05 noviembre 2015

10 cosas que quizás no sabías sobre los paseos espaciales

Los paseos espaciales son una de las actividades más peligrosas y complejas que puede realizar un astronauta. Mientras que dentro de la nave espacial un ser humano está relativamente a salvo de las temperaturas extremas y el vacío del espacio exterior, durante un paseo espacial sólo una cubierta de unos pocos milímetros de espesor supone la diferencia entre la vida y la muerte. Los paseos espaciales reciben el nombre técnico de “actividad extravehicular”, EVA (Extra-Vehicular Activity) en inglés o VKD (ВнеКорабельная Деятельность) en ruso.
Una EVA es la actividad más arriesgada para un astronauta (NASA).
Durante la misión STS-133 Discovery, el astronauta Al Drew se ha convertido en el 200º ser humano que realiza una EVA, una magnífica ocasión para repasar algunos de las curiosidades relacionadas con los paseos espaciales:
1. No nos podemos poner el traje y salir al exterior sobre la marcha:
Estamos acostumbrados a ver cómo en la mayoría de películas de ciencia ficción, los protagonistas se ponen sus trajes espaciales y salen al vacío sin más problemas. En realidad, esto no suele ser posible y la causa tiene que ver con la presión. A nivel del mar estamos sometidos a una presión atmosférica media de unos 101300 pascales (Pa), ó 1 atmósfera (atm), mientras que en el vacío esta presión es obviamente nula. No nos solemos dar cuenta de la existencia esta aplastante presión al estar inmersos en ese gigantesco océano de aire que es la atmósfera terrestre, pero si la presión disminuye drásticamente los efectos sobre nuestro organismo pueden ser fatales. Por supuesto, es posible que la presión baje dentro de unos márgenes sin que nos pase nada, ya que en caso contrario nos resultaría imposible subir por encima del nivel del mar. Por suerte para nosotros, el oxígeno sólo constituye el 20% del volumen del aire, así que podemos reducir la presión total siempre y cuando -aquí está el truco- la presión parcial del oxígeno no descienda por debajo de los 21000 Pa (0,2 atm).
No, no es tan fácil como parece (NASA).
¿Y qué tiene que ver todo este asunto con los trajes espaciales? Pues muy sencillo. Si intentásemos salir al espacio exterior con un traje cuya presión interna fuese de 1 atm (100 kPa), nos resultaría imposible movernos. En el vacío la escafandra se convertiría en un globo rígido totalmente inútil. Por este motivo, todos los trajes espaciales operan a presiones inferiores a 100 kPa. La clave consiste en utilizar una atmósfera compuesta por oxígeno puro, lo que nos permite reducir la presión interna hasta un mínimo de 21 kPa, permitiendo una mayor movilidad. El problema es que dentro de los vehículos espaciales modernos (ISS, transbordador y Soyuz) la atmósfera es similar a la que encontramos a nivel del mar, así que bajar la presión hasta alcanzar los 21 kPa podría producir en el astronauta una embolia mortal al formarse burbujas de nitrógeno en la sangre. Se trata del mismo peligro al que se enfrentan los submarinistas, aunque aquí la diferencia estriba en que el riesgo de sufrir una lesión se produce antes de la actividad y no al final de la misma.
La estructura interna de un traje A7L del Apolo revela el complejo entramado destinado a mantener la forma del traje y evitar que se deforme como un globo (NASA).
Limites en la movilidad de un EMU (NASA).
Para evitar este inconveniente, los astronautas deben respirar oxígeno puro antes de realizar una EVA con el fin de purgar el nitrógeno de su sangre. Además, por motivos de seguridad, los trajes espaciales operan a una presión por encima del límite de los 21 kPa, 30 kPa en el caso de los trajes EMU (Extravehicular Mobility Unit) norteamericanos y 40 kPa para los Orlán rusos. Si deciden usar un EMU, los astronautas de la ISS necesitan respirar oxígeno puro durante cuatro horas antes de salir al exterior de la estación. Antiguamente, en las EVAs realizadas desde el transbordador se bajaba primero la presión del interior de toda la cabina del shuttle hasta los 70 kPa durante las 24 horas previas a la EVA, lo que permitía reducir a 45 minutos el periodo de respiración de oxígeno puro. Los trajes Orlán rusos, a 40 kPa, son considerablemente más rígidos e incómodos que los EMU norteamericanos, pero a cambio el cosmonauta sólo necesita respirar oxígeno puro durante media hora, lo que los hace muy útiles en caso de actividades extravehiculares de emergencia. Además, las probabilidades de sufrir algún trastorno por descompresión en un Orlán son prácticamente cero. Pero salir fuera de un vehículo espacial no siempre ha sido tan complicado. Durante las misiones Gémini y Apolo, la atmósfera interna de las naves estaba compuesta por oxígeno puro a 35,5 kPa, lo que permitía salir al exterior sin prácticamente preparación alguna. Para los astronautas del Apolo, salir al exterior era algo mucho más sencillo.
Límites en la concentración de oxígeno y sus efectos en el organismo (NASA).
