traje espacial -Space suit

Traje espacial Apollo usado pelo astronauta Buzz Aldrin na Apollo 11

Um traje espacial ou traje espacial é uma roupa usada para manter um ser humano vivo no ambiente hostil do espaço sideral , vácuo e temperaturas extremas. Trajes espaciais são frequentemente usados ​​dentro da espaçonave como medida de segurança em caso de perda de pressão da cabine , e são necessários para atividades extraveiculares (EVA), trabalho realizado fora da espaçonave. Trajes espaciais foram usados ​​para tal trabalho na órbita da Terra, na superfície da Lua, e no caminho de volta para a Terra da Lua. Os trajes espaciais modernos aumentam a roupa de pressão básica com um sistema complexo de equipamentos e sistemas ambientais projetados para manter o usuário confortável e minimizar o esforço necessário para dobrar os membros, resistindo à tendência natural de uma roupa de pressão suave de endurecer contra o vácuo. Um sistema autônomo de suprimento de oxigênio e controle ambiental é frequentemente empregado para permitir total liberdade de movimento, independente da espaçonave.

Existem três tipos de trajes espaciais para diferentes propósitos: IVA (atividade intraveicular), EVA (atividade extraveicular) e IEVA (atividade intra/extraveicular). Os trajes IVA devem ser usados ​​dentro de uma espaçonave pressurizada e, portanto, são mais leves e confortáveis. Os trajes IEVA são destinados ao uso dentro e fora da espaçonave, como o traje Gemini G4C . Eles incluem mais proteção contra as condições adversas do espaço, como proteção contra micrometeoróides e mudanças extremas de temperatura. Trajes de EVA, como o EMU , são usados ​​fora de espaçonaves, tanto para exploração planetária quanto para caminhadas espaciais. Eles devem proteger o usuário contra todas as condições de espaço, além de proporcionar mobilidade e funcionalidade.

Alguns desses requisitos também se aplicam a trajes de pressão usados ​​para outras tarefas especializadas, como voo de reconhecimento de alta altitude. Em altitudes acima do limite de Armstrong , cerca de 19.000 m (62.000 pés), a água ferve à temperatura do corpo e são necessários trajes pressurizados.

Os primeiros trajes de pressão total para uso em altitudes extremas foram projetados por inventores individuais já na década de 1930. O primeiro traje espacial usado por um humano no espaço foi o traje soviético SK-1 usado por Yuri Gagarin em 1961.

Requisitos

Trajes espaciais sendo usados ​​para trabalhar na Estação Espacial Internacional.

Um traje espacial deve desempenhar várias funções para permitir que seu ocupante trabalhe com segurança e conforto, dentro ou fora de uma espaçonave. Deve fornecer:

  • Uma pressão interna estável. Isso pode ser menor do que a atmosfera da Terra, pois geralmente não há necessidade de o traje espacial transportar nitrogênio (que compreende cerca de 78% da atmosfera da Terra e não é usado pelo corpo). A pressão mais baixa permite maior mobilidade, mas exige que o ocupante do traje respire oxigênio puro por um tempo antes de entrar nessa pressão mais baixa, para evitar a doença descompressiva .
  • Mobilidade. O movimento é tipicamente combatido pela pressão do traje; a mobilidade é conseguida pelo desenho cuidadoso das juntas. Veja a seção Teorias do design de trajes espaciais .
  • Fornecimento de oxigênio respirável e eliminação de dióxido de carbono ; esses gases são trocados com a espaçonave ou um Portable Life Support System (PLSS)
  • Regulagem de temperatura. Ao contrário da Terra, onde o calor pode ser transferido por convecção para a atmosfera, no espaço, o calor pode ser perdido apenas por radiação térmica ou por condução para objetos em contato físico com o exterior do traje. Como a temperatura do lado de fora do traje varia muito entre a luz do sol e a sombra, o traje é fortemente isolado e a temperatura do ar é mantida em um nível confortável.
  • Um sistema de comunicação, com conexão elétrica externa à espaçonave ou PLSS
  • Meios de coleta e contenção de resíduos corporais sólidos e líquidos (como uma vestimenta de absorção máxima )

Requisitos secundários

Da esquerda para a direita, Margaret R. (Rhea) Seddon, Kathryn D. Sullivan, Judith A. Resnick, Sally K. Ride, Anna L. Fisher e Shannon W. Lucid—As primeiras seis astronautas dos Estados Unidos estão com um Gabinete de Resgate Pessoal , uma bola esférica de suporte à vida para transferência de emergência de pessoas no espaço

Trajes avançados regulam melhor a temperatura do astronauta com uma vestimenta de resfriamento e ventilação líquida (LCVG) em contato com a pele do astronauta, da qual o calor é despejado no espaço através de um radiador externo no PLSS.

