo de Ley Espacial con la Oficina de Capacidades Espaciales Comerciales de la NASA para desarrollar y ejecutar un Plan de Calificación Humana para la demanda IVA de FFD. [47] FFD clasifica sus trajes IVA según su misión: Terra para pruebas en la Tierra, Stratos para vuelos a gran altitud y Exos para vuelos espaciales orbitales. Cada categoría de traje tiene requisitos diferentes en cuanto a controles de fabricación, validaciones y materiales, pero tienen una arquitectura similar.
El I-Suit es un prototipo de traje espacial también construido por ILC Dover, que incorpora varias mejoras de diseño con respecto al EMU, incluida una parte superior del torso suave que ahorra peso. Tanto el Mark III como el I-Suit han participado en las pruebas de campo anuales de Estudios de Tecnología y Investigación del Desierto (D-RATS) de la NASA, durante las cuales los ocupantes del traje interactúan entre sí y con los rovers y otros equipos.
El Mark III es un prototipo de la NASA, construido por ILC Dover, que incorpora una sección dura del torso inferior y una mezcla de componentes duros y blandos. El Mark III es notablemente más móvil que los trajes anteriores, a pesar de su alta presión de funcionamiento (57 kPa o 8,3 psi), lo que lo convierte en un traje de "respiración previa cero", lo que significa que los astronautas podrían realizar la transición directamente desde una atmósfera única. ambiente de una estación espacial con mezcla de gases, como el de la Estación Espacial Internacional, al traje, sin correr el riesgo de sufrir una enfermedad por descompresión, que puede ocurrir con una rápida despresurización de una atmósfera que contiene nitrógeno u otro gas inerte.
El MX-2 es un traje espacial análogo construido en el Laboratorio de Sistemas Espaciales de la Universidad de Maryland . Se utiliza el MX-2 [ ¿cuándo? ] para pruebas de flotabilidad neutra con tripulación en las instalaciones de investigación de flotabilidad neutral del Laboratorio de Sistemas Espaciales. Al aproximarse a la envolvente de trabajo de un traje EVA real, sin cumplir los requisitos de un traje apto para vuelo, el MX-2 proporciona una plataforma económica para la investigación de EVA, en comparación con el uso de trajes EMU en instalaciones como el Laboratorio de Flotabilidad Neutral de la NASA .
El MX-2 tiene una presión de funcionamiento de 2,5 a 4 psi. Es un traje de entrada trasera, que cuenta con un HUT de fibra de vidrio . El aire, el agua de refrigeración LCVG y la energía son sistemas de circuito abierto, proporcionados a través de un umbilical . El traje contiene una computadora Mac Mini [ cita necesaria ] para capturar datos del sensor, como la presión del traje, la temperatura del aire de entrada y salida y la frecuencia cardíaca. [48] Los elementos del traje de tamaño variable y el lastre ajustable permiten que el traje se adapte a sujetos con una altura de entre 68 y 75 pulgadas (170 a 190 cm) y con un rango de peso de 120 lb (54 kg). [ se necesita aclaración ] [49]
A partir de mayo de 2006, cinco universidades de Dakota del Norte colaboraron en un nuevo prototipo de traje espacial, financiado con una subvención de 100.000 dólares de la NASA, para demostrar tecnologías que podrían incorporarse a un traje planetario. El traje fue probado en las tierras baldías del Parque Nacional Theodore Roosevelt en el oeste de Dakota del Norte. El traje tiene una masa de 47 libras (21 kg) sin una mochila de soporte vital y cuesta sólo una fracción del costo estándar de 12.000.000 de dólares de un traje espacial de la NASA apto para vuelos. [50] El traje fue desarrollado en poco más de un año por estudiantes de la Universidad de Dakota del Norte , el estado de Dakota del Norte , el estado de Dickinson , la Facultad de Ciencias del estado y el Turtle Mountain Community College . [51] La movilidad del traje de Dakota del Norte se puede atribuir a su baja presión operativa; Mientras que el traje de Dakota del Norte se probó en el campo a una presión diferencial de 1 psi (6,9 kPa; 52 Torr), el traje EMU de la NASA opera a una presión de 4,7 psi (32 kPa; 240 Torr), una presión diseñada para suministrar aproximadamente el nivel del mar. presión parcial de oxígeno para la respiración (ver discusión arriba).
