Trajes espaciais

Os trajes espaciais devem proporcionar o conforto e suporte que a Terra ou a espaçonave proporcionam, resolvendo problemas como atmosfera, água e proteção contra radiação, então como é que funciona os Trajes espaciais?

O espaço sideral é um lugar extremamente hostil. Se você fosse sair de uma espaçonave como a Estação Espacial Internacional ou de um lugar com pouca ou nenhuma atmosfera, como a Lua ou Marte, e não estivesse usando um traje espacial, algumas coisas aconteceriam:

* Você ficaria inconsciente em 15 segundos devido à falta de oxigênio.
* Seu sangue e fluidos corporais entrariam em “ebulição” e congelariam, pois há pouca ou nenhuma pressão do ar.
* Seus tecidos (pele, coração e outros órgãos internos) expandiriam devido aos fluidos em ebulição.
* Você poderia ser atingido por pequenas partículas de pó ou rocha que se movem em altas velocidades (micrometeoróides) ou detritos de satélites ou espaçonaves em órbita.
* Você seria exposto a vários tipos de radiação, como raios cósmicos e partículas carregadas emitidas do sol (vento solar).
* Você enfrentaria alterações extremas na temperatura:
- luz solar: 120ºC
- sombra: -100°C

Como existem vários perigos o traje espacial deve:
* possuir uma atmosfera pressurizada
* fornecer oxigênio
* remover o dióxido de carbono
* manter uma temperatura confortável, não importando o trabalho árduo ou movimento para dentro e fora de áreas iluminadas pelo sol
* protegê-lo de micrometeoróides
* protegê-lo da radiação até certo grau
* permitir que enxergue claramente
* permitir que você mova seu corpo facilmente dentro do traje espacial
* permitir que você fale com outros (controladores terrestres, outros astronautas)
* permitir que você se mova ao redor da parte externa da espaçonave

A seguir vocês irão ver como funciona cada parte do traje

Cada função
Atmosfera pressurizada
O traje espacial fornece pressão de ar para manter os fluidos em seu corpo no estado líquido, o traje espacial é essencialmente um balão inflado restringido por algum tecido emborrachado, neste caso, fibras revestidas de Neoprene. A restrição colocada na parte do “balão” do traje fornece pressão de ar sobre o astronauta que o veste.

A maioria dos trajes espaciais opera em pressões abaixo da pressão atmosférica normal (1atm), O traje espacial usado por astronautas de espaçonaves opera em 0,29 atm. já a cabine da nave espacial opera em pressão atmosférica normal.

Portanto, a pressão da cabine, tanto da espaçonave quanto de uma câmara pressurizada, deve ser reduzida antes que um astronauta se vista para um passeio espacial. Um astronauta passeando pelo espaço corre o risco de sofrer uma doença de descompressão devido às alterações na pressão entre o traje espacial e a cabine da espaçonave.

Oxigênio
Os trajes espaciais não podem usar ar normal (78% de nitrogênio, 21% de oxigênio e 1% de outros gases), pois a baixa pressão causaria concentrações de oxigênio perigosamente baixas nos pulmões e sangue, (como em uma escalada ao Monte Everest). Portanto, a maioria dos trajes espaciais fornecem uma atmosfera de oxigênio puro para a respiração. Os trajes espaciais recebem o oxigênio da espaçonave através de um cordão umbilical ou de um sistema de suporte à vida na mochila que os astronautas usam.

Tanto a espaçonave quanto a Estação Espacial Internacional têm misturas de ar normal que imitam nossa atmosfera. Portanto, para entrar em um traje espacial de oxigênio puro, um astronauta que vai caminhar no espaço deve respirar oxigênio puro por algum período de tempo antes de se vestir. Essa pré-respiração elimina o nitrogênio do sangue e tecidos do astronauta, minimizando o risco de doença da descompressão.

Dióxido de Carbono
O astronauta exala dióxido de carbono. No espaço, confinado do traje, as concentrações de dióxido de carbono se acumulariam a níveis mortais. Portanto, o dióxido de carbono em excesso deve ser removido da atmosfera do traje espacial. Os trajes espaciais usam tambores de hidróxido de lítio para remover o dióxido de carbono. Esses tambores estão localizados na mochila de suporte à vida do traje espacial ou na espaçonave, caso no qual são acessados através de um cordão umbilical.

