Los nuevos trajes extravehiculares de la NASA para la ISS y la Luna

Por Daniel Marín, el 22 febrero, 2023. Categoría(s): Artemisa • Astronáutica • ISS • NASA ✎ 107

En el mundo solo existen tres tipos de escafandras de presión que permitan a un astronauta salir al exterior de un vehículo en el espacio: los trajes EMU de la NASA, usados en el segmento estadounidense de la Estación Espacial Internacional (ISS), los Orlán-MKS empleados en el segmento ruso de la ISS, y los Feitian 2, a bordo de la Estación Espacial China. Y si tenemos en cuenta que los Feitian derivan directamente de los Orlán rusos, podemos decir que solo hay en activo dos tipos de escafandras espaciales capacitadas para realizar actividades extravehiculares (EVAs). Este panorama debe cambiar próximamente. Por un lado, este mismo año debutará la nueva escafandra extravehicular de SpaceX en la misión Polaris Dawn. Por otro, la NASA necesita una escafandra específica para el primer alunizaje del programa Artemisa —que tendrá lugar en la misión Artemisa III— y otra para sustituir al venerable EMU de la ISS. El EMU (Extravehicular Mobility Unit) fue desarrollado para el transbordador espacial en los años 70 utilizando la tecnología de las escafandras Apolo y Skylab (de hecho, el casco transparente interno de burbuja prácticamente idéntico al icónico casco del traje A7L del Apolo).

Un astronauta en la Luna con una escafandra de Collins Aerospace (Collins Aerospace).

Con el transbordador retirado, los trajes EMU solo se emplean en la ISS, pero cada vez son más antiguos y sus achaques no paran de aumentar (hace diez años un EMU casi logra la dudosa proeza de ahogar al astronauta Luca Parmitano en órbita). Además, la NASA solo dispone de 11 unidades de soporte vital o PLSS (Portable Life Support System), las «mochilas» del traje EMU, que son, con diferencia, la parte más compleja y cara de la escafandra, de las cuales cuatro están a bordo de la estación en un momento dado. Sin embargo, todo indica que la ISS seguirá en servicio hasta 2028, como mínimo, por lo que la NASA ha decidido desarrollar una nueva escafandra para la estación espacial aparte de la que se utilizará en el programa Artemisa. El problema es que la agencia espacial lleva gastados desde 2007 más de 400 millones de dólares y, pese a todo, no ha logrado fabricar un traje sustituto en todos estos años. La nueva escafandra extravehicular se debía haber desarrollado bajo el programa xEMU para el programa Artemisa y xEMU Lite para la ISS, pero los costes y retrasos no han parado de aumentar, hasta el punto de poner en peligro la propia misión de alunizaje Artemisa III.

Koichi Wakata con la escafandra EMU en el exterior de la ISS durante la EVA-85 el 2 de febrero de 2023. Wakata llevaba el EMU 3004 (NASA).
Elementos del EMU (NASA).

Por este motivo, el año pasado la NASA decidió confiar en la iniciativa privada para sacar adelante estos trajes. El 1 de junio de 2022 la agencia anunció que las empresas elegidas para los contratos xEVAS (Exploration Extravehicular Activity Services) serían Axiom Space y Collins Aerospace. Más que nada, porque fueron las únicas compañías que se postularon para los contratos xEVAS: efectivamente, SpaceX no compitió con estas dos empresas a pesar de estar desarrollando un traje EVA y a pesar de que el módulo lunar de las misiones Artemisa III y Artemisa IV serán fabricados por la compañía de Elon Musk. Axiom se encargará de la escafandra para la misión lunar Artemisa III, mientras que un consorcio liderado por Collins Aerospace fabricará el sustituto del EMU para la ISS. En diciembre de 2022 la NASA anunció que el valor del contrato de Axiom será de 228 millones de dólares, mientras que el de Collins Aerospace alcanzará los 97,2 millones de dólares (ambos contratos son a coste fijo y por hitos —milestones—, por lo que el gobierno federal no se gastará más de estas cantidades). La agencia espera gastar un total de 3500 millones de dólares en escafandras de Artemisa y la ISS hasta 2034. Con respecto al sustituto del EMU, Collins Aerospace se encargará de la mochila de soporte vital PLSS, mientras que ILC Dover diseñará el traje propiamente dicho y Oceaneering estará a cargo de las interfaces con el vehículo. El traje de Collins deberá estar listo para 2026.