Requisitos adicionais para EVA incluem:

Como parte do controle de higiene astronáutica (ou seja, proteger os astronautas de temperaturas extremas, radiação, etc.), um traje espacial é essencial para atividades extraveiculares. O traje Apollo/Skylab A7L incluiu onze camadas no total: um forro interno, um LCVG, uma bexiga de pressão, uma camada de restrição, outro forro e uma vestimenta de micrometeoróide térmica composta por cinco camadas de isolamento aluminizado e uma camada externa de tecido ortopédico branco . Este traje espacial é capaz de proteger o astronauta de temperaturas que variam de -156°C (-249°F) a 121°C (250°F).

Durante a exploração da Lua ou de Marte, haverá o potencial de poeira lunar ou marciana ser retida no traje espacial. Quando o traje espacial for removido ao retornar à espaçonave, haverá a possibilidade de a poeira contaminar as superfícies e aumentar os riscos de inalação e exposição da pele. Higienistas astronáuticos estão testando materiais com tempos de retenção de poeira reduzidos e potencial para controlar os riscos de exposição à poeira durante a exploração planetária. Novas abordagens de entrada e saída, como suitports , também estão sendo exploradas.

Nos trajes espaciais da NASA , as comunicações são fornecidas por meio de um boné usado sobre a cabeça, que inclui fones de ouvido e um microfone. Devido à coloração da versão usada para Apollo e Skylab , que lembrava a coloração do personagem de quadrinhos Snoopy , esses bonés ficaram conhecidos como " bonés Snoopy ".

Pressão de operação

O astronauta Steven G. MacLean pré-respira antes de um EVA

Geralmente, para fornecer oxigênio suficiente para a respiração , um traje espacial usando oxigênio puro deve ter uma pressão de cerca de 32,4 kPa (240 Torr; 4,7 psi), igual à pressão parcial de oxigênio de 20,7 kPa (160 Torr; 3,0 psi) na Terra. atmosfera ao nível do mar, mais 5,3 kPa (40 Torr; 0,77 psi) CO
2
e 6,3  kPa (47  Torr ; 0,91  psi ) de pressão de vapor de água , ambos os quais devem ser subtraídos da pressão alveolar para obter a pressão parcial de oxigênio alveolar em atmosferas de 100% de oxigênio, pela equação do gás alveolar . Os dois últimos números somam 11,6 kPa (87 Torr; 1,7 psi), razão pela qual muitos trajes espaciais modernos não usam 20,7 kPa (160 Torr; 3,0 psi), mas 32,4 kPa (240 Torr; 4,7 psi) (este é um ligeira hipercorreção, uma vez que as pressões parciais alveolares ao nível do mar são ligeiramente inferiores às anteriores). Em trajes espaciais que usam 20,7 kPa, o astronauta obtém apenas 20,7 kPa - 11,6 kPa = 9,1 kPa (68 Torr; 1,3 psi) de oxigênio, que é aproximadamente a pressão parcial de oxigênio alveolar atingida a uma altitude de 1.860 m (6.100 pés) acima nível do mar. Isso é cerca de 42% da pressão parcial normal de oxigênio ao nível do mar, aproximadamente o mesmo que a pressão em um avião a jato comercial de passageiros , e é o limite inferior realista para pressurização segura de trajes espaciais comuns que permite uma capacidade razoável de trabalho.

Quando trajes espaciais abaixo de uma pressão operacional específica são usados ​​em naves pressurizadas à pressão atmosférica normal (como o ônibus espacial ), isso exige que os astronautas "pré-respirem" (ou seja, pré-respirem oxigênio puro por um período) antes de vestirem seus trajes espaciais. ternos e despressurização na câmara de ar. Este procedimento purga o corpo de nitrogênio dissolvido, de modo a evitar a doença descompressiva devido à rápida despressurização de uma atmosfera contendo nitrogênio.

Efeitos físicos da exposição espacial desprotegida

O corpo humano pode sobreviver brevemente ao vácuo do espaço desprotegido, apesar das representações contrárias em algumas ficção científica popular . A carne humana se expande para cerca de duas vezes seu tamanho em tais condições, dando o efeito visual de um fisiculturista em vez de um balão cheio demais. A consciência é mantida por até 15 segundos à medida que os efeitos da falta de oxigênio se instalam . Nenhum efeito de congelamento instantâneo ocorre porque todo o calor deve ser perdido por radiação térmica ou evaporação de líquidos, e o sangue não ferve porque permanece pressurizado dentro do corpo .