Micrometeoróides
Para proteger os astronautas de colisões com micrometeoróides, os trajes espaciais têm múltiplas camadas de tecidos resistentes, como o Dacron ou Kevlar. Essas camadas também evitam que o traje rasgue durante exposição a superfícies da espaçonave, planeta ou Lua.

Radiação
Os trajes espaciais oferecem apenas proteção limitada da radiação. Alguma proteção é oferecida pelas coberturas reflexivas de Mylar que são embutidas, mas um traje espacial não ofereceria muita proteção de uma fulguração solar. Então, os passeios espaciais são planejados durante períodos de baixa atividade solar.

Temperatura
Para lidar com os extremos de temperatura, a maioria dos trajes espaciais são pesadamente isolados com camadas de tecido (Neoprene, Gore-Tex, Dacron) e cobertos com camadas externas reflexivas (Mylar ou tecido branco) para refletir a luz solar. O astronauta produz calor de seu corpo, especialmente ao realizar atividades árduas. Se esse calor não for removido, o suor produzido pelo astronauta irá embaçar o capacete e fará com que o astronauta fique gravemente desidratado; o astronauta Eugene Cernan perdeu vários quilos durante sua caminhada espacial na Gemini 9. Para remover esse excesso de calor, os trajes espaciais têm usado ventiladores/trocadores de calor para soprar o ar frio, como nos programas Mercury e Gemini, ou roupas refrigeradas a água, que são usadas do programa Apollo até hoje.

Visão clara
Os trajes espaciais têm capacetes feitos de plástico límpido ou policarbonato resistente. A maioria dos capacetes têm coberturas para refletir a luz solar e visores tonalizados para reduzir o brilho, de modo bem parecido aos óculos de sol. Também, antes de uma caminhada espacial, as placas faciais internas do capacete são borrifadas com um composto anti-neblina. Finalmente, as coberturas de capacete de traje espacial modernas têm faróis montados de modo que os astronautas possam explorar ou trabalhar em áreas escuras.

Comunicações
Os trajes espaciais são equipados com transmissores/receptores de rádio, de modo que os astronautas que passeiam pelo espaço podem falar com os controladores de terra e/ou outros astronautas. Os astronautas usam conjuntos com microfones e fones de ouvido. Os transmissores/receptores estão localizados nas mochilas usadas pelos astronautas.

Mobilidade dentro do traje espacial
O movimento dentro de um traje espacial é difícil. Imagine-se tentando mover seus dedos em uma luva de borracha inflada de ar; isso não dá muito certo. Para ajudar neste problema, os trajes espaciais são equipados com juntas especiais ou estreitamentos no tecido para ajudar os astronautas a flexionar suas mãos, braços, pernas, joelhos e tornozelos.

Mobilidade na espaçonave
Na ausência de gravidade, é difícil se movimentar. Se você empurrar alguma coisa, você voa na direção oposta (terceira lei de Newton – para cada ação há uma reação igual e oposta). Os astronautas da Gemini em passeio pelo espaço relataram grandes problemas em simplesmente manter suas posições; quando tentavam girar uma chave de boca, eles giravam na direção oposta. Portanto, as espaçonaves são equipadas com estribos e suportes de mão para ajudar os astronautas a trabalhar em microgravidade. Além disso, antes da missão, os astronautas praticam o passeio espacial em grandes tanques de água na Terra. A flutuação de um traje espacial inflado na água simula a microgravidade.

Futuros trajes espaciais para marte
Os atuais trajes espaciais, são muito pesados mas não é um problema pois eles foram projetados para o trabalho em microgravidade, não na superfície de um planeta (ex: marte ou terra).

Para futuras missões espaciais a Marte, a NASA está desenvolvendo “trajes rígidos” mais flexíveis, duráveis, leves e fáceis de vestir que os trajes espaciais atuais

Via: Guiky