Un traje espacial ayuda a los astronautas a preservar la vida al viajar y trabajar en el espacio. Ya sea por las temperaturas altas y bajas que se presentan, la falta de oxígeno para respirar en el vacío, las necesidades básicas como comer o beber, la protección contra la radiación que en la Tierra la atmósfera frena pero en el espacio no, o los objetos naturales o artificiales que se encuentran flotando y que podrían accidentar o incluso matar a un astronauta, son las razones por las cuales este tema y tecnología se toma tan en serio cuando se viaja fuera de la atmósfera.
Para esto, Alma Stephanie Tapia, ingeniera en materiales de la NASA en el Johnson Space Center en Houston y especialista en trajes espaciales y su mantenimiento, diseño y aspectos de materiales, explicó el funcionamiento y composición de esta muy importante parte de las misiones espaciales.
Vestimenta espacial
El nombre oficial de los trajes espaciales que se utilizan durante las caminatas espaciales es Unidad de Movilidad Extravehicular (EMU, por sus siglas en inglés), refiriéndose a que estos no son solo un simple traje, sino todo un conjunto de sistemas que permiten la movilidad de la persona en lugares externos a la Estación Espacial Internacional (ISS, por sus siglas en inglés) o a alguna nave.
Cuando pensamos en los trajes espaciales de los astronautas, normalmente pensamos en el traje blanco, en el EMU; sin embargo, hay dos trajes espaciales: el traje color naranja que se usa en las misiones durante las fases que son de alto riesgo como los despegues. Este traje naranja ayuda a proteger a los astronautas en accidentes.
Específicamente hablando sobre el traje EMU, este se encuentra dividido en varias capas que terminan pesando hasta 150 kilogramos. Consta de varios módulos: el torso superior rígido que cubre el pecho, el torso inferior que cubre las piernas y pies, el casco, el visor extravehicular, los brazos y guantes.
No obstante, debajo del traje blanco que todos conocemos, el primer paso es ponerse y utilizar una prenda de máxima absorción, puesto que al trabajar durante varias horas seguidas fuera de la nave en órbita, resultaría imposible realizar sus necesidades de otra forma.
Después sigue una primera capa que cubre gran parte de cuerpo excepto manos, cabeza y pies, y es llamado prenda de enfriamiento líquido y ventilación (LCVG, por sus siglas en inglés). El LCVG ayudará a controlar la parte térmica y preservar la temperatura necesaria para que el astronauta pueda trabajar en condiciones espaciales.
“Es el aire acondicionado del traje. Los astronautas se ponen un traje que tiene muchos tubos que circulan agua fría a través del mismo. Esto porque si nos metemos en una bolsa de plástico en el verano bajo el sol, tendríamos mucho calor. Lo mismo pasa allá arriba, y aunque en el espacio la temperatura varía mucho dependiendo de nuestra ubicación, la temperatura dentro del traje siempre es alta porque la persona siempre está generando calor. Sirve para controlar la temperatura o el sistema térmico en el cual ellos pueden circular agua fría proveniente de la mochila que los astronautas cargan en la espalda y que contiene un dispositivo que enfría el agua que va circulando a través de las pequeñas mangueras distribuidas en el tejido de este traje”, explicó la ingeniera.
Todas están controladas por unas pequeñas manijas en el traje del astronauta con las que pueden controlar la velocidad con que circula esta fría agua.
Después de esta capa que mantiene la temperatura adecuada, continúa una serie de más de diez capas antes de llegar a la particular imagen de astronauta. Estas capas se dividen en distintos materiales y con distintas funciones cada uno.
La primera es llamada bladder, constituida por nylon recubierto con uretano, “es como un globo y es la parte más crítica del traje espacial porque es lo que mantiene y controla que el traje tenga aire en su interior. Es muy importante que siempre esté protegida puesto que sin aire no podrían sobrevivir los astronautas”, comentó Alma Tapia.
En seguida se encuentra la capa de restricción formada por Dacrón, una tela cubierta con elásticos e hilos que moldean la figura humana del traje. Esto porque al ser bladder una capa llena de aire, podría inflarse como lo hace un globo, y la capa de restricción fuerza la forma humana para que el astronauta pueda manipular objetos y moverse adecuadamente.