No espaço, existem muitos prótons subatômicos altamente energizados que irão expor o corpo à radiação extrema. Embora esses compostos sejam em quantidade mínima, sua alta energia pode interromper processos físicos e químicos essenciais no corpo, como alterar o DNA ou causar câncer. A exposição à radiação pode criar problemas por meio de dois métodos: as partículas podem reagir com a água no corpo humano para produzir radicais livres que quebram as moléculas de DNA, ou quebrando diretamente as moléculas de DNA.

A temperatura no espaço pode variar extremamente dependendo de onde o Sol está. As temperaturas da radiação solar podem atingir até 121 °C (250 °F) e descer até -233 °C (-387 °F). Por causa disso, os trajes espaciais devem fornecer isolamento e resfriamento adequados.

O vácuo no espaço cria pressão zero, fazendo com que os gases e processos no corpo se expandam. Para evitar que os processos químicos do corpo reajam de forma exagerada, é necessário desenvolver um traje que neutralize a pressão no espaço. O maior perigo é tentar prender a respiração antes da exposição, pois a descompressão explosiva subsequente pode danificar os pulmões. Esses efeitos foram confirmados através de vários acidentes (incluindo em condições de altitude muito alta, espaço sideral e câmaras de vácuo de treinamento ). A pele humana não precisa ser protegida do vácuo e é à prova de gás por si só. Em vez disso, ele só precisa ser comprimido mecanicamente para manter sua forma normal. Isso pode ser feito com um macacão elástico bem ajustado e um capacete para conter gases respiratórios , conhecido como traje de atividade espacial (SAS).

Conceitos de design

Um traje espacial deve permitir ao seu usuário movimentos naturais e desimpedidos. Quase todos os designs tentam manter um volume constante, independentemente dos movimentos que o usuário faça. Isso ocorre porque o trabalho mecânico é necessário para alterar o volume de um sistema de pressão constante. Se flexionar uma articulação reduz o volume do traje espacial, então o astronauta deve fazer um trabalho extra toda vez que dobrar essa articulação, e eles precisam manter uma força para manter a articulação dobrada. Mesmo que essa força seja muito pequena, pode ser muito cansativo lutar constantemente contra o próprio naipe. Também torna os movimentos delicados muito difíceis. O trabalho necessário para dobrar uma junta é ditado pela fórmula

onde V i e V f são respectivamente o volume inicial e final da junta, P é a pressão no traje e W é o trabalho resultante. Geralmente é verdade que todos os trajes são mais móveis em pressões mais baixas. No entanto, como uma pressão interna mínima é ditada pelos requisitos de suporte à vida, o único meio de reduzir ainda mais o trabalho é minimizar a mudança no volume.

Todos os designs de trajes espaciais tentam minimizar ou eliminar esse problema. A solução mais comum é formar o traje de várias camadas. A camada da bexiga é uma camada emborrachada e hermética muito parecida com um balão. A camada de retenção sai da bexiga e fornece uma forma específica para o traje. Como a camada da bexiga é maior do que a camada de retenção, a retenção suporta todas as tensões causadas pela pressão dentro do traje. Como a bexiga não está sob pressão, ela não "estourará" como um balão, mesmo se perfurada. A camada de retenção é moldada de tal forma que dobrar uma junta faz com que bolsas de tecido, chamadas "gores", se abram na parte externa da junta, enquanto dobras chamadas "convolutas" se dobram no interior da junta. Os gomos compensam o volume perdido no interior da junta e mantêm o traje em um volume quase constante. No entanto, uma vez que os gomos são totalmente abertos, a junta não pode ser dobrada mais sem uma quantidade considerável de trabalho.

Em alguns trajes espaciais russos, tiras de pano foram enroladas firmemente em torno dos braços e pernas do cosmonauta fora do traje espacial para impedir que o traje espacial inflasse quando no espaço.

A camada mais externa de um traje espacial, o Térmico Micrometeoróide Garment, fornece isolamento térmico, proteção contra micrometeoróides e proteção contra radiação solar prejudicial .

