Diseñando un traje espacial para caminar por la Luna en 2024

Por Daniel Marín, el 3 mayo, 2019. Categoría(s): Astronáutica • Luna • NASA ✎ 280

A estas alturas todos sabemos que la NASA planea poner un ser humano en la superficie lunar en 2024. Por ahora no hay un plan definido y falta diseñar y construir un vehículo clave: el módulo lunar. Pero hay otro elemento crítico del que nadie habla que hay que diseñar antes de ir a la Luna. Hablamos de los trajes espaciales. A primera vista podríamos pensar que los astronautas ya usan escafandras en sus viajes orbitales y que, por tanto, solo habría que adaptarlos para la Luna, ¿no? Pues no. No es tan simple. Todas las naves tripuladas que están siendo desarrolladas en Estados Unidos en estos momentos —o sea, Orión, Dragon 2 y Starliner— no disponen de trajes espaciales para salir al exterior del vehículo. O sea, escafandras de tipo extravehicular (EVA). Lo que sí llevarán los astronautas son trajes de presión intravehiculares (IVA), que no permiten el acceso al exterior y, menos aún, a la superficie lunar.

¿Qué trajes usarán los astronautas de la NASA si quieren volver a la Luna en 2024? Según la imagen emplearán un traje semirrígido de tipo xEMU (NASA).

La NASA quiere ir a la Luna con la nave Orión, la única diseñada desde el principio para llevar a cabo misiones más allá de la órbita baja. Y esto es una opción no negociable por motivos políticos. Orión, como el resto de vehículos, usa una atmósfera interna similar a la que encontramos a la Tierra a nivel del mar (esto es, 101,3 kilopascalaes de presión y formada por un 79% de nitrógeno y 21% de oxígeno, aproximadamente). Y aquí es donde surgen los problemas. Las escafandras extravehiculares en servicio funcionan con atmósferas de oxígeno puro con el objetivo de reducir la presión del traje. A mayor presión, más difícil es mover las articulaciones. No nos olvidemos de que una escafandra espacial es básicamente un globo con un humano dentro, así que lo ideal es reducir la presión del traje lo máximo posible para aumentar la movilidad. Eso sí, podemos reducirla hasta un mínimo de 21,3 kilopascales (o 0,2 atmósferas), que es igual a la presión parcial del oxígeno a nivel del mar, pero no más.

Trajes espaciales estadounidenses (NASA).
Trajes espaciales estadounidenses (NASA).
Características de los trajes EVA (NASA).

No obstante, cuanta menor sea la presión del traje, más tiempo necesitamos para eliminar por completo el nitrógeno de la sangre y eliminar el riesgo de embolia durante la descompresión. Si partiésemos de una atmósfera de oxígeno puro dentro del vehículo no tendríamos que llevar a cabo ningún proceso de descompresión, como ocurría en los programas Gémini, Apolo y Skylab (el Skylab tenía una atmósfera mixta de oxígeno y helio, pero a efectos prácticos es lo mismo). Sin embargo, la elección de la atmósfera de la Orión no admite discusión a estas alturas y menos si planeamos un alunizaje dentro de cinco años. Los astronautas de la Orión usarán durante el lanzamiento un traje presurizado denominado OCSS (Orion Crew Survival System), aunque en realidad es una variante del traje intrevehicular ACES (Advanced Crew Escape Suit) empleado en las misiones del transbordador espacial desde los años 90 hasta 2011. El OCSS/ACES es capaz de soportar pequeñas actividades extravehiculares de emergencia de unos pocos minutos de duración, pero no es un traje extravehicular porque depende del sistema de soporte vital del vehículo, entre otras muchas limitaciones.

Traje OCSS intravehciular de la nave Orión (NASA).
Simulación de un paseo espacial con trajes MACES desde la nave Orión (NASA).
Simulación de un paseo espacial con trajes MACES desde la nave Orión (NASA).