El anterior administrador de la NASA Jim Bridenstine con un prototipo del traje xEMU de Artemisa en 2020 (NASA/Joel Kowsky).
Prototipo Z-2 de traje semirrígido EVA de ILC Dover de la pasada década (NASA).
Escafandra Astro de ILC Dover de 2019 (ILC Dover).

Tanto Collins como Axiom se beneficiarán del desarrollo del traje xEMU, ya que la NASA cederá a ambas empresas los datos de este programa de forma gratuita. El reparto de los contratos es muy llamativo en tanto en cuanto Axiom carece de experiencia en el diseño de escafandras, mientras que Collins Aerospace (antes Hamilton Sundstrand) e ILC Dover han estado involucradas en la construcción de las escafandras del Apolo y del propio EMU, así como de los prototipos xEMU. De hecho, a mediados de la pasada década ILC Dover construyó los prototipos Z-1 y Z-2 del xEMU y en 2019 presentó la escafandra Astro basada en estos diseños. No está claro por qué la NASA ha seleccionado Axiom por delante de Collins e ILC teniendo en cuenta lo avanzado del diseño xEMU. No obstante, hay que señalar que Axiom ya estaba diseñando sus propias escafandras para la futura estación espacial de la empresa. Por otro lado, la NASA asegura que cada escafandra podría convertirse en la otra en caso de necesidad. O sea, que si Axiom se retrasa con su escafandra lunar, Collins podría adaptar la suya para esta tarea y viceversa. En este sentido, hay que recordar que la principal diferencia entre ambas escafandras es que el traje lunar debe tener una movilidad mucho mayor en las piernas y el torso, así como incluir medidas de protección contra el abrasivo y «pegajoso» regolito lunar. Los nuevos trajes permitirán que sean usados por la práctica totalidad de posibles astronautas, tanto hombres como mujeres, a diferencia del EMU, que cuenta con un rango de tallas más limitado.

Traje EVA para la ISS de Collins Aerospace durante una reciente presentación. La similitud con respecto al Astro de hace cuatro años es más que evidente (CNBC).
Detalle del traje de la ISS de Collins Aerospace (Collins Aerospace).
Recreación del traje Astro de ILC Dover de 2019 en la Luna (ILC Dover).
Esto es lo que sabemos del traje de Axiom por el momento (Axiom Space).
La ISS con los módulos de Axiom (Axiom Space).

Con respecto a otros detalles técnicos, no sabemos exactamente cómo serán estos trajes, aunque ya hemos visto el de Collins Aerospace y, como era de esperar, se asemeja mucho al prototipo Astro antes mencionado, con la mochila PLSS integrada en el torso superior. La mochila de soporte vital funciona al mismo tiempo como «puerta» para meterse en el traje, una solución de diseño derivada directamente de las escafandras soviéticas Orlán/Krechet. Eso sí, se mantiene la separación de piezas de los guantes, el casco y el torso inferior con las piernas, como en el EMU (los Orlán y Feitian son trajes de una pieza regulables en altura, con excepción de los guantes, que se hacen a medida). Sobre el traje de Axiom no se sabe mucho, más allá de que probablemente también se perecerá mucho al xEMU. Aunque uno pueda pensar que este es un asunto menor comparado con el desarrollo de vehículos espaciales, para la NASA las escafandras del programa Artemisa son ahora mismo el principal escollo que puede impedir un alunizaje en 2025 —la fecha oficial para Artemisa III— junto, claro está, el desarrollo del módulo lunar HLS de SpaceX. Así que más vale que Axiom se dé prisa.

Entrada en el traje xEMU (NASA).
Entrada en el traje ruso Orlán (Roscosmos).
Entrada en el traje Feitian (Weibo).
Recreación de astronautas de Artemisa en la Luna (NASA).


107 Comentarios

  1. Para estancias en la luna largas, parece un problema grave el regolito lunar (además de la baja gravedad). Se sabe qué medidas hay aparte del traje para evitar ese regolito lugar haga daño a los pulmones?

    Así intuitivamente, el agua, parece un buen sistema de erosión de las partículas que pueden provocar daños en los tejidos pulmonares.

    Quizás una ducha de agua antes de entrar en zonas interiores a la base, podría ayudar.

