La NASA pretende volver a la Luna en 2024.
Para tener éxito en este gigantesco proyecto, necesitan un cohete (el SLS), un aterrizador lunar así como trajes espaciales.¡
En esta entrada del blog, vamos a presentarte el futuro traje espacial de la NASA, el xEMU.
¡Buena exploración!?!
El antepasado del traje UME: el A7L
El traje espacial actual de la Estación Espacial Internacional, diseñado hace 40 años para las actividades extravehiculares del transbordador espacial, frustraría a cualquier caminante lunar. El veterano del espacio Tom Jones analiza cómo la NASA construirá un traje lunar a tiempo para el regreso lunar previsto en 2024.?
Los trajes espaciales A7L de Neil Armstrong y Buzz Aldrin permitieron el primer paseo lunar, pero tenían lacunas significativas en términos de flexibilidad, confort interior, la maniobrabilidad de los guantes y la sobrevivibilidad. Armstrong, durante un informe técnico tras su regreso a la Tierra, dijo: «Deberíamos mejorar este traje para que puedas arrodillarte y deberíamos trabajar más en la movilidad de los guantes para poder hacer más cosas en la superficie de nuestro satélite.»
Si el programa Artemis de la NASA consigue enviar astronautas de vuelta a la Luna, esos exploradores necesitarán un nuevo traje de alto rendimiento, que se beneficie de la experiencia del Apolo, el transbordador espacial e incorpore los frutos de más de dos décadas de inversión tecnológica de la NASA.
Izquierda: el traje espacial de Neil Armstrong para el Apolo 11.
Derecha: Andrew Morgan en una UME durante una caminata espacial desde la ISS.
Un pasado gratificante: la UME
La actual Unidad de Movilidad Extravehicular, o UME, se diseñó a finales de la década de 1970 para los paseos espaciales desde el Transbordador Espacial.
Tom Jones llevó una UME en tres paseos espaciales desde la Estación Espacial Internacional. Explica que el traje es robusto, pero rigido y ofrece una movilidad limitada.
Un astronauta de 73 kg en su interior pesa 145 kg. Esta masa está siempre presente en el espacio, y el astronauta tiene que moverse y luego detenerse. Las piernas del traje no fueron diseñadas para caminar; en el ISS, simplemente sirven como anclajes para los reposapiés.
Además, el tejido exterior y los sistemas de soporte vital fueron diseñados para funcionar en el vacío del espacio, no en una Luna o en una superficie planetaria polvorienta.
El primer prototipo de xEMU: la serie Z
En 2012, la NASA comenzó a desarrollar el traje Z-1. La segunda versión (Z-2) apareció tiempo después. Estos primeros prototipos son los antecesores del xEMU.
El nuevo traje de la NASA: el xEMU
Este es el nuevo traje de la NASA.
Aquí tienes un breve vídeo introductorio sobre el traje xEMU.
Así que el objetivo de la NASA es «desarrollar un traje espacial de tipo exploración«. Liana Rodriggs, directora del proyecto xEMU en el Centro Espacial Johnson, explica por correo electrónico. Variaciones del diseño permitirán a los astronautas de Artemis caminar por la Luna o trabajar fuera del proyectado puente lunar o del actual ISS. La agencia planea construir tres trajes xEMU internamente en Johnson, a tiempo para las pruebas en la ISS y el regreso lunar en 2024.
La xEMU se basará en las lecciones del Apolo, las décadas de experiencia de la EMU a bordo del transbordador espacial y la ISS, y las pruebas de laboratorio y sobre el terreno de conceptos de combinación de superficies que se remontan al menos a 1989. El nuevo diseño abordará las deficiencias de la UME de la ISS, incorporará avances en movilidad y sistemas de soporte vital, y podrá mantenerse en el vacío del espacio o en un puesto lunar.El diseño de la fase I de la UME se destinará a la ISS o a la estación lunar.