El traje de exploración prototipo (PXS) de la NASA, al igual que la serie Z, es un traje de entrada trasera compatible con puertos para trajes. [52] El traje tiene componentes que podrían imprimirse en 3D durante las misiones con una variedad de especificaciones, para adaptarse a diferentes personas o requisitos de movilidad cambiantes. [53]
Un portatrajes es una alternativa teórica a una esclusa de aire , diseñada para su uso en entornos peligrosos y en vuelos espaciales tripulados , especialmente en la exploración de superficies planetarias . En un sistema de puerto de traje, un traje espacial de entrada trasera se coloca y se sella contra el exterior de una nave espacial, de modo que un astronauta pueda entrar y sellar el traje, luego pasar a EVA, sin la necesidad de una esclusa de aire o despresurizar la cabina de la nave espacial. . Los Suitports requieren menos masa y volumen que las esclusas de aire, proporcionan mitigación del polvo y previenen la contaminación cruzada de los ambientes interior y exterior. Las patentes para diseños de portaequipajes fueron presentadas en 1996 por Philip Culbertson Jr. del Centro de Investigación Ames de la NASA y en 2003 por Joerg Boettcher, Stephen Ransom y Frank Steinsiek. [54] [55]
En 2012, la NASA presentó el traje espacial Z-1, el primero de la serie Z de prototipos de trajes espaciales diseñados por la NASA específicamente para actividades planetarias extravehiculares. El traje espacial Z-1 incluye énfasis en movilidad y protección para misiones espaciales. Presenta un torso blando en comparación con los torsos duros vistos en trajes espaciales EVA anteriores de la NASA, lo que reduce la masa. [56] Ha sido etiquetado como el "traje Buzz Lightyear" debido a sus rayas verdes para un diseño.
En 2014, la NASA publicó el diseño del prototipo Z-2, el siguiente modelo de la serie Z. La NASA realizó una encuesta pidiendo al público que decidiera un diseño para el traje espacial Z-2. Los diseños, creados por estudiantes de moda de la Universidad de Filadelfia, fueron "Tecnología", "Tendencias en la sociedad" y "Biomimetismo". [57] Ganó el diseño "Tecnología", y el prototipo está construido con tecnologías como la impresión 3D . El traje Z-2 también se diferenciará del traje Z-1 en que el torso vuelve a la capa dura, como se ve en el traje EMU de la NASA . [58] [59]
La primera ficción espacial ignoró los problemas de viajar a través del vacío y lanzó a sus héroes al espacio sin ninguna protección especial. Sin embargo, a finales del siglo XIX surgió una forma más realista de ficción espacial, en la que los autores intentaron describir o representar los trajes espaciales que llevaban sus personajes. Estos trajes ficticios varían en apariencia y tecnología, y van desde los más auténticos hasta los más improbables.
Un relato ficticio muy temprano de los trajes espaciales se puede ver en la novela Edison's Conquest of Mars (1898) de Garrett P. Serviss . Series de cómics posteriores como Buck Rogers (década de 1930) y Dan Dare (década de 1950) también presentaron sus propias versiones del diseño de trajes espaciales. Autores de ciencia ficción como Robert A. Heinlein contribuyeron al desarrollo de conceptos ficticios sobre trajes espaciales.
En la década de 1990, varios años después de que las primeras mujeres estadounidenses volaran al espacio, los recortes presupuestarios obligaron a la NASA a recortar su programa de trajes espaciales... El tamaño limitado afectó algunas tareas de los astronautas.
Crew Dragon lleva suficientes reservas de gas respirable para permitir un regreso seguro a la Tierra en caso de una fuga de hasta un orificio equivalente de 0,25 pulgadas de diámetro.
Como nivel adicional de protección, la tripulación usará trajes espaciales diseñados por SpaceX para protegerlos de un evento de emergencia de despresurización rápida de la cabina de gravedad aún mayor.
Los trajes y el propio vehículo estarán clasificados para funcionar en vacío.
Musk dijo en una conferencia de prensa después del lanzamiento que no había sensores en el traje.
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