Um fato espacial é uma peça de vestuário pressurizada usada pelos astronautas durante os voos espaciais. Ele é projetado para protegê-los das condições potencialmente prejudiciais experimentadas no espaço. Os fatos espaciais também são conhecidos como Unidades de Mobilidade Extraveicular (UME) para reflectir o facto de também serem utilizados como auxiliares de mobilidade quando um astronauta faz uma caminhada espacial fora de uma nave espacial em órbita. São compostas por numerosos componentes feitos à medida que são produzidos por uma variedade de fabricantes e montados pela Agência Espacial Aeronáutica Nacional (NASA) na sua sede em Houston. Os primeiros fatos espaciais foram introduzidos durante a década de 1950, quando a exploração espacial começou. Eles evoluíram ao longo do tempo, tornando-se mais funcionais e complicados. Hoje, a NASA tem 17 UMEs completas, cada uma delas custando mais de 10,4 milhões de dólares para fazer.

Antecedentes

Na Terra, nossa atmosfera nos fornece as condições ambientais de que precisamos para sobreviver. Tomamos por garantido as coisas que ela fornece, tais como ar para respirar, proteção contra a radiação solar, regulação de temperatura e pressão consistente. No espaço, nenhuma destas características protetoras está presente. Por exemplo, um ambiente sem pressão consistente não contém oxigénio respirável. Além disso, a temperatura no espaço é tão fria quanto -459,4° F (-273° C). Para que os humanos sobrevivam no espaço, estas condições protetoras tiveram que ser sintetizadas.

Um fato espacial é projetado para recriar as condições ambientais da atmosfera da Terra. Ele fornece as necessidades básicas para suporte de vida, tais como oxigênio, controle de temperatura, fechamento pressurizado, remoção de dióxido de carbono e proteção da luz solar, radiação solar e minúsculos micrometeoróides. É um sistema de suporte de vida para os astronautas que trabalham fora da atmosfera da Terra. Os fatos espaciais têm sido usados para muitas tarefas importantes no espaço. Estas incluem a ajuda na distribuição da carga útil, recuperação e manutenção do equipamento em órbita, inspecção externa e reparação do orbitador, e tirar fotografias deslumbrantes.

História

Os fatos espaciais evoluíram naturalmente à medida que foram feitas melhorias tecnológicas nas áreas de materiais, electrónica e fibras. Durante os primeiros anos do programa espacial, os fatos espaciais foram feitos sob medida para cada astronauta. Estes eram muito menos complexos do que os fatos actuais. Na verdade, o fato usado por Alan Shepard no primeiro suborbital dos EUA era pouco mais do que um fato de pressão adaptado do fato de pressão para aviões a jacto de alta altitude da Marinha dos EUA. Este fato tinha apenas duas camadas e era difícil para o piloto mover os seus braços ou pernas.

O fato espacial da próxima geração foi concebido para proteger contra a despressurização enquanto os astronautas estavam em órbita de uma nave espacial. No entanto, as caminhadas espaciais nestes fatos não eram possíveis porque não protegiam contra o ambiente adverso do espaço. Estes fatos eram compostos por cinco camadas. A camada mais próxima do corpo era uma roupa interior de algodão branco que tinha acessórios para dispositivos biomédicos. Uma camada de nylon azul que proporcionava conforto era a seguinte. Em cima da camada de nylon azul havia uma camada de nylon pressurizada, preta, revestida de neopreno. Isto fornecia oxigénio no caso da pressão da cabine falhar. Uma camada de Teflon era a próxima a segurar a forma do terno quando pressurizado, e a camada final era um material de nylon branco que refletia a luz solar e protegia contra danos acidentais.

Para as primeiras caminhadas espaciais que ocorreram durante as missões Gemini em 1965, um terno de sete camadas foi usado para proteção extra. As camadas extras eram compostas de Mylar aluminizado, que fornecia mais proteção térmica e proteção contra micrometeoróides. Estes fatos tinham um peso total de 33 lb (15 kg). Embora fossem adequados, existiam certos problemas associados a eles. Por exemplo, a máscara facial do capacete embaçou rapidamente, de modo que a visão foi prejudicada. Além disso, o sistema de resfriamento a gás não era adequado porque não conseguia remover calor e umidade excessivos com rapidez suficiente.