    1. Parece que, aparte de limitar las estancias en general y, sobre todo, limitar las EVAs de superficie, el truquillo está en la limitación de entrada del polvo lunar a través de las escotillas en cada EVA y en un buen sistema de filtrado del aire.
      https://ttu-ir.tdl.org/bitstream/handle/2346/87091/ICES-2021-90.pdf
      En cuanto a la ducha, no sé. Entiendo que lo suyo es compartimentar muy, muy bien la zona donde te pones y quitas los trajes, en cada EVA. O la propuesta esa de dejar los trajes fuera de la estación y que se acoplen a la base.
      Por otro lado, entiendo que el agua estará en un circuito más o menos cerrado… empezar a meterle partículas no sé si es buena idea.

      1. Gracias por el enlace. Lo he ojeado y tiene temas interesantes. Luego vuelvo a él. Evidentemente sería un ciclo cerrado, pero separado en principio del agua para consumo personal.

      2. Gracias por tantas curiosidades 🙂
        Y sí que parece muy conveniente lo de «dejar los trajes fuera de la estación y que se acoplen a la base»…
        Si no se puede resolver perfecto, y se va dispersando, quizás luego harían falta robotitos barredores con 😉 ‘antigravedad’, ji, ji…

      3. Es muy interesante el sistema de «SuitPort», dejando los trajes afuera de la nave, hábitat o vehículo lunar… para nunca entrar el traje lleno de polvo, y de paso evitar despresurizar y represurizar espacios muy grandes. Pero todo tiene sus pros y contras… Les dejo un lindo link de Wikipedia al respecto:
        https://en.wikipedia.org/wiki/Suitport

        «Un ‘Suitport’ o ‘Suitlock’ es una tecnología alternativa a un ‘Airlock’…
        En un sistema de Suitport, un traje espacial de entrada trasera se sujeta y se sella contra el exterior de una nave espacial, un hábitat espacial o un vehículo móvil presurizado, mirando hacia afuera. Para comenzar una actividad extravehicular (EVA), un astronauta ‘en mangas de camisa’ primero ingresa al traje con los pies por delante desde el interior del entorno presurizado, y cierra y sella la mochila del traje espacial y la escotilla del vehículo (que sella la mochila para evitar el polvo)…»

  2. Algunos detalles técnicos de lo que se estaría haciendo en los nuevos trajes de Nueva Generación espacial (según distintas fuentes de Internet):

    ▪Diseñados para mantener con vida a sus portadores durante seis días (¡!).

    ▪Mejora importante en el Sistema de oxígeno.

    ▪Eliminación del dióxido de carbono sin tener que regresar a la nave para hacerlo.

    ▪HUD de última generación (pantalla de visualización en el visor del casco para acceder a los datos digitales generales).

    ▪ Cámaras al hombro de alta definición para filmar las 24 hs.

    ▪Sistema de audio integrado que se activa por voz para captar automáticamente los sonidos a medida que se producen.

    ▪ Ampliación de soporte de temperatura a entre 150° y -120°.

    ▪Mayor movilidad con rodamientos en la cintura, en las caderas, en los muslos y en los tobillos.

    ▪Configuración de piezas intercambiables según las necesidades del momento (ej.: caminata espacial en microgravedad distinto a superficie de un planeta).

    ▪ Nueva visera protectora que puede intercambiarse con facilidad (para no tener que llevar el casco a reparar ante arañazos o abrasión).

    ▪Mejora en la flexibilidad de los gruesos y «engorrosos» guantes (para facilitar tareas simples como manejar herramientas y operar equipos pequeños).

    ▪Reducción al mínimo de todos los componentes electrónicos.

    ▪Intento de uso de scanner e impresora 3D para imprimir piezas del traje in situ.

    1. Buenísimo complemento Jimmy, sobre los trajes de Collins!
      (Obvio, primero excelente Daniel por el artículo de origen).

      Y aquí le agrego otro complemento respecto al otro contratista: AXIOM… una video entrevista conjunta, con la responsable desde NASA de los trajes y demás sistemas de movilidad en la luna (con bastante info + renders interesantes), y del responsable desde AXIOM (que aporta info, aunque ninguna imagen lamentablemente), pero igual vale la pena…

      Ah, los ansiosos como yo, pueden ir apurando o dando saltitos al video de Youtube, que es largo… 😅

      https://youtube.com/watch?v=i2RVdwCwS9E&si=EnSIkaIECMiOmarE

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