Tuta spaziale: 1 – “astronave personale monoposto”

Che funzioni ha, da cosa protegge e presentazione di “AxEMU”, tuta spaziale di nuova generazione per Artemis 3

Tu non hai idea di quanta complessa ingegneria e sofisticata tecnologia, tra l’altro sempre in aggiornamento, compongano questo strumento straordinario e costosissimo che non a caso è stato definito “astronave personale monoposto”.

È una tuta a tenuta stagna, pressurizzata (perché nel vuoto, come ti ho già raccontato, la pressione è praticamente nulla)…

… che fornisce un’atmosfera respirabile con una pressione parziale di ossigeno, indossata durante i voli spaziali; ma è anche famosa come Unità di Mobilità Extraveicolare – EMU, che consente di compiere la cosiddetta “passeggiata spaziale” (EVA – Extra Vehicular Activities)…

… per compiere lavori molto delicati e complessi all’esterno della Stazione Spaziale Internazionale – ISS, nel vuoto, facendo manutenzioni, riparazioni, installazioni, sostituzioni, monitoraggio, assemblaggio, recupero etc.

Detto fra me e te, di “passeggiata” ha in realtà ben poco; sarebbe più sensato dire “galleggiata spaziale”…

La tuta spaziale è composta da una serie di elementi rigidi e soffici che sono assemblati insieme per garantire comfort e mobilità, nel prossimo post te li presento nel dettaglio, anche se mai scendendo troppo nel tecnico. Attenzione però, non vorrei ti facessi idee sbagliate, non è l’unica tuta a disposizione degli astronauti; sono diverse le tute spaziali indossate ed ognuna molto tecnica (queste qui sotto ad esempio, firmate SpaceX, sono solo per l’interno delle navicelle spaziali e per mantenere vivi gli astronauti in caso di emergenza, per tornare sani e salvi. Non sono fatte per lunghe esposizioni allo spazio profondo)…

… ma quella utilizzata durante una EVA è davvero una “mini astronave spaziale” ed ha un costo vertiginoso essendo un gioiello tecnologico: non potresti avere mai abbastanza soldi sul conto, rassegnati.

“Da cosa ti protegge”
e
“cosa ci puoi fare”

Un gioiello, una vera e propria miniera di tecnologia avanzata che assolve diverse preziose quanto vitali funzioni, te le espongo come se fossi tu l’astronauta, è più semplice:

PRESSIONE NULLA

• ti protegge dalla letale assenza di pressione nel vuoto
  (in un capitolo dedicato ti mostrerò cosa succede con l’esposizione al vuoto e quanto tempo hai a disposizione per salvarti o morire. Il corpo umano si è adattato per contrastare la pressione dell’atmosfera terrestre che equivale ad una colonnina di 10 metri di acqua che preme da ogni direzione, e il cuore la contrasta pompando sangue alla pressione di 1 atmosfera: se improvvisamente togli le frecce azzurre che succede?)

RADIAZIONI COSMICHE

• ti protegge dalle letali radiazioni cosmiche
  (IR infrarossi e UV ultravioletti in particolare, che senza la protezione atmosferica diventano pericolosi, ma non dimenticare anche gli altri raggi ionizzanti, raggi X e gamma, raggi cosmici)

MICROMETEORITI

• ti protegge dai danni esterni dei micrometeoriti
  la potenza del cui microimpatto viene ridotta grazie ai vari strati protettivi della tuta (perché considera che anche un granello millimetrico di polvere cosmica diventa un proiettile pericoloso o addirittura catastrofico quando sfreccia nello spazio a velocità strabilianti, che possono superare i 200 mila km/h – 56 km/s -, ne ho accennato nel precedente post)

OSSIGENO

• ti fornisce ossigeno …
  flusso costante di aria fresca per poter respirare nel vuoto, mentre compi vera e propria attività fisica nello spazio, la cosiddetta “passeggiata spaziale” (EVA)

CO₂ – ANIDRIDE CARBONICA

• … rimuovendo però contemporaneamente la CO₂ dalle tue espirazioni
  l’aria viziata (sì, perché forse non ci pensi, lo dai per scontato vivendo in atmosfera terrestre, ma con la tuta nel vuoto, quando espiri, l’anidride carbonica si raccoglierebbe in una bolla che resterebbe con te all’interno del casco attaccata al viso ed è velenosa…per lo stesso motivo sulla ISS si dorme con un ventilatore puntato in faccia per evitare di soffocare nella propria anidride carbonica)