Durante la administración Obama se concibió el traje MACES (Modified Advanced Crew Escape Suit) para permitir paseos espaciales en la —ya cancelada— misión ARM de recuperación de muestras de un asteroide, pero el desarrollo de este traje se truncó con el acceso de la administración Trump a la Casa Blanca. En cualquier caso, para una misión a la superficie lunar habría que modificar el traje MACES. Por lo tanto parece claro que no queda más opción que llevar y desarrollar otro traje espacial de tipo EVA específicamente creado para ser usado en la superficie lunar. Una alternativa sería equipar el módulo lunar con los trajes EMU (Extravehicular Mobility Unity) de la estación espacial internacional (ISS), que son auténticas escafandras EVA. Pero, además de que hay solo hay cuatro mochilas de soporte vital disponibles (PLSS, de las cuales dos como mínimo siempre están a bordo de la ISS), sería necesario modificarlos para su uso en la Luna. En concreto, habría que incrementar la movilidad del traje en la cintura para que fuese posible andar, así como dotarlo de botas y guantes adecuados, además de protección extra contra el abrasivo regolito lunar.

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Trajes desarrollados por la NASA en los últimos años (NASA).

La NASA lleva años diseñando prototipos de lo que debe ser el nuevo traje de exploración del futuro, destinado a ser usado en la Luna y en Marte. Como la puesta en servicio de esta escafandra no se consideraba una urgencia, la NASA decidió priorizar la seguridad de las operaciones y optó por un traje semirrígido de presión interna relativamente elevada que opera a 57 kPa (0,6 atmósferas) con un 34% de oxígeno, un concepto inédito en la historia de la exploración espacial. De esta forma los astronautas necesitarán un periodo mínimo de descompresión partiendo desde una atmósfera similar a la terrestre y se reduce el riesgo de embolia. A cambio, claro está, hay que construir una escafandra rígida que no se infle como un globo a esta presión.

Prototipo de traje EVA semirrígido de nueva generación (NASA).

Ahora bien, ¿dónde está ese traje? Pues por ahora solo hay prototipos. Dentro del marco programa xEMU (Exploration EMU) la NASA está desarrollando una escafandra semirrígida para espacio profundo que funciona a 57 kPa. Para 2023 la agencia espera tener lista la versión xEMU Lite que se probaría en la ISS. Esta versión funcionaría a la misma presión interna que el EMU actual, o sea, 30 kPa (0,3 atmósferas). El problema es que el xEMU se concibió como un paso previó para un traje marciano, el mEMU (por entonces la prioridad de la NASA era Marte) y tenía como objetivo operaciones cislunares, o sea, alrededor de la Luna, no en la superficie lunar. Así que, una vez más, sería preciso modificar el xEMU para permitir paseos por la Luna, aunque ciertamente no serían cambios muy drásticos.

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Los trajes EVA del futuro (NASA).
Diferencias entre el xEMU y el xEMU Lite (NASA).

Por el momento la NASA ha construido los prototipos Z-1 y Z-2 del xEMU, que se parecen más a un traje Orlán ruso que al EMU tradicional. Efectivamente, el xEMU consta de un torso rígido metálico que se conecta directamente con la mochila PLSS de soporte vital. El astronauta entra en su interior abatiendo la mochila como si fuese una puerta, del mismo modo que en el Orlán ruso. Además, el Orlán también tiene una presión interna superior precisamente para facilitar los procedimientos de descompresión. Además del programa xEMU, la NASA ha invertido mucho dinero en el programa PLSS 2.0 para desarrollar una nueva mochila de soporte vital. Obviamente ambos programas están relacionados, pero existe cierto grado de solapamiento en las competencias que da lugar a confusión.

El traje xEMU podrái emplearse en el concepto de suitport con otros vehículos (NASA).
Prototipo Z-2 de traje semirrígido EVA (NASA).

Lo que está claro es que la NASA debe potenciar el desarrollo del xEMU y crear una variante lunar —¿lEMU?—de aquí a 2024 si quiere que alguien se pasee por la superficie de la Luna. No dejaría de ser paradójico que el alunizaje en la Luna en 2024 tuviese que ser pospuesto por la falta de un elemento tan aparentemente sencillo como una escafandra.