2. Resulta casi imposible silbar en el interior de un traje espacial:
O al menos es muy complicado. Como lo oyen. Pero no porque esté prohibido, sino por culpa, una vez más, de la baja la presión interna del traje. Los cosmonautas rusos pueden silbar dentro de un Orlán sin excesivo esfuerzo, pero la tarea resulta mucho más complicada si empleamos un EMU estadounidense. En el caso de los trajes A7L del Apolo, que funcionaban a 25,5 kPa, esta acción se convertía directamente en imposible. Así pues, nadie silbó mientras caminaba sobre la Luna.
Partes de un traje A7LB del Apolo (NASA).
3. Se te pueden caer las uñas:
La presión -otra vez- es la culpable de este fenómeno. Por mucho que reduzcamos la presión, un traje espacial continúa siendo un globo en el vacío. Cuando un astronauta intenta agarrar algo con su guante debe contrarrestar la presión interna con la mano. Las uñas son la parte más delicada, ya que el continuo roce con el guante puede provocar lesiones graves. Puesto que las actividades extravehiculares son normalmente muy largas -unas seis o siete horas-, el desprendimiento de uñas no ha sido un suceso poco frecuente a lo largo de la historia de la carrera espacial. Los astronautas de las tres últimas misiones Apolo sufrieron este problema reiteradamente.
Dave Scott, comandante del Apolo 15, nos enseña las heridas de sus uñas justo después de su viaje a la Luna (NASA).
Capas de un guante de un traje EMU (NASA).
4. Se puede comer y beber en el interior de una escafandra:
A primera vista, la perspectiva de pasar siete horas dentro de un traje sin poder rascarse siquiera la nariz no es muy atractiva. Menos aún si pensamos que no podemos beber ni comer nada. Por suerte, esto no es así. Dentro de cada traje de EVA hay un pequeño depósito con agua -o bebidas isotónicas- para que el astronauta pueda saciar su sed y reponer las sales minerales perdidas con el sudor. Esta bolsa recibe el nombre de Disposable In-Suit Drink Bag (DIDB) en los trajes norteamericanos. Igualmente, existe la opción de colocar una pequeña barrita energética dentro del casco para recuperar fuerzas. No es un tema de poca importancia, ya que durante los entrenamientos en tierra de la misión Apolo 15, James Irwin sufrió varios episodios de fuerte deshidratación, episodios que posiblemente fueron los causantes del infarto que le ocasionaría la muerte varios años después.
Bolsa con agua para el traje EMU norteamericano (NASA).
5. Es posible “ir al baño” durante el paseo espacial:
Por suerte, los astronautas no tienen que esperar seis horas para aliviar su vejiga. El traje incorpora un sistema de gestión de desechos (denominado Body Waste Management System en la jerga de la NASA) consistente en un recolector de orina (Urine Collection Device, UCD) y otro de heces. El UCD es básicamente un condón conectado a una bolsa mediante un tubo flexible, mientras que el “sistema recolector de heces” -o Maximum Absorbency Garment (MAG)- no es más que un bonito eufemismo para un pañal de adultos. Las astronautas féminas no disponen de un sistema para recolectar la orina, sólo de pañales. Como curiosidad, ninguno de los doce astronautas del Apolo que pisaron la Luna defecaron en sus trajes, posiblemente para evitar el mal olor dentro de la pequeña cabina del Módulo Lunar.
El UCD (Urine Collection Device) del EMU (NASA).
MAG (Maximum Absorbency Garment), los pañales del traje espacial (NASA).
6. El astronauta debe estar refrigerado por agua:
En las películas, los astronautas se ponen sus escafandras como quien se viste para el trabajo y ya está. Pues no, no es tan simple. En el espacio un traje está sometido a temperaturas extremas que van desde los 140º C que se pueden alcanzar bajo la luz solar hasta los -200º C a la sombra (o noche). Para aislar al astronauta, los trajes incluyen más de once capas de distintos materiales. Por suerte, el vacío es el mejor aislante que existe, así que en la práctica el único problema consiste en cómo disipar el calor corporal generado por el cuerpo humano. En ausencia de regulación térmica, el traje alcanzaría una temperatura interna de equilibrio similar a la temperatura corporal, es decir, unos 37º C. Para evitarlo, el astronauta debe llevar puesto un traje interno dotado de multitud de tubitos (Liquid Cooling and Ventilation Garment, LCVG) por los que corre agua. Una bomba hace que el agua se mueva a través del traje y de los sistemas electrónicos, refrigerando todo el conjunto. El calor recogido se emplea para evaporar (sublimar) una pequeña cantidad de agua que escapa al exterior del traje, permitiendo reducir la temperatura del líquido de los tubos hasta un mínimo de 4º C.
Traje con los tubos de refrigeración del Orlán ruso (Novosti Kosmonavtiki).
El cosmonauta Oleg Skrípochka con el traje azul dotado de tubos de refrigeración (Roskosmos).
El sistema de refrigeración del A7L del Apolo (NASA).
Distintas capas de un traje A7L del Apolo (NASA).