ESCURSIONE TERMICA

• ti protegge dagli sbalzi micidiali di temperatura cinetica mantenendo un ambiente areato vicino alla pelle
  (quando la luce solare ti colpisce la temperatura cinetica sale a circa 120° C, mentre quando vai in ombra scende drasticamente e velocemente fino a circa -150° C, un’escursione termica da incubo; anche se nel caso del corpo umano sappi che le conseguenze non sono così immediate come spesso il Cinema ti fa credere…vedrai nel post sull’esposizione al vuoto, non perdertelo)

TEMPERATURA IDEALE

• mantiene la tua temperatura corporea ideale, 37° C
  (perché può capitare magari che qualcosa provochi agitazione nell’astronauta e di conseguenza l’aumento del battito cardiaco, inoltre se come detto fai attività fisica – e ne fai… – tutto il calore corporeo e la sudorazione resterebbero con te nella tuta, appannando subito il casco e creando fastidiosa e pericolosissima condensa sospesa galleggiante, e tu capisci bene che non hai possibilità di intervenire con le mani all’interno del casco…)

RADIAZIONE VISIBILE

• ti protegge dalla micidiale luce solare
  grazie alla speciale visiera sull’elmetto (vedrai nel prossimo post che è davvero speciale)…

BUIO COSMICO

• … ma può anche illuminare in modo ottimale l’area davanti a te quando sei invece nell’ombra o al buio grazie alle luci intorno e lateralmente all’elmetto (durante le operazioni orbitali vengono trascorsi almeno 45 minuti al buio)

ATTREZZI DA LAVORO

• ti consente di avere sempre con te alcuni strumenti fondamentali che sono essenziali per i lavori che devi eseguire all’esterno
  (e non pensare neanche per un istante che sia facile muoversi ed usare attrezzi nel vuoto, inseriti in quel pallone che è la tuta spaziale, con i movimenti resi molto più goffi lenti ritardati e con la permanente responsabilità di non fare mosse false e di restare concentrati e non farsi distrarre da pensieri o distrazioni; tuttavia considera che sei sempre in comunicazione con il centro di controllo e con l’altro astronauta insieme a te in EVA)

PERDITE

• ti permette di prevenire eventuali perdite di fluido/gas oppure di intervenire prontamente se succede
  (sul petto della tuta c’è infatti un analizzatore che rileva perdite di gas, acqua, ossigeno, carburante per razzi ed altro)

APPIGLIO SICURO

• ti consente di tornare ad agganciarti alla ISS
  nel caso tu abbia dovuto mollare la presa per spostarti dove non ci sono appigli di sicurezza (e non credere che sia scontato poter tornare ad agganciarti, una volta che hai lasciato il corrimano a cui eri assicurato, perché se non avessi il SAFER – lo vedrai nel prossimo post – il tuo movimento di allontanamento dalla Stazione Spaziale sarebbe la tua condanna a morte perché continuerebbe inesorabile ed infinito…)

…se verso lo spazio cosmico proseguirebbe nel buio più totale, tutt’attorno solo stelle, saresti come un’astronave alla deriva; se invece verso la Terra il tuo destino sarebbe diventare una “stella cadente” ahimè…

CHECK SALUTE

• ti consente di monitorare il tuo stato di salute
  (ECG – elettrocardiogramma)

CHECK TUTA

• ti consente di monitorare lo stato della tuta
  il prezioso alleato che consente di sopravvivere in quelle condizioni tanto proibitive (ossigeno, tenuta stagna, radiazioni, temperatura, spurgo – Nota per te che leggi, nella foto sottostante i pollici verdi li ho messi appositamente a coprire le scritte perché dei componenti ti parlo nel prossimo post, non scocciarti…)

COMUNICAZIONI RADIO

• ti consente di comunicare costantemente
  con la Terra e con il tuo equipaggio sulla ISS e sulla navetta (fondamentale per avere supporto tecnico, scientifico, medico in tempo reale durante le operazioni orbitali)

