Le attuali tute spaziali non lo taglieranno sulla luna. Quindi la NASA ne ha creati di nuovi.

La parte superiore del busto del design xEMU della NASA. Nasa

Una tuta spaziale è più simile a un'astronave in miniatura che indossi intorno al tuo corpo che a un capo di abbigliamento. È pressurizzato, è decorato con sistemi di supporto vitale ed è probabile che sembrerà piuttosto interessante. Ma se la tuta fallisce, sei un brindisi.

Nessuno è mai morto a causa di una tuta spaziale difettosa, ma ciò non significa che i modelli attuali siano perfetti. Che sia per il lancio nello spazio o il rientro sulla Terra, o per un'attività extraveicolare (EVA, colloquialmente nota come passeggiata nello spazio), gli astronauti non sono mai stati completamente soddisfatti dell'equipaggiamento che sono costretti a indossare per le missioni.

Fortunatamente, tuttavia, la raffica di nuove attività nello spazio ha significato che stiamo assistendo a una maggiore innovazione nel design e nelle prestazioni delle tute spaziali che mai. Anche le tute stanno meglio. L'emergere di nuovi veicoli privati ​​come il Crew Dragon di SpaceX e lo Starliner di Boeing significa che gli astronauti della NASA diretti alla Stazione Spaziale Internazionale indosseranno nuove tute spaziali estremamente eleganti e chic. Al posto della larga Advanced Crew Escape Suit arancione (affettuosamente soprannominata la 'tuta di zucca) che gli equipaggi dello space shuttle indossavano quando si lanciavano in orbita, SpaceX e Boeing hanno progettato qualcosa che è molto più aderente e metà della massa. Doug Hurley e Bob Behnken, gli astronauti che salì sulla Crew Dragon alla ISS a maggio , osservato che erano estremamente comodi e facili da salire e scendere. Le tute indossate durante il decollo e il rientro sono progettate per proteggere gli astronauti dal fuoco e si collegano ai cordoni ombelicali dei sedili che trasportano ossigeno e aria fresca nel caso in cui la cabina si depressurizza per qualche motivo.

Il lavoro più interessante, tuttavia, ha a che fare con la tuta spaziale di nuova generazione della NASA per gli astronauti diretti sulla luna: l'unità di mobilità extraveicolare eXploration, o xEMU. Apparentemente è il successore delle tute spaziali indossate da Neil Armstrong, Buzz Aldrin e altri astronauti dell'Apollo quando misero piede sulla superficie lunare mezzo secolo fa. Ma incorpora anche ciò che abbiamo appreso attraverso le EMU utilizzate in orbita durante lo space shuttle e l'era dell'esplorazione umana della ISS, nonché le dure lezioni dell'Apollo. L'obiettivo dietro Artemis è avere persone che vivono e lavorano sulla luna. Le nuove tute spaziali saranno fondamentali per garantire che l'esperienza sia sicura e confortevole.

Siamo così entusiasti di riportare le persone sulla luna, afferma Richard Rhodes, un ingegnere di tute spaziali della NASA che sta lavorando all'xEMU. Il nostro obiettivo principale è che l'equipaggio non pensi nemmeno a noi. Indossano la tuta e fanno il loro lavoro - la scienza, l'esplorazione - e non ci pensano nemmeno due volte a quanto sono mobili o quanto efficacemente possono lavorare. È un compito arduo, ma stiamo cercando di avvicinarci il più possibile. Vogliamo essere invisibili.

Ecco alcune delle più grandi innovazioni che possiamo aspettarci da xEMU.

Maggiore mobilità

Quando stai progettando una tuta spaziale, vuoi che si muova liberamente ed efficientemente, con il minor sforzo possibile, in modo da poter essere il più vicino possibile alla mobilità delle maniche della camicia, afferma Rhodes. L'obiettivo è limitare la quantità di volume nella tuta, perché più volume c'è, più gli astronauti devono lavorare duramente per piegare le articolazioni e questo può diventare rapidamente estenuante.

La soluzione è utilizzare cuscinetti, poiché ruotano attorno a un unico punto e garantiscono una quantità costante di volume. Le vecchie tute Apollo utilizzavano cuscinetti solo nelle braccia, perché sostanzialmente era una tuta multiuso (usata sia per il lancio che per l'ingresso, oltre che per l'esplorazione lunare). Doveva essere abbastanza leggero per adattarsi a tutte queste diverse situazioni e troppi cuscinetti avrebbero potuto appesantirlo.