Luego, para proteger a la persona de cualquier accidente o evento que corte el traje y arriesgue su vida, por ejemplo durante una caminata espacial, existe una capa que tiene esta finalidad. Neopreno y nylon reforzado, una tela bastante resistente y que es usada normalmente en la Tierra en los paracaídas.
Posterior a esta, sigue una serie de varias capas térmicas de Mylar, un polímero termoplástico que ayuda a controlar la temperatura del astronauta y actúa también como protección extra a cualquier colisión de objetos orbitando a altas velocidades con los astronautas, “cuando algo está flotando en el espacio, nos imaginamos que es un simple objeto sin velocidad, pero en realidad sus velocidades son altísimas como una bala. Los astronautas y nosotros monitoreando desde la Tierra, tenemos que ser muy vigilantes en cuanto a objetos que puedan encontrarse”, añadió.
Finalmente, la capa exterior de Ortho Fabric está conformada por los materiales Gore-Tex, Kevlar y Nomex. “Podemos así rebotar los rayos ultravioleta y proteger al astronauta. Esas capas están cubiertas con teflón que permiten que el material se pueda resbalar y logre portarse como una tela normal”, afirmó.
De igual forma, el casco que utilizan los astronautas es especial y tiene materiales específicos para protegerlos. Está hecho de fibra de vidrio o Spectra, un material formado por telas selladas por cemento y que es muy resistente. Tiene visores para protegerse del sol, sistemas de comunicación, sistemas de hidratación para tomar agua y el cierre.
El visor tiene una capa de oro para protegerlos de los rayos ultravioleta. También tiene viseras, que ellos pueden controlar para protegerse del sol, y tiene lámparas, “cuando los astronautas trabajan hasta nueve horas, van a ver muchos amaneceres y muchos atardeceres, por lo que van a necesitar iluminación. Un problema es que al estar respirando, se les llega a empañar el visor, por lo que se le aplica jabón para que no suceda; aunque en estos momentos nos encontramos desarrollando capas que se pudieran agregar para evitar que esto pase y ayudar a que sean más resistentes”, explicó.
Subsistemas y dispositivos
Directamente relacionado con el LCVG, en cuanto al contenedor de agua refrigerada que circulará por el traje, se encuentra conectado el subsistema primario de soporte de vida (PLSS, por sus siglas en inglés), una especie de mochila que resguarda el oxígeno de los astronautas y que logra eliminar el dióxido de carbono exhalado por los mismos en el proceso de respiración. Otorga electricidad al traje y la ventilación necesaria para que el oxígeno llegue al astronauta.
El dispositivo auxilio simplificado para rescate en actividades extravehiculares (SAFER, por sus siglas en inglés) trabaja para casos de emergencia en los que el astronauta se separe del vehículo o ISS y pueda volver. Es otra especie de mochila que usa pequeños inyectores de propulsión con el uso de nitrógeno.
Caracterización y entrenamiento
Puesto que el traje y sus capas hacen que sea de un gran tamaño, no se logra tener una movilidad muy buena, por lo que todos los objetos que utilizan no son los que se usarían en la Tierra porque se deben modificar para que sus grandes atuendos les permitan maniobrar. Para ayudar a resolver esto, los ingenieros de la NASA le agregaron a las yemas de los guantes puntas de goma para facilitar su trabajo.
Para que un astronauta sepa actuar en las condiciones de microgravedad que se le presentarán en órbita, entrenan en albercas en los centros de entrenamiento de la NASA. “Cuando practican bajo el agua, a sus trajes espaciales les agregan flotadores y pesas que los ponen en exacto equilibrio, ellos dicen que se sienten igual que cuando están en el espacio. Dentro del agua practican en la alberca de cinco a diez veces lo que van a hacer cuando salgan de la Tierra”, comentó.
Algunas partes de los trajes espaciales son diferentes dependiendo de cada condición en la cual se vayan a desempeñar, por ejemplo, las suelas de las botas espaciales son planas porque se utilizan solo en la Estación Espacial Internacional y solo se está sujeto a la gravedad, es decir que no existe fricción con el suelo.
Pero en un futuro, cuando se trate de las botas que se usarán en las misiones a Marte no podrán ser así para poder pisar el terreno marciano, es decir, se optimizarán de acuerdo con las necesidades y objetivos de la misión.