Existem quatro abordagens conceituais principais para se adequar ao design:

Traje espacial experimental de casca dura AX-5 da NASA (1988)

ternos macios

Os ternos macios geralmente são feitos principalmente de tecidos. Todos os trajes macios têm algumas partes duras; alguns até têm rolamentos de juntas duras. Atividade intra-veicular e os primeiros trajes de EVA eram trajes macios.

ternos de casca dura

Trajes de casca dura geralmente são feitos de metal ou materiais compostos e não usam tecido para as articulações. As articulações dos trajes rígidos usam rolamentos de esferas e segmentos de anel de cunha semelhantes a um cotovelo ajustável de um tubo de fogão para permitir uma ampla gama de movimentos com os braços e as pernas. As juntas mantêm um volume constante de ar internamente e não possuem força contrária. Portanto, o astronauta não precisa se esforçar para segurar o traje em qualquer posição. Trajes rígidos também podem operar em pressões mais altas, o que eliminaria a necessidade de um astronauta pré-respirar oxigênio para usar um traje espacial de 34 kPa (4,9 psi) antes de um EVA de uma cabine de nave espacial de 101 kPa (14,6 psi). As articulações podem ficar em uma posição restrita ou travada, exigindo que o astronauta manipule ou programe a articulação. O traje espacial experimental de casca dura AX-5 do Centro de Pesquisa Ames da NASA tinha uma classificação de flexibilidade de 95%. O usuário poderia se mover em 95% das posições que poderia sem o traje.

Trajes híbridos

Trajes híbridos têm partes de casca dura e partes de tecido. A Unidade de Mobilidade Extraveicular (EMU) da NASA usa um Hard Upper Torso (HUT) de fibra de vidro e membros de tecido. O I-Suit da ILC Dover substitui o HUT por um torso superior de tecido macio para economizar peso, restringindo o uso de componentes rígidos aos rolamentos das juntas, capacete, vedação da cintura e escotilha de entrada traseira. Praticamente todos os projetos de trajes espaciais funcionais incorporam componentes rígidos, particularmente em interfaces como a vedação da cintura, rolamentos e, no caso de trajes de entrada traseira, a escotilha traseira, onde alternativas totalmente macias não são viáveis.

Ternos justos

Roupas justas, também conhecidas como roupas de contrapressão mecânica ou roupas de atividade espacial, são um projeto proposto que usaria uma meia elástica pesada para comprimir o corpo. A cabeça está em um capacete pressurizado, mas o resto do corpo é pressurizado apenas pelo efeito elástico do traje. Isso atenua o problema do volume constante, reduz a possibilidade de despressurização do traje espacial e proporciona um traje muito leve. Quando não usadas, as roupas elásticas podem parecer roupas para uma criança pequena. Esses trajes podem ser muito difíceis de vestir e enfrentar problemas para fornecer uma pressão uniforme. A maioria das propostas usa a transpiração natural do corpo para se refrescar. O suor evapora facilmente no vácuo e pode dessublimar ou depositar em objetos próximos: ótica, sensores, visor do astronauta e outras superfícies. A película gelada e os resíduos de suor podem contaminar superfícies sensíveis e afetar o desempenho óptico.

Tecnologias contribuintes

Tecnologias anteriores relacionadas incluem a máscara de gás usada na Segunda Guerra Mundial , a máscara de oxigênio usada por pilotos de bombardeiros de alta altitude na Segunda Guerra Mundial, o traje de alta altitude ou vácuo exigido pelos pilotos do Lockheed U-2 e SR-71 Blackbird , o traje de mergulho , rebreather , equipamento de mergulho e muitos outros.

Muitos projetos de trajes espaciais são retirados dos trajes da Força Aérea dos EUA, que são projetados para trabalhar em "pressão de aeronaves de alta altitude", como o traje Mercury IVA ou o Gemini G4C, ou os Advanced Crew Escape Suits .

Tecnologia de luvas

O Mercury IVA , o primeiro design de traje espacial dos EUA, incluía luzes nas pontas das luvas para fornecer auxílio visual. À medida que crescia a necessidade de atividade extraveicular, trajes como o Apollo A7L incluíam luvas feitas de um tecido de metal chamado Chromel-r para evitar perfurações. A fim de manter uma melhor sensação de toque para os astronautas, as pontas dos dedos das luvas foram feitas de silicone. Com o programa de ônibus espaciais, tornou-se necessário poder operar os módulos da espaçonave, de modo que os trajes ACES apresentavam garras nas luvas. As luvas EMU, que são usadas para caminhadas espaciais, são aquecidas para manter as mãos do astronauta aquecidas. As luvas Phase VI, destinadas ao uso com o traje Mark III , são as primeiras luvas a serem projetadas com "tecnologia de digitalização a laser, modelagem computacional 3D, litografia estéreo, tecnologia de corte a laser e usinagem CNC". Isso permite uma produção mais barata e precisa, bem como maior detalhe na mobilidade e flexibilidade das articulações.

