L'astronauta della NASA Chris Hadfield ti insegna le tute spaziali

Il colonnello della NASA Chris Hadfield è il primo astronauta canadese ad aver camminato nello spazio. A differenza della Terra, le condizioni nello spazio sono ostili e ostili; è qui che diventa necessaria una tuta spaziale. Gli astronauti indossano tute di volo o tute pressurizzate mentre si trovano nella navetta spaziale. Tuttavia, per camminare nello spazio è necessario un tipo speciale di tuta spaziale ad alta tecnologia per tutti gli usi.

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• Quando sono necessarie le tute spaziali?
• Cos'è una tuta EVA?
• Qual è la costruzione standard di una tuta spaziale?
• Come si allenano gli astronauti per le passeggiate nello spazio?
• Ci sono pericoli associati alle passeggiate nello spazio?
• Come si sono evolute le tute spaziali per servire le nostre ricerche scientifiche?
• Scopri di più sulla MasterClass di Chris Hadfield

L'ex comandante della Stazione Spaziale Internazionale ti insegna la scienza dell'esplorazione spaziale e cosa riserva il futuro.

Quando sono necessarie le tute spaziali?

La stragrande maggioranza del lavoro degli astronauti viene svolta all'interno dell'ambiente relativamente sicuro dell'astronave. Usano robot come Canadarm2 per lavorare in remoto all'esterno nel duro vuoto termico. Occasionalmente, tuttavia, è necessario svolgere un lavoro esterno che richieda il giudizio umano diretto o la destrezza. Quando la necessità supera il rischio, è prevista una passeggiata spaziale. Le passeggiate spaziali, o EVA (Attività extraveicolari), sono pericolose, fisicamente impegnative e rare. Da quando Alexei Leonov ha fatto il primo nel 1965, poco più di 200 persone, inclusi i 12 moonwalker, hanno mai eseguito un EVA: Chris era il 127esimo.

Chris Hadfield

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Cos'è una tuta EVA?

Le tute EVA sono progettate per proteggere gli astronauti dall'ambiente ostile e mortale dello spazio. Sono pressurizzati con ossigeno puro a un terzo della pressione sul livello del mare, possono resistere al freddo e al calore estremi del vuoto e proteggere gli astronauti dal bombardamento costante di minuscoli micrometeoroidi ad alta velocità che volano attraverso il sistema solare a 10 chilometri al secondo.

La tuta ha un sistema di supporto vitale portatile nello zaino. Contiene il sistema di purificazione dell'ossigeno, il sistema di raffreddamento, la radio e la batteria. Sul tuo casco ci sono telecamere in modo che Mission Control possa ottenere una registrazione visiva del lavoro che svolgi, oltre a luci per lavorare al buio. Ha anche una visiera dorata e schermi solari per proteggere il viso e gli occhi dal sole incredibilmente duro e non filtrato. Sul petto c'è un display del computer e un modulo di controllo per far funzionare la tuta e una valvola di spurgo per scaricare la pressione se necessario. I comandi e le etichette sulla parte anteriore della tuta sono orientati all'indietro in modo da poterli leggere utilizzando lo specchio sul polso della tuta. Due clip rigide sulla parte anteriore della tuta ti consentono di fissare un telaio metallico che contiene tutti i tuoi strumenti. Durante una passeggiata spaziale ti tieni connesso alla Stazione Spaziale con almeno un cavo, agganciato alla tuta tramite ganci metallici di bloccaggio.

Qual è la costruzione standard di una tuta spaziale?

Le tute spaziali sono bianche per riflettere il calore del sole. La tuta stessa è composta da 14 strati di materiale, con ogni strato che svolge un ruolo diverso nel mantenerti in vita. La parte più fragile di tutta la tuta è il palmo e le dita dei guanti: sono spessi solo pochi strati per migliorare la manualità. Poiché i guanti sono così delicati, gli astronauti si fermano per controllarli regolarmente per eventuali danni durante le passeggiate spaziali. Per avere più tattilità possibile nelle mani, nel palmo dei guanti è presente una barra di metallo ricurva che può essere fissata saldamente con una cinghia sul dorso della mano, per evitare che il guanto pressurizzato si arricci nel palma.