L'xEMU ha cuscinetti più leggeri e più vicini alle articolazioni rispetto a quelli utilizzati per le precedenti EMU. Quelli alle spalle dovrebbero consentire agli astronauti di allungarsi verso l'esterno e sollevare oggetti più facilmente riducendo il rischio di lesioni alla parte superiore del corpo. Ci sono infine cuscinetti in vita, fianchi, cosce e caviglie, creando una mobilità molto maggiore nella parte inferiore del corpo. Tutti questi insieme consentono mobilità e movimento a coppia molto bassa e bassa energia, afferma Rhodes.

Le tute hanno anche un sistema di pressione variabile per dare agli astronauti maggiore flessibilità quando ne hanno bisogno. Dovrebbe consentire loro di prepararsi più rapidamente con la tuta quando è necessario, ma anche di sollevare materiali o inginocchiarsi per studiare le cose quando la situazione lo richiede.

Buzz Aldrin in piedi sulla luna nella sua tuta spaziale Apollo 11.

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A passeggio

I cuscinetti per la mobilità dell'anca, in particolare, sono un grosso problema per il moonwalking (no, no quello una specie di moonwalking). Gli astronauti dell'Apollo non trascorrevano molto tempo sulla superficie della luna durante le loro missioni, e il tempo che trascorrevano era in gran parte solo per conoscere questo nuovo ambiente. Hanno subito trovato difficile camminare normalmente in condizioni di microgravità e sono stati anche molto attenti a evitare qualsiasi pericolo.

Con una mobilità dell'anca così limitata, andare a grandi passi non era fattibile. Quindi per lo più mescolavano; quando diventavano più a loro agio e più avventurosi, potevano gestire un'andatura più saltellante per muoversi più velocemente. Cercare di afferrare oggetti a terra richiedeva un goffo affondo.

L'xEMU dovrebbe incoraggiare la normale deambulazione anziché saltare e rendere più facile inginocchiarsi stabilmente in un movimento per lavorare vicino al suolo, il che non era un'opzione per gli astronauti dell'Apollo. Non più affondo per oggetti. Ciò renderà molto più facile per gli astronauti condurre attività scientifiche utili a terra, come esaminare campioni geologici o allestire strumenti complessi.

Mitigazione della polvere

Un'enorme lezione appresa da Apollo è stata che la polvere lunare è terribile. La superficie della luna non è stata esposta al tipo di agenti atmosferici che la geologia terrestre ha dovuto affrontare. Di conseguenza, il suolo lunare è molto ruvido e frastagliato e si attacca a tutto (sì, lo so che suono come Anakin Skywalker ). Contamina gli strati interni dell'indumento e tutte le parti che dovrebbero staccarsi e causa un'usura generale all'esterno delle tute.

Quindi, per evitare eventuali spazi vuoti, i designer hanno ridotto al minimo componenti come cerniere o disconnessioni del polso, nonché cuciture in cui la polvere potrebbe infiltrarsi. Stiamo guardando più di un intero capo che ripercorre l'intero assemblaggio, con piccole caratteristiche in cui è ancora possibile eseguire controlli operativi e scollegare le cose durante un'emergenza, afferma Rhodes. È come una camicia intera e pantaloni interi che è tutto un pezzo, senza interruzioni dove la polvere può entrare. E per le aree in cui ci sono rotture (come i cuscinetti), il team sta lavorando allo sviluppo e all'integrazione di guarnizioni che dovrebbero tenere fuori la polvere.

L'astronauta Rick Mastracchio nella sua EMU dell'era dello Space Shuttle durante una passeggiata nello spazio nel 2007.

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Spazio di testa

I caschi xEMU offrono una gamma di visione più ampia rispetto ai caschi Apollo, con luci integrate per illuminare i luoghi bui. Avranno un HUD (heads-up display) per consentire agli astronauti di accedere a informazioni importanti in movimento. Le telecamere a spalla ad alta definizione aiuteranno a registrare i viaggi come se fossero direttamente dagli occhi dell'astronauta.