Tecnologia de suporte à vida

Antes das missões Apollo , o suporte de vida em trajes espaciais era conectado à cápsula espacial por meio de um dispositivo semelhante a um cordão umbilical. No entanto, com as missões Apollo, o suporte de vida foi configurado em uma cápsula removível chamada Sistema Portátil de Suporte à Vida que permitia ao astronauta explorar a Lua sem precisar estar conectado à nave espacial. O traje espacial EMU, usado para caminhadas espaciais, permite que o astronauta controle manualmente o ambiente interno do traje. O traje Mark III tem uma mochila cheia de cerca de 12 quilos de ar líquido, além de pressurização e troca de calor.

Tecnologia de capacete

O desenvolvimento do capacete de cúpula esferoidal foi fundamental para equilibrar a necessidade de campo de visão, compensação de pressão e baixo peso. Um inconveniente com alguns trajes espaciais é a cabeça ser fixada voltada para a frente e ser incapaz de se virar para olhar de lado. Os astronautas chamam esse efeito de "cabeça de jacaré".

Fatos de alta altitude

Protótipo de traje pressurizado projetado pelo engenheiro militar Emilio Herrera para um voo de balão estratosférico. c.1935
  • Evgeniy Chertovsky criou seu traje de alta pressão ou " skafandr " de alta altitude ( скафандр ) em 1931. (скафандр também significa " aparelho de mergulho ").
  • Emilio Herrera projetou e construiu um " traje espacial estratonáutico " de pressão total em 1935, que deveria ser usado durante um voo estratosférico de balão aberto programado para o início de 1936.
  • Wiley Post experimentou vários trajes de pressão para voos recordes.
  • Russell Colley criou os trajes espaciais usados ​​pelos astronautas do Projeto Mercury, incluindo Alan Shepard para seu passeio como o primeiro homem da América no espaço em 5 de maio de 1961.

Lista de modelos de trajes espaciais

Modelos de terno soviético e russo

  • Série SK (CK)  – o traje espacial usado para o programa Vostok (1961–1963). Usado por Yuri Gagarin no primeiro voo espacial tripulado.
  • Nenhum traje de pressão foi usado a bordo do Voskhod 1 .
  • Berkut ( Беркут que significa " águia dourada ")  - o traje espacial era um SK-1 modificado usado pela tripulação do Voskhod 2 que incluiu Alexei Leonov na primeira caminhada espacial durante (1965).
  • De Soyuz 1 a Soyuz 11 (1967-1971) nenhum traje de pressão foi usado durante o lançamento e a reentrada .
  • Yastreb ( Ястреб que significa " falcão ")  - traje espacial de atividade extraveicular usado durante uma troca de tripulação entre a Soyuz 4 e a Soyuz 5 (1969).
  • Krechet-94 ( Кречет que significa " gyrfalcon ")  - projetado para o pouso lunar tripulado soviético cancelado.
  • Strizh ( Стриж significa " rápido (pássaro) ")  - desenvolvido para pilotos de orbitadores da classe Buran .
  • Sokol ( Сокол que significa " falcão ")  - trajes usados ​​pelos membros da tripulação da Soyuz durante o lançamento e a reentrada. Eles foram usados ​​pela primeira vez na Soyuz 12 . Eles têm sido usados ​​desde 1973 até o presente.
  • Orlan ( Орлан que significa " águia marinha " ou " águia careca ")  - trajes para atividade extraveicular, originalmente desenvolvidos para o programa lunar soviético como um traje EVA de órbita lunar. É o atual traje de EVA da Rússia. Usado de 1977 até o presente.

modelos de terno dos Estados Unidos

Traje da SpaceX ("traje do Starman")

Em fevereiro de 2015, a SpaceX começou a desenvolver um traje espacial para os astronautas usarem dentro da cápsula espacial Dragon 2 . Sua aparência foi projetada em conjunto por Jose Fernandez - um figurinista de Hollywood conhecido por seus trabalhos para filmes de super- heróis e ficção científica - e o fundador e CEO da SpaceX, Elon Musk . As primeiras imagens do traje foram reveladas em setembro de 2017. Um manequim, chamado "Starman" (em homenagem à música de mesmo nome de David Bowie ), usava o traje espacial SpaceX durante o lançamento inaugural do Falcon Heavy em fevereiro de 2018. Para neste lançamento da exposição, o traje não era pressurizado e não carregava sensores.

O traje, adequado para vácuo, oferece proteção contra a despressurização da cabine por meio de uma única corda na coxa do astronauta que alimenta conexões de ar e eletrônicas. Os capacetes, que são impressos em 3D, contêm microfones e alto-falantes. Como os trajes precisam da conexão de amarração e não oferecem proteção contra radiação, não são utilizados para atividades extraveiculares.