¿Veremos algo así en 2024? (NASA).


280 Comentarios

  1. 12 / 13

    Por último, aquí va otro sitio dedicado a intentar entender este auténtico fenómeno de irracionalidad que es la Fe de estos primates incapaces de leer dos palabras seguidas sin entender lo contrario a lo que esas dos palabras dicen:

    http://www.moonhoaxdebunked.com/

    Los siguientes capítulos son particularmente interesantes:

    · Chapter 4. Moon hoax beliefs and believers
    · 4.8 Capricorn One and other «Moon hoax» movies

    · Chapter 12. How to debate a Moon hoax believer

  2. 13 / 13

    En fin, Alfatroll, hasta ahora yo había asumido que tú en verdad crees lo que dices. Te he dado todos los beneficios de la duda humanamente posibles. No más. No es necesario. Ya ha quedado sobradamente demostrado lo que eres, te has retratado tú mismo sistemáticamente.

    Fue divertido mientras duró, pero el humor absurdo es lo que tiene: fatiga muy rápidamente, tres o cuatro episodios seguidos de El Coyote y el Correcaminos empalagan a cualquiera. Llegó el triste momento de decir That’s all Folks!

    Allá tú si eres o te haces el idiota. Como comprenderás, yo sí tengo una vida. Y de última no tengo la cura para los hinjeñeros con alzheimer, trollesclerosis o lo que sea. Así pues, yo voy a seguir con mi vida. Tú sigue con la tuya, sigue posteando interesantísimos comentarios al cual más iluminante para la posteridad.

    Hasta nunca, AlfaTROLL.

    1. 👏👏👏
      Pelau, tu argumentación es todo un aporte para los que consideramos que tenemos cierto grado de espíritu crítico, y que estamos hartos de toparnos con conspiranoicos de diverso pelaje (que tiempos aquellos de G+… Anda que no me han puesto a caldo por argumentar aspectos similares a los que has reseñado).
      Eso sí, en cuanto a los trolls, nunca lograrás convencerlos de que lo que han interiorizado no es cierto… Realmente sufren un trastorno psicológico. Es superior a ellos, su cerebro funciona así. 🙄
      Un saludo.

  3. Coda final :

    Dado que esta vez no hubo el más mínimo problema, sigo sin entender qué puñetera parte de mi respuesta original «no le gustó» al sistema en las dos veces anteriores que «se perdieron»… a no ser que…

    …¿será posible que el enlace de mi búsqueda de WikiLeaks es demasiado LARGO para postearlo de manera «normal»?…

    …¿el Ataque del Abominable Scrolling Horizontal quizá? 😉

  4. Desde el absoluto desconocimiento, una duda al respecto de los trajes espaciales para EVA’s. ¿Cómo protegen a los astronautas contra el impacto de micrometeoritos? Tengo entendido que los impactos de los mismos sobre la Tierra y la Luna son diarios, de lo que deduzco que las posibilidades de naves y astronautas de toparse con ellos son elevadas. Así pues, por pequeños que sean, a esas velocidades (los astronautas orbitan a unos 27.000 km/h, y entiendo que los meteoritos deben llegar en trayectoria aproximadamente perpendicular y a velocidad mayor) , entiendo que estas colisiones deberían ser mortales para los astronautas, y destrozar cualquier sonda/nave espacial. ¿Cómo es posible protegerse de estas colisiones, tanto en el espacio como en la superfície de la Luna?

    1. El cuerpo de un astronauta es pequeño en comparación al tamaño de una nave, una estación, la Luna, o la Tierra.

      Así pues, la primera «protección» es simplemente la baja probabilidad de que un micrometeorito haga impacto en un blanco de pequeño tamaño. Que además el micrometeorito impactante tenga justo la masa y/o la velocidad adecuadas para causar auténtico daño… es aún más improbable.