El torso del traje será una carcasa de aluminio con una escotilla de entrada trasera, como la del traje ruso Orlan. La entrada trasera reduce las contorsiones necesarias para ponerse el traje, y los hombros están inclinados hacia delante, alineándose de forma más natural con los brazos y hombros del astronauta. Por el contrario, la UME actual tiene que ponerse girando desde abajo, lo que obliga a girar los hombros más a la izquierda y a la derecha, una orientación que ha contribuido a provocar lesiones en los hombros de los astronautas a largo plazo.
El traje de astronauta Fase I de la NASA introducirá un casco rediseñado con mejor visibilidad hacia abajo y un sistema integrado de micrófono y altavoz, eliminando el sudoroso «gorro de Snoopy» que siempre parecía resbalar sobre los ojos de los astronautas. Para misiones lejos de la Tierra, el casco también podrá incorporar gráficos proyectados que muestren parámetros del sistema de soporte vital, procedimientos y equipos de referencia.
Amy Ross, responsable del subsistema de presión de xEMU, dijo que la combinación de la fase I será probada por primera vez fuera del ISS a mediados de 2023. Este traje de prueba será un híbrido, que incorporará el nuevo torso y el sistema de soporte vital, pero con guantes, piernas y botas transferidos de los actuales UME. Un astronauta de la xEMU pondrá a prueba el nuevo traje mientras le acompaña un tripulante de la EMU estándar de la ISS.
Equipamiento mejorado
Los astronautas no pueden sobrevivir y trabajar eficazmente en el exterior de unanave espacial sin un sistema de soporte vital portátil que suministre oxígeno, alimente las baterías, refrigere y elimine el CO2 del traje.
La mochila PLSS actual atrapa el CO2 haciendo circular el aire a través de una caja de partículas de óxido de plata. Esta caja puede eliminar el CO2 durante ocho horas. De vuelta a la ISS, una cámara de calentamiento obliga a los cartuchos reutilizables a liberar su CO2, que se ventila por la borda. En cambio, el nuevo PLSS estará equipado con un absorbedor, constantemente renovable, compuesto de aminas (compuestos orgánicos que contienen nitrógeno).
Un sistema de refrigeración mejorado
Luego está la cuestión de la refrigeración. El PLSS de la UEM de hoy en día bombea agua de refrigeración a través de un forro interior compuesto por finos tubos. El agua que circula por el torso y las extremidades absorbe el calor generado por el trabajo y el metabolismo celular del astronauta. Esta agua calentada circula a través de un sublimador situado en la mochila, donde la fuente de agua separada fluye hacia un bloque metálico poroso, donde se enfría y se congela sublimándose directamente en vapor en el vacío del espacio. Este hielo formado por sublimación enfría el agua calentada del traje, que luego recircula para enfriar al astronauta.?
Sin embargo, los diminutos poros de este sublimador y el separador aire-agua son sensibles a impurezas del agua; la obstrucción puede provocar pérdida de refrigeración e incluso forzar la entrada de agua en el casco.
El xEMU PLSS resuelve este problema y evita la necesidad de un suministro de agua independiente permitiendo que parte del agua del revestimiento refrigerante se evapore directamente en el espace a través de una membrana permeable. Este dispositivo se denomina «SWME» . El SWME «lleva ya cientos de horas de pruebas y no es tan sensible a la calidad del agua», afirma Ross.
Si su equipo puede lograr la calidad de fabricación requerida, el SWME debería ser un refrigerador fiable./b> y robusto que funcione en el espacio y en la fina atmósfera de Marte.
Dirección a Marte para el traje xEMU
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Aquí tienes la presentación completa del nuevo traje espacial de la NASA.