VIDEO – FOTO

• ti consente di mostrare in tempo reale al personale di controllo di Terra e al tuo equipaggio sulla ISS ciò che stai facendo e ciò che vedi, ma anche ciò che il tuo collega astronauta sta facendo – si “esce” infatti sempre in coppia – grazie alla telecamera ad alta definizione (oltre alla macchina fotografica in dotazione, e tieni inoltre presente che ci sono diverse telecamere anche fissate all’esterno della ISS e comandate da Terra – Johnson Space Center -JSC-, “Mission Control”)

AUTONOMIA

• ti consente di operare all’esterno della ISS per un numero di ore tale da poter eseguire numerosi delicati e complessi interventi in completa autonomia, e comunque si è sempre in coppia durante una EVA (autonomia massima 8 ore, potenziata con le nuove tute che trovi nella sezione finale del post)

ALIMENTAZIONE

• ti consente di dissetarti e nutrirti
  nonostante tu non possa usare le mani (sì, perché ricorda che 4, 5, 6, 7, 8 ore a lavorare là fuori è un tempo lunghissimo in quelle condizioni, devi poter contrastare l’inevitabile disidratazione e tenerti in forze)

TOILETTE

• dulcis in fundo, ti consente di liberarti dei tuoi bisogni fisiologici (urine e feci) in modo che non compromettano la sicurezza dell’astronauta o della missione (tutte quelle ore in EVA, senza poter rientrare per andare in bagno… non sarebbe umanamente concepibile)

DURO LAVORO

• nonostante tutte queste grandiose protezioni e precauzioni contro un ambiente proibitivo e altrimenti letale, considera che la tuta spaziale resta uno strumento piuttosto scomodo che richiede addestramento, allenamento fisico e infinita santa pazienza, e spesso provoca effetti collaterali spiacevoli: non è raro, ad esempio, che dopo un’attività extraveicolare (EVA) gli astronauti abbiano le mani dolenti e sanguinanti

“SAS“
UNO SGRADITO BENVENUTO

Non è per rovinarti il sogno di diventare un giorno astronauta, ma ci tengo che tu sappia a cosa vai incontro quando nutri questo desiderio, ed è meglio che tu conosca tutti gli aspetti, anche quelli meno simpatici, prima di affrontare questo lungo ed impervio percorso.

• una spiacevole quanto inopportuna compagnìa con cui ti trovi tuo malgrado ad avere a che fare (anche se soltanto nei primi 3 giorni) è la nausea, uno dei sintomi della SAS – “Sindrome da Adattamento allo Spazio” o “mal di spazio”: nausea, mal di testa, letargia, vomito e malessere diffuso. Il 45% di coloro che si trovano in microgravità soffre di questi disturbi che però sono solo iniziali. Il corpo si deve abituare a questa nuova strana condizione che mette alla prova tutto il sistema, letteralmente “sottosopra”: prova ad immaginare cosa potrebbe succedere se ti venisse da vomitare mentre sei in EVA, non voglio neanche pensarci, e infatti ti risparmio la foto che pure esiste…

… ed è successo e succede, come altre situazioni molto critiche sono già successe, ed è per questo che l’attenzione è sempre massima sia in chi organizza gli addestramenti sia in chi si occupa di gestire, curare ma soprattutto prevenire queste situazioni spiacevoli a livello sanitario e medico, un’intera squadra al tuo servizio

SUPERLATIVA RICOMPENSA

• tutto quanto qui esposto, però, vale il SuperPremio Speciale: sperimentare un’emozione che è destinata a una decina di persone al mondo ogni anno, tutti super selezionati e super addestrati… (sono scatti straordinari, di una bellezza immensa, ma non sono e non saranno mai assolutamente paragonabili al poter vivere di persona quella situazione)

Pesante, cara ed assemblata

Si tratta di un oggetto assolutamente incredibile, ingombrante, pesante e costosissimo che vale però ogni centesimo che serve a realizzarlo:

• peso dai 100 ai 145 kg
• costo da 1-2 fino a 12 milioni di dollari (ma essendo oggi modulabile ed assemblabile, in realtà si riutilizzano i componenti molte volte prima di dover procedere ad un nuovo acquisto)
• per indossarla sulla Terra servono minimo 2 persone, ma anche in microgravità (pur annullandosi il suo notevole peso, ricordi che te ne parlavo nel post “La grande illusione: Cosmo tranquillo ed immobile“) la massa restando inalterata, servono sempre due persone per riuscire a completare tutta la vestizione complicata, e in ogni caso il torso, così ingombrante, resta ancorato ad una struttura finché la vestizione non è completata