I cappucci Snoopy usati per le comunicazioni sono una parte abbastanza riconoscibile delle EMU, ma come può testimoniare la maggior parte degli astronauti che sono stati in passeggiate spaziali, possono rapidamente inzupparsi di sudore e i loro microfoni non funzionano sempre bene dopo molte ore di movimento. L'xEMU si sbarazza del cappuccio Snoopy per un sistema audio incorporato nella tuta, attivato dalla voce per captare automaticamente i suoni mentre vengono pronunciati.

Guanti

Una lamentela comune tra tutti gli astronauti che sono andati su un'EVA è che i guanti sono una minaccia. I loro strati voluminosi significano che perdi molta destrezza e inoltre non sai necessariamente quanta pressione stai usando quando afferri qualcosa. La mancanza di circolazione e l'accumulo di umidità possono portare ad alcuni spiacevoli effetti collaterali, come unghie fragili e persino funghi. I guanti non sono una nuova sfida, dice Rhodes. C'è assolutamente spazio per migliorare.

I principali miglioramenti su cui Rhodes e il suo team stanno lavorando per xEMU è assicurarsi che le mani degli astronauti siano protette da sbalzi di temperatura estremi e polvere e che possano maneggiare il materiale lunare in sicurezza. La NASA sta anche cercando di capire come rendere più facile per loro svolgere compiti semplici come afferrare strumenti e utilizzare piccole apparecchiature.

Un modello della tuta spaziale xEMU mostrato dall'ingegnere della tuta spaziale Kristine Davis (a destra), insieme all'amministratore della NASA Jim Bridenstine.

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Supporto vitale

Nel 2014, l'astronauta italiano Luca Parmitano stava facendo una passeggiata nello spazio quando la sua tuta iniziò a perdere acqua, allagando il casco e quasi annegandolo. Gli ingegneri in seguito hanno scoperto che la contaminazione aveva causato il backup dell'acqua dal sistema di raffreddamento, problemi aggravati dal fatto che i circuiti dell'acqua e di raffreddamento erano in così stretto contatto. Quindi xEMU ora mantiene quei loop completamente separati per evitare che si verifichi un'altra emergenza del genere.

L'xEMU sfoggia anche un nuovo sistema di lavaggio dell'anidride carbonica che utilizza due diversi letti di assorbimento (in questo caso, piccole lattine di idrossido di litio che attraggono e intrappolano prontamente l'anidride carbonica). Mentre uno viene utilizzato, l'altro può essere esposto al vuoto dello spazio e svuotato, quindi l'anidride carbonica viene costantemente pulita senza costringere gli astronauti a tornare all'interno per pulire i letti di assorbimento. Le bombole di ossigeno sono sistemi a pressione più alta che dovrebbero fornire ossigeno per periodi di tempo più lunghi rispetto alle tute Apollo. L'unica limitazione ora per quanto tempo qualcuno può rimanere nella tuta, in teoria, è la carica della batteria.

Nel frattempo, xEMU mantiene alcune funzionalità di supporto vitale e sicurezza che sono provate e vere. C'è protezione dai micrometeoriti basata su un design simile per le attuali EMU orbitali. C'è anche una protezione termica per resistere ai forti sbalzi di temperatura (da -250 ° F all'ombra a 250 ° F sotto il sole).

Personalizzato e a prova di futuro

Nel marzo 2019, la NASA cancellato i piani per la prima passeggiata spaziale tutta al femminile perché non c'erano abbastanza tute spaziali delle dimensioni corrette, erano disponibili solo quelle più grandi.

È stata una dura lezione sulla necessità di assicurarsi che gli abiti siano progettati correttamente per ospitare persone di tutte le taglie. L'agenzia ha deciso che con la xEMU non lasciano nulla al caso. Ogni tuta sarà personalizzata in base all'altezza, alle dimensioni e al comfort del singolo astronauta e mirerà a fornire la più ampia gamma di movimenti per le attività sulla luna. Se una passeggiata sulla luna viene annullata questa volta, non sarà perché le tute non si adattano. Tuttavia, il design della tuta spaziale è ancora in lavorazione. Non ci sono molti dati sulle operazioni sulla superficie lunare, dice Rhodes. Qualsiasi tipo di feedback sarà fantastico. La NASA intende incorporare ciò che ha appreso dalle prime missioni Artemis per migliorare l'xEMU più e più volte, con l'obiettivo di creare qualcosa che funzionerà su Marte un giorno.

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