A differenza dei moonwalker dell'Apollo, gli stivali della tua tuta spaziale ISS sono progettati per bloccarsi in un sistema di ritenuta per i piedi portatile, noto come PFR. I PFR possono essere localizzati in vari punti all'esterno della ISS; una volta bloccato, entrambe le mani sono libere di lavorare. Senza di esso, avresti sempre una mano impegnata a tener duro.

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Come si allenano gli astronauti per le passeggiate nello spazio?

Prima di fare una passeggiata spaziale ci sono anni di addestramento sui sistemi di tute, nei simulatori di realtà virtuale, nelle camere a vuoto e nella simulazione dell'assenza di gravità sott'acqua. Chris ha trascorso più di 400 ore in piscina prima della sua prima passeggiata spaziale. Inoltre, è necessario qualificarsi su SAFER, l'aiuto semplificato per il salvataggio di EVA. È un jetpack, utilizzato come sistema di autosoccorso di emergenza nel caso in cui dovessi staccarti dalla ISS e precipitare nello spazio. SAFER è azionato da un joystick dispiegabile che spara sbuffi di azoto attraverso 24 piccoli ugelli per impedirti di ruzzolare e aiutarti a tornare indietro per aggrapparti alla Stazione Spaziale Internazionale.

Ci sono pericoli associati alle passeggiate nello spazio?

Pensa come un professionista

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Le tute EVA devono essere controllate per la presenza di contaminanti quando tornano alla Stazione Spaziale Internazionale per assicurarsi che a bordo non arrivi nulla di estraneo che possa costituire un pericolo per la salute dell'equipaggio. Gli astronauti dell'Apollo dovevano controllare la presenza di piccoli pezzi di polvere lunare non alterata, simile al vetro, e gli attuali astronauti della NASA controllano l'ammoniaca dal sistema di raffreddamento della ISS. Le future tute dovranno pensare a considerazioni sui contaminanti: forse le tute non hanno bisogno di tornare completamente nelle basi planetarie e possono invece semplicemente attaccarsi alla parete esterna dell'habitat degli astronauti.

Come si sono evolute le tute spaziali per servire le nostre ricerche scientifiche?

Scelto dalla redazione

I russi hanno sviluppato una prima versione delle tute da volo, la tuta spaziale Sokol, che Chris ha indossato durante i voli con i razzi Soyuz; le tute spaziali Sokol sono ancora in funzione oggi. L'ultimo decennio ha visto molti progressi tecnologici nell'esplorazione dello spazio. Il CEO di SpaceX Elon Musk prevede di inviare civili nello spazio un giorno; per ora, la nave autonoma SpaceX Crew Dragon trasporterà gli astronauti della NASA sulla ISS. Anche il programma dell'equipaggio commerciale della NASA e il programma Marte stanno spingendo i confini dell'esplorazione dello spazio. Pertanto, gli scienziati sono al lavoro per sviluppare nuove tute spaziali che possono agire come una seconda pelle per astronauti e civili.

Per viaggiare su Marte, gli astronauti potrebbero aspettarsi di rimanere nello spazio per almeno nove mesi. Abbiamo appreso dalla ISS che l'assenza di gravità estesa ha un impatto sul corpo umano; ci sono impatti significativi sull'equilibrio, sulla regolazione della pressione sanguigna, sulla densità ossea e talvolta sulla vista Dopo nove mesi di viaggio, una volta che i futuri astronauti arriveranno su Marte, non ci sarà una squadra di supporto a terra per assistere dopo l'atterraggio. A seconda di quanto tempo gli equipaggi devono adattarsi alla gravità marziana (38% di quella terrestre), la nave da sbarco potrebbe dover funzionare come struttura di riabilitazione. Anche il peso e la configurazione delle tute spaziali marziane dovranno consentire questo periodo di adattamento. Inoltre, l'ambiente naturale sulla superficie di Marte è mortale per la vita umana; pressione dell'aria molto bassa, assenza di ossigeno, anidride carbonica al 96% e radiazioni elevate. L'habitat e le tute spaziali dovranno proteggere gli equipaggi da questo.

Come dice Chris: non è proprio un vestito. È più simile a un'astronave per una sola persona, completamente autonoma e diversa dalla nave da cui strisci fuori.