La fase II (superficie lunar) del traje se desarrolla en paralelo con la fase I. El equipo industrial de la NASA planea adaptar el diseño de la fase I para la superficie lunar mediante la adición de un revestimiento en la parte inferior del cuerpo que proporcionará mucha mayor movilidad en superficie que el diseño Apolo. «Llevamos trabajando en prototipos de trajes desde al menos 1989, lo que nos da una buena idea de cómo se pueden ensamblar estos componentes. Nos basaremos en lo que tenemos: probablemente una cadera de dos cojinetes con materiales blandos entre los dos cojinetes que le permitirán caminar como quiera», explica Ross.
Los caminantes lunares deberían poder caminar, saltar, agacharse, abrirse e incluso arrodillarse sobre la superficie lunar. Pero Ross afirma que «poner un caparazón en un humano y pedirle que se mueva como un humano es un gran reto». Probablemente nunca seremos capaces de hacer volteretas hacia atrás«….
Bloqueando el polvo lunar
Además de protección para las piernas, el nuevo traje de la NASA necesitará un traje de protección ambiental./b>, una capa exterior para proteger al usuario del calor extremo, los micrometeoritos y la intrusión de polvo. Los trajes Apolo se degradaron rápidamente por la filtración de granos microscópicos de polvo en sus mecanismos articulares.
La capa protectora exterior blanca del actual UME está fabricada con un tejido ortopédico, una mezcla de Gore-Tex, Kevlar y Nomex. Según Ross, el tejido ortopédico es un material tejido lleno de agujeros, no lo que se quiere para repeler el polvo. Su equipo busca recubrimientos texturados y bioinspirados, como los diminutos pelos autolimpiables de las patas de las salamanquesas, para ayudar a repeler el polvo.
Guantes y botas reforzados
Los guantes de la fase VI de la UME de la ISS, como los que lleva Tom Jones en la Estación Espacial Internacional, no son perfectos, pero tienen destreza suficiente para las primeras misiones lunares.
Para transferirlos a los nuevos trajes, necesitamos añadir una capa exterior adicional para las misiones científicas lunares. En cuanto a las botas, los años de pruebas sobre el terreno en prototipos de trajes han dado al equipo una ventaja en su diseño.
Un calendario apretado para el proyecto xEMU
En 2023, el proyecto xEMU debe entregar tres unidades de vuelo: dos para el primer alunizaje de Artemis en 2024 y uno para la demostración de la nueva combinación en el ISS. Rodriggs, director del proyecto, afirma que las pruebas de la ISS en 2023 podrían «prolongarse hasta un año para probar las capacidades de la xEMU». Asegura que los dos trajes xEMU para el regreso a la Luna estarán terminados a principios de 2023.
Para cumplir este calendario, Rodriggs tiene bajo su dirección a 45 empleados y 170 contratistas, un equipo que seguirá creciendo a medida que pasen los meses para incorporar nuevas capacidades de los trajes y cumplir el plazo de Artemis.
Ya hay diez empresas repartidas por todo EEUU que están desarrollando componentes para el xEMU. Tras las pruebas en órbita y la misión inicial de regreso a la Luna, la NASA planea buscar uno o varios socios industriales de este equipo para construir varios trajes y mantenerlos en la ISS y en futuras expediciones lunares y a Marte.
El traje xEMU tiene un futuro brillante
Por el momento, la NASA ha decidido crear un equipo de desarrollo de trajes para el xEMU
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Concepto de un artista, Nasa.
La NASA lleva unos veinte años intentando introducir una nueva combinación espacial, esfuerzos que se han visto bloqueados por la falta de financiación (por razones principalmente políticas). El dinero es siempre el factor crítico en la industria espacial. Sin embargo, dice Ross, «hoy en día, nuestra situación financiera ha cambiado. La caja presupuestaria se está abriendo, y disponemos de recursos suficientes para ofrecer la confianza necesaria para cumplir el calendario. La NASA se toma en serio lo de conseguirlo… y conseguirlo a tiempo»
Con suerte has aprendido todo lo que necesitabas saber sobre el traje espacial xEMU.
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