Em 2018, os astronautas da tripulação comercial da NASA Bob Behnken e Doug Hurley testaram o traje espacial dentro da espaçonave Dragon 2 para se familiarizar com o traje. Eles o usaram no voo Crew Dragon Demo-2 lançado em 30 de maio de 2020. O traje é usado por astronautas envolvidos em missões do Programa de Tripulação Comercial envolvendo a SpaceX.

modelos de ternos chineses

  • Traje espacial Shuguang : Traje espacial EVA de primeira geração desenvolvido pela China para o programa espacial tripulado do Projeto 714 cancelado em 1967. Tem uma massa de cerca de 10 quilogramas (20 lb), tem uma cor laranja e é feito de tecido de poliéster multicamadas de alta resistência. O astronauta poderia usá-lo dentro da cabine e realizar um EVA também.
  • ' Traje espacial do projeto 863 : projeto cancelado do traje espacial chinês EVA de segunda geração.
  • Traje espacial Shenzhou IVA (神舟): O traje foi usado pela primeira vez por Yang Liwei em Shenzhou 5 , o primeiro vôo espacial chinês tripulado . terno russo real. As fotos mostram que os trajes de Shenzhou 6 diferem em detalhes do traje anterior; eles também são relatados como mais leves.
  • Haiying (海鹰号航天服) Traje espacial de EVA: O traje de EVA russo Orlan-M importado é chamado Haiying . Usado em Shenzhou 7 .
  • Feitian (飞天号航天服) Traje espacial de EVA: Traje espacial de EVA de nova geração desenvolvido na China também usado para a missão Shenzhou 7. O traje foi projetado para uma missão de caminhada espacial de até sete horas. Os astronautas chineses estão treinando nos trajes espaciais fora da cápsula desde julho de 2007, e os movimentos são seriamente restritos nos trajes, com uma massa de mais de 110 kg (240 lb) cada.

Tecnologias emergentes

Diversas empresas e universidades estão desenvolvendo tecnologias e protótipos que representam melhorias em relação aos trajes espaciais atuais.

Fabricação aditiva

A impressão 3D (fabricação aditiva) pode ser usada para reduzir a massa de trajes espaciais rígidos, mantendo a alta mobilidade que eles fornecem. Este método de fabricação também permite o potencial de fabricação e reparo in-situ de trajes, uma capacidade que não está disponível atualmente, mas provavelmente será necessária para a exploração marciana. A Universidade de Maryland iniciou o desenvolvimento de um protótipo de traje rígido impresso em 3D em 2016, com base na cinemática do AX-5 . O segmento de braço protótipo foi projetado para ser avaliado no porta-luvas do Laboratório de Sistemas Espaciais para comparar a mobilidade com os trajes macios tradicionais. A pesquisa inicial se concentrou na viabilidade de imprimir elementos de trajes rígidos, pistas de rolamentos, rolamentos de esferas, vedações e superfícies de vedação.

Desafio da luva de astronauta

Existem certas dificuldades em projetar uma luva de traje espacial hábil e existem limitações para os projetos atuais. Por esta razão, o Centennial Astronaut Glove Challenge foi criado para construir uma luva melhor. Competições foram realizadas em 2007 e 2009, e outra está planejada. O concurso de 2009 exigia que a luva fosse coberta com uma camada de micrometeoritos.

Aouda.X

Aouda.X

Desde 2009, o Fórum Espacial Austríaco vem desenvolvendo o "Aouda.X", um traje espacial analógico de Marte experimental com foco em uma interface homem-máquina avançada e rede de computação a bordo para aumentar a consciência situacional . O traje foi projetado para estudar vetores de contaminação em ambientes análogos de exploração planetária e criar limitações dependendo do regime de pressão escolhido para uma simulação.

Desde 2012, para a missão analógica Mars2013 do Fórum Espacial Austríaco para Erfoud , Marrocos , o traje espacial analógico Aouda.X tem uma irmã na forma de Aouda.S. Este é um traje um pouco menos sofisticado destinado principalmente a auxiliar as operações do Aouda.X e ser capaz de estudar as interações entre dois astronautas (análogos) em trajes semelhantes.

Os trajes espaciais Aouda.X e Aouda.S receberam o nome da princesa fictícia do romance de Júlio Verne de 1873 A Volta ao Mundo em Oitenta Dias . Um modelo de exibição pública de Aouda.X (chamado Aouda.D) está atualmente em exibição na Caverna de Gelo Dachstein em Obertraun , Áustria , após os experimentos feitos lá em 2012.