Sistema de circulación de oxígeno y agua del A7L (NASA).
7. No todos los trajes espaciales están preparados para salir al exterior:
En esto de los trajes espaciales hay categorías. Existen trajes de presión que sólo pueden usarse dentro de la nave espacial. Menuda gracia, puede pensar más de uno: ¿para qué queremos un traje espacial si no es para salir al espacio? Pues como sistema de emergencia en caso de que la nave se despresurice. Reciben el nombre de trajes IVA (Intra-Vehicular Activity) y se usan durante las maniobras más delicadas de la misión. El ACES del transbordador y el Sokol-KV2 de la Soyuz son ejemplos de trajes IVA. En ocasiones, los trajes IVA se recubren de una tela de color naranja para facilitar las posibles tareas de rescate (como en el caso del ACES y del Sokol SK-1). Por contra, los trajes EVA sólo pueden ser de colores claros para evitar que se alcancen altas temperaturas cuando son expuestos a la luz solar. Existe una tercera categoría, los trajes IEVA, que -como su nombre indica- pueden usarse tanto dentro de la nave (IVA) como fuera (EVA). Los trajes de las misiones Gémini (salvo la Gémini 7), Apolo y Skylab eran del tipo IEVA.
Trajes de IVA (arriba, el Skol SK-1 de la Vostok y el Sokol KV2 de la Soyuz) y de EVA (abajo, el A7L del Apolo y el Orlán ruso).
Traje ACES del shuttle, un traje IVA (NASA).
La tripulación suplente de la Soyuz TMA-15 con sus trajes IVA Sokol KV2 (Roskosmos).
8. Los trajes espaciales rusos y norteamericanos son distintos:
Además de las distintas presiones operativas que ya hemos comentado -30 kPa para los EMU de la NASA y 40 kPa para los Orlán rusos-, existen otras diferencias en el diseño de las escafandras de ambos países. Los trajes Orlán son realmente pequeñas naves en miniatura. Más que ponerse el traje, el cosmonauta sube a bordo del mismo a través de una “escotilla” en la parte trasera. Los Orlán son trajes rígidos, con la excepción de las extremidades, y están hechos de una pieza. Sólo los guantes están personalizados y se pueden separar del conjunto. Sin embargo, el EMU norteamericano está formado por varias partes: casco, torso, segmento inferior, guantes y mochila de soporte vital (PLSS). El traje EMU es más cómodo de usar, pero mucho más complicado de mantener y requiere la asistencia de uno o dos miembros de la tripulación para ponérselo correctamente. El Orlán, en cambio, puede ser utilizado por un sólo cosmonauta sin asistencia alguna si es necesario. Por otro lado, vale la pena mencionar que China es el único país aparte de EEUU y Rusia que ha realizado una EVA por sus propios medios, aunque en este caso el traje empleado era una variante del Orlán ruso.
Traje Olán ruso (izquierda) y EMU (derecha) (NASA).
Al Orlán ruso se accede por una “escotilla” situada en la parte trasera (en la imagen superior vemos un traje Krechet, antecesor del Orlán) (NASA/Novosti Kosmonavtiki).
Partes del soporte vital del Orlán.
La mochila PLSS (Portable Life Support System) del Apolo (NASA).
Traje EMU de la NASA (NASA).
Partes del segmento inferior del EMU (NASA).
9. No hace falta mantener el visor bajado todo el rato:
En algunas obras de ficción, los astronautas deben mantener su visor frontal bajado para no quedar cegados por la luz solar. Por ejemplo, en una escena de la película Deep Impact uno de los astronautas resulta herido de gravedad cuando no puede bajar el visor a tiempo para protegerse del Sol. En realidad, los visores protegen los ojos de los efectos nocivos de la luz ultravioleta, sí, pero no es extraño que un astronauta lo suba, aunque ciertamente no es recomendable hacerlo durante mucho tiempo.
Aunque la luz solar baña su rostro, este astronauta no sufre quemaduras por tener el visor levantado (NASA).
El astronauta Jack Schmitt del Apolo 17 deja ver su rostro en la superficie lunar (NASA).
Así, sí (NASA).
10. (Casi) siempre en pareja:.
Las actividades extravehiculares siempre se han realizado en solitario o, la mayor parte de las veces, en pareja. Con una sola excepción: en mayo de 1992 la tripulación de la primera misión del Endeavour (STS-49) llevó a cabo la que hasta la fecha es la única EVA de tres personas para rescatar el satélite Intelsat VI. Normalmente esta limitación tiene que ver con el número de trajes EVA disponibles y el tamaño de la esclusa para salir al vacío
La primera y única EVA triple de la historia tuvo lugar en mayo de 1992 (NASA).
Como vemos, los paseos espaciales son más complicados de lo que pudieran parecer a primera vista. Pero, por eso mismo, son una excelente muestra del ingenio del ser humano para superar las mayores adversidades.
Tomado de: http://danielmarin.naukas.com/2011/03/02/10-cosas-que-quizas-no-sabias-sobre-los-paseos-espaciales/