Una tuta spaziale è progettata con numerosi componenti i quali vengono realizzati da diversi produttori (circa un’ottantina) e ideati dalla ILC Dover, una società di sviluppo e produzione di ingegneria con sede nel Delaware. Fino al 2022 questi componenti venivano poi successivamente assemblati dall’agenzia aerospaziale statunitense (NASA) presso la sede di Houston, le cose tuttavia stanno ora cambiando. Se ti interessa, nel prossimo post mi occupo di entrare nel dettaglio dei vari componenti ed accessori, per renderti questo complesso strumento un po’ meno alieno.

NOVITA’ 2023
Artemis 3 & the Moon

È del 15 marzo di quest’anno 2023 l’annuncio della NASA della realizzazione delle tuta spaziale di nuova generazione a firma Axiom Space: si chiama AxEMU e ti accenno qui la presentazione.

“AxEMU”
Axiom Extravehicular Mobility Unit

Axiom Space di Houston ha prodotto un prototipo di “tuta di nuova concezione” per gli astronauti che andranno sulla Luna con Artemis 3 nel 2025 o 2026, quindi non solo per mettervi piede ma anche viverci costruendo in loco una base permanente al Polo Sud; tra loro ci sarà la prima donna e il primo afroamericano (ricordo che lo sbalzo termico sulla Luna – 233° C + 123° C).

Guarda la foto qui sotto, c’è qualcosa di strano, vero?
Sì, hai visto bene, non è bianca!
La tuta è nero sporco (con dettagli arancioni e celesti su spalle, ginocchia, polsi e caviglie, colori del marchio di Axiom), ma è stata presentata così solo per nascondere il design brevettato (realizzato in collaborazione con Esther Marquis, costumista della serie For All Mankind di Apple TV+). Questo prototipo sarà usato per l’addestramento e i test a terra, ma per gli astronauti della missione Artemis sarà rigorosamente bianca per difendere dalla potenza termica dei raggi solari.

La tuta è progettata con tutta la tecnologia necessaria ma ne ha incorporato di più recente e continuerà ad essere ottimizzata ed aggiornata nei materiali di ultima generazione fino all’ultimo momento, dato che non verrà testata sulla Stazione Spaziale ma andrà direttamente in orbita attorno alla Luna. I punti di forza di questa nuova tuta pensata per l’esplorazione della Luna, rispetto alle tute precedenti sono:

• adattabilità della tuta al movimento (grande vestibilità e flessibilità per esplorare il paesaggio lunare)

• adattabilità ad un’ampia gamma di stature e stazze

• si compone di due elementi che potranno essere indossati in autonomia da ciascun astronauta

• l’autonomia della nuova tuta spaziale è di 8 ore, ovvero due in più rispetto a quelle utilizzate per la ISS

Ecco come potrebbe essere la versione finale, più o meno…

I prossimi due post riguarderanno una sintesi dei componenti e materiali della tuta e alcune curiosità che la riguardano, e di sicuro l’argomento potrà appassionarti. Nel post successivo invece vedrai cosa succede quando il tuo corpo viene esposto al vuoto cosmico senza la protezione della tuta e potrai capire quanto tempo hai a disposizione per salvarti, se adeguatamente addestrato e grazie ad un intervento di soccorso repentino. Ti aspetto.

Altri capitoli di questa serie sul Vuoto:

• GRAZIE TERRA! Il “pianeta abitabile” perfetto – Parte 1
• GRAZIE TERRA! Il “pianeta abitabile” perfetto – Parte 2
• La Grande Illusione: Cosmo “tranquillo ed immobile”
• Un tuffo nel… Vuoto
• Tuta spaziale: 1 – “astronave personale monoposto”
• Tuta spaziale: 2 – componenti e materiali stratificati
• Tuta spaziale: 3 – nel Vuoto, SENZA tuta

Credits:

• “Ecco la tuta che porterà la prima donna sulla luna“, Valentina Guglielmo per MediaInaf
• “La tua spaziale per il debutto della missione sulla superficie lunare Artemis III della NASA“
• “La tuta spaziale di prossima generazione“, Axiom Space
• NASA
• SpaceX
• Stazione Spaziale Internazionale ISS
• AstronautiCAST

| HOME |