Traje Biológico

Bio-Suit é um traje de atividade espacial em desenvolvimento no Instituto de Tecnologia de Massachusetts , que em 2006 consistia em vários protótipos da perna. Bio-suit é personalizado para cada usuário, usando a varredura do corpo a laser.

Sistema de traje espacial Constellation

Em 2 de agosto de 2006, a NASA indicou planos para emitir uma Solicitação de Proposta (RFP) para o projeto, desenvolvimento, certificação, produção e engenharia de sustentação do Traje Espacial Constellation para atender às necessidades do Programa Constellation . A NASA previu um único traje capaz de suportar: capacidade de sobrevivência durante o lançamento, entrada e aborto; EVA de gravidade zero ; superfície lunar EVA; e superfície de Marte EVA.

Em 11 de junho de 2008, a NASA concedeu um contrato de US$ 745 milhões à Oceaneering International para criar o novo traje espacial.

Traje Espacial Final Frontier Design IVA

Traje Espacial Final Frontier Design IVA

A Final Frontier Design (FFD) está desenvolvendo um traje espacial comercial completo IVA, com seu primeiro traje concluído em 2010. Os trajes da FFD são planejados como trajes espaciais comerciais leves, altamente móveis e baratos. Desde 2011, a FFD atualizou os designs, hardware, processos e recursos do traje IVA. A FFD construiu um total de 7 conjuntos de trajes espaciais IVA (2016) para várias instituições e clientes desde a fundação, e realizou testes humanos de alta fidelidade em simuladores, aeronaves, microgravidade e câmaras hipobáricas. A FFD tem um Acordo de Ato Espacial com o Escritório de Capacidades Espaciais Comerciais da NASA para desenvolver e executar um Plano de Classificação Humana para o traje FFD IVA. A FFD categoriza seus trajes IVA de acordo com sua missão: Terra para testes baseados na Terra, Stratos para voos de alta altitude e Exos para voos espaciais orbitais. Cada categoria de traje possui requisitos diferentes para controles de fabricação, validações e materiais, mas são de arquitetura semelhante.

I-suit

O I-Suit é um protótipo de traje espacial também construído pela ILC Dover, que incorpora várias melhorias de design em relação à EMU, incluindo um torso superior macio com economia de peso. Tanto o Mark III quanto o I-Suit participaram dos testes de campo anuais da NASA em Desert Research and Technology Studies (D-RATS), durante os quais os ocupantes do traje interagem uns com os outros e com rovers e outros equipamentos.

Marco III

O Mark III é um protótipo da NASA, construído pela ILC Dover, que incorpora uma seção rígida inferior do tronco e uma mistura de componentes macios e rígidos. O Mark III é marcadamente mais móvel do que os trajes anteriores, apesar de sua alta pressão operacional (57 kPa ou 8,3 psi), o que o torna um traje de "pré-respiração zero", o que significa que os astronautas seriam capazes de fazer a transição diretamente de uma atmosfera, ambiente de estação espacial de gases mistos, como o da Estação Espacial Internacional, ao traje, sem risco de doença descompressiva, que pode ocorrer com despressurização rápida de uma atmosfera contendo nitrogênio ou outro gás inerte.

MX-2

O MX-2 é um análogo de traje espacial construído no Laboratório de Sistemas Espaciais da Universidade de Maryland . O MX-2 é usado para testes de flutuabilidade neutra tripulados no Centro de Pesquisa de Flutuabilidade Neutra do Space Systems Lab. Ao aproximar o envelope de trabalho de um traje de EVA real, sem atender aos requisitos de um traje de voo, o MX-2 fornece uma plataforma barata para pesquisa de EVA, em comparação com o uso de trajes de EMU em instalações como o Neutral Buoyancy Laboratory da NASA .

O MX-2 tem uma pressão operacional de 2,5–4 psi. É um traje de entrada traseira, com uma HUT de fibra de vidro . Ar, água de resfriamento de LCVG e energia são sistemas de circuito aberto, fornecidos por meio de um umbilical . O traje contém um computador Mac Mini para capturar dados do sensor, como pressão do traje, temperaturas do ar de entrada e saída e frequência cardíaca. Elementos de traje redimensionáveis ​​e lastro ajustável permitem que o traje acomode sujeitos com altura de 170 a 190 cm (68 a 75 polegadas) e com uma faixa de peso de 54 kg (120 lb).