      «Improbable» no es «imposible», claro está. Es un riesgo que todo astronauta debe asumir. No hay protección posible contra los micrometeoritos más peligrosos, que afortunadamente son los más improbables. Sí hay protección (Kevlar) contra los menos peligrosos, que son los más probables:

      Thermal Micrometeoroid Garment
      en.wikipedia.org/wiki/Thermal_Micrometeoroid_Garment

      How space suits work
      science.howstuffworks.com/space-suit4.htm

      The materials used in space suits
      azom.com/article.aspx?ArticleID=12007

      Improved EVA Suit MMOD Protection using STF-Armor and self-healing polymers
      nasa.gov/mission_pages/station/research/experiments/2110.html

      Saludos.

  5. Es muy poco dinero 3000 millones para EEUU … vamos muy lentos en todo esto… muyyy lentos.

    Cuando se permitirá gastar lo que deberian? Cuando la TV enseñe algo más que Sálvame, que cuando digan deportes enseñen algo más que el futbol, que no abran los telenoticias con muertos en un accidente… esto significará que la gente ya no es tan tonta… pero estoc para cuando? NUNCA!

    XD

  6. Que alguien explique por qué no copiar el diseño de traje lunar modelo 1969, el cual de acuerdo a la propaganda NASA tuvo éxito. En lo personal lo del primer hombre caminando en la luna, hasta la fecha ningún país lo ha conseguido. Creo que ya es tiempo de conocer la historia verdadera.
    Por otra parte, es bueno que se siga investigando y desarrollando diseños adecuados de trajes espaciales para los tiempos futuros del hombre explorando nuestro propio sistema solar, sin opción alguna de visitar ni siquiera la estrella más cercana.

    1. «Que alguien explique por qué no copiar el diseño de traje lunar modelo 1969, el cual de acuerdo a la propaganda NASA tuvo éxito.»

      Porque la nave Orión y el futuro módulo lunar usarán una atmósfera de oxígeno y nitrógeno como la terrestre, mientras que las naves Apolo usaban una atmósfera de oxígeno puro. Es decir, se necesita un traje distinto que el del Apolo, que también servía como traje intravehicular. Por otro lado, los EMU estadounidenses de la ISS actuales tienen muchos elementos del Apolo.

          1. Explicación para niños de 6 años:

            La «torpeza» de esos astronautas se debe a la baja gravedad… y principalmente a lo difícil que es flexionar las extremidades dentro de un traje presurizado.

            Explicación de la explicación:

            La esfera es la forma con mejor relación de volumen versus superficie, por eso al inflar un globo la presión interna tiende naturalmente a «esferizar» el globo.

            Lo mismo para un traje presurizado, la presión interna tiende a «esferizarlo», oponiendo resistencia a los intentos del astronauta por deformarlo al flexionar piernas y brazos.

  7. ¿Porqué nadie aclara que el hombre no ha podido caminar en la luna hasta el día de hoy, porque aún no se ha desarrollado la tecnología adecuada?
    Basta de cuentos fantasiosos anacrónicos.

    1. ¿Nadie aclara? ¿Te has molestado en leer las detalladas aclaraciones que Alfator recibió en los COMENTARIOS ANTERIORES de esta misma entrada?

      Y por «leer» quiero decir… leer «A» donde dice «A»… leer «B» donde dice «B»…

      Claro que si te empecinas en leer «B» donde dice «A»… entonces mejor que te lo aclare un psiquiatra.

      Basta de comentarios fantasiosos anacrónicos.
      ¿Tienes acceso a la WEB? ¿Tienes un cerebro? ¡Úsalos!

  8. Eso de que no se puede bajar la presión mas de 21,3 kilopascales no está tan claro, hay gente viviendo a mas de 4000 metros sobre el nivel del mar donde la presión atmosférica es de 616 milibares o 61,6 kilopascales y la presión parcial del oxigeno es de 13 kilopascales, que no se quiera es una cosa pero parece que se puede.

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Por Daniel Marín, publicado el 3 mayo, 2019
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