terno de Dakota do Norte

A partir de maio de 2006, cinco faculdades de Dakota do Norte colaboraram em um novo protótipo de traje espacial, financiado por uma doação de US$ 100.000 da NASA, para demonstrar tecnologias que poderiam ser incorporadas a um traje planetário. O traje foi testado no ermo do Parque Nacional Theodore Roosevelt, no oeste de Dakota do Norte. O traje tem uma massa de 47 libras (21 kg) sem uma mochila de suporte de vida e custa apenas uma fração do custo padrão de US $ 12.000.000 para um traje espacial da NASA com classificação de voo. O traje foi desenvolvido em pouco mais de um ano por estudantes da Universidade de Dakota do Norte , do Estado de Dakota do Norte, do Estado de Dickinson , do Colégio Estadual de Ciências e do Colégio Comunitário Turtle Mountain . A mobilidade do traje da Dakota do Norte pode ser atribuída à sua baixa pressão operacional; enquanto o traje da Dakota do Norte foi testado em campo a uma pressão de 1 psi (6,9 kPa; 52 Torr) diferencial, o traje EMU da NASA opera a uma pressão de 4,7 psi (32 kPa; 240 Torr), uma pressão projetada para fornecer aproximadamente o nível do mar pressão parcial de oxigênio para respiração (ver discussão acima ).

PXS

O Prototype eXploration Suit (PXS) da NASA, como a série Z, é um traje de entrada traseira compatível com suitports. O traje tem componentes que podem ser impressos em 3D durante as missões com uma variedade de especificações, para atender a diferentes indivíduos ou mudar os requisitos de mobilidade.

Suitports

Um suitport é uma alternativa teórica para uma câmara de ar , projetada para uso em ambientes perigosos e em voos espaciais humanos , especialmente na exploração da superfície planetária . Em um sistema de porta-malas, um traje espacial de entrada traseira é anexado e selado contra o lado de fora de uma espaçonave, de modo que um astronauta possa entrar e selar o traje e depois ir para o EVA, sem a necessidade de uma câmara de ar ou despressurização da cabine da espaçonave. . Suitports exigem menos massa e volume do que as câmaras de ar, fornecem mitigação de poeira e evitam a contaminação cruzada dos ambientes interno e externo. As patentes para projetos de ternos foram registradas em 1996 por Philip Culbertson Jr. do Centro de Pesquisa Ames da NASA e em 2003 por Joerg Boettcher, Stephen Ransom e Frank Steinsiek.

Série Z

Terno Série Z-1

Em 2012, a NASA introduziu o traje espacial Z-1, o primeiro da série Z de protótipos de trajes espaciais projetados pela NASA especificamente para atividades extraveiculares planetárias. O traje espacial Z-1 inclui ênfase na mobilidade e proteção para missões espaciais. Ele apresenta um torso macio versus os torsos duros vistos em trajes espaciais anteriores da NASA EVA, o que fornece massa reduzida. Foi rotulado como o "traje Buzz Lightyear" devido às suas listras verdes para um design.

Em 2014, a NASA lançou o design do protótipo Z-2, o próximo modelo da série Z. A NASA realizou uma pesquisa pedindo ao público para decidir sobre um projeto para o traje espacial Z-2. Os designs, criados por estudantes de moda da Universidade de Filadélfia, eram "Tecnologia", "Tendências na Sociedade" e "Biomimética". O design "Tecnologia" venceu, e o protótipo é construído com tecnologias como a impressão 3D . O traje Z-2 também será diferente do traje Z-1, pois o torso reverte para a casca dura, como visto no traje EMU da NASA.

Em ficção

A primeira ficção espacial ignorou os problemas de viajar no vácuo e lançou seus heróis pelo espaço sem nenhuma proteção especial. No final do século 19, no entanto, surgiu uma marca mais realista de ficção espacial, na qual os autores tentaram descrever ou retratar os trajes espaciais usados ​​por seus personagens. Esses trajes fictícios variam em aparência e tecnologia, e variam do altamente autêntico ao totalmente improvável.

Um relato ficcional muito antigo de trajes espaciais pode ser visto no romance de Garrett P. Serviss , Edison's Conquest of Mars (1898). Séries de quadrinhos posteriores, como Buck Rogers (1930) e Dan Dare (1950), também apresentaram suas próprias versões do design de trajes espaciais. Autores de ficção científica como Robert A. Heinlein contribuíram para o desenvolvimento de conceitos fictícios de trajes espaciais.

Veja também

Ursos de pelúcia levantados a 30.085 metros (98.704 pés) acima do nível do mar em um balão de hélio em um experimento de materiais do CU Spaceflight e do clube de ciências SPARKS. Cada um dos ursos usava um traje espacial diferente projetado por crianças de 11 a 13 anos da SPARKS.

Referências

Bibliografia

links externos