Sally Ride

Sally Ride é mais conhecida como a primeira mulher americana enviada para o espaço exterior. Tanto cientista quanto professora, ela serviu como bolsista no Centro de Segurança Internacional e Controle de Armas da Universidade de Stanford, membro do conselho diretor da Apple Computer Inc., e diretora do instituto espacial e professora de física da Universidade da Califórnia em San Diego. Ride optou por escrever principalmente para crianças sobre viagens e exploração espacial.

Sally Kristen Ride é a filha mais velha de Dale Burdell e Carol Joyce (Anderson) Ride de Encino, Califórnia, e nasceu a 26 de Maio de 1951. Como a autora Karen O’Connor descreve o tomboy Ride no seu jovem livro de leitura, Sally Ride and the New Astronauts, Sally competia com o pai para a secção de desporto do jornal quando tinha apenas cinco anos de idade. Uma família activa, aventureira, mas também académica, a Rides viajou pela Europa durante um ano, quando Sally tinha nove anos e a sua irmã Karen tinha sete. Enquanto Karen foi inspirada a tornar-se uma ministra, no espírito de seus pais, que eram anciãos em sua igreja presbiteriana, o próprio gosto crescente por exploração da Ride a levaria a candidatar-se ao programa espacial quase por um capricho. “Eu não sei porque eu queria fazer isso”, ela confessou à Newsweek antes de embarcar em seu primeiro vôo espacial.

A oportunidade foi serendipitante, já que o ano em que ela começou a caçar empregos marcou a primeira vez que a NASA abriu seu programa espacial aos candidatos desde o final dos anos 60, e a primeira vez em que as mulheres não seriam excluídas da consideração. Ride tornou-se uma das trinta e cinco escolhidas de um campo original de candidatos de oito mil para o treinamento de vôo espacial de 1978. “Porque fui escolhida continua a ser um mistério completo”, admitiu mais tarde a John Grossmann numa entrevista em Saúde, em 1985. “Nenhum de nós jamais foi informado.”

A cavalgada se tornaria, aos 31 anos, a pessoa mais jovem enviada em órbita, assim como a primeira mulher americana no espaço, a primeira americana a fazer dois vôos espaciais, e, coincidentemente, a primeira astronauta a se casar com outro astronauta em serviço ativo.

Cavalgar deixou a NASA em 1987 para o Centro de Segurança Internacional e Controle de Armas de Stanford, e dois anos depois ela se tornou diretora do Instituto Espacial da Califórnia e professora de física na Universidade da Califórnia em San Diego.

As missões Apollo utilizaram fatos mais complicados que resolveram alguns destes problemas. Para os passeios na lua, os astronautas usavam uma roupa de sete camadas com uma mochila de apoio à vida. O peso total era de cerca de 26 kg (57 lb). Para as missões do vaivém espacial, a NASA introduziu a Unidade de Mobilidade Extraveicular (UME). Este era um fato espacial projetado para passeios espaciais que não exigia uma conexão com o orbitador. Uma das principais diferenças nestes fatos foi que eles foram projetados para uso de múltiplos astronautas em vez de serem feitos sob medida como os fatos espaciais anteriores. Ao longo dos últimos 20 anos, as EMUs passaram por constantes melhorias, no entanto, ainda têm o mesmo aspecto que tinham quando o programa de transporte começou, em 1981. Actualmente, a UME tem 14 camadas de protecção e pesa mais de 275 lb (125 kg).

Matérias-primas

Numerosas matérias-primas são utilizadas para a construção de um fato espacial. Os materiais de tecido incluem uma variedade de diferentes polímeros sintéticos. A camada mais interna é composta por um material de tricô de nylon. Outra camada é composta por spandex, um polímero elástico desgastável. Há também uma camada de nylon revestido de uretano, que está envolvido na pressurização. Dacron – um tipo de poliéster – é usado para uma camada de contenção de pressão. Outros tecidos sintéticos utilizados incluem Neoprene que é um tipo de borracha esponjosa, Mylar aluminizado, Gortex, Kevlar, e Nomex.

Além das fibras sintéticas, outras matérias primas têm papéis importantes. A fibra de vidro é o material primário para o segmento duro superior do tronco. O hidróxido de lítio é usado na fabricação do filtro que remove o dióxido de carbono e o vapor de água durante uma caminhada espacial. Uma mistura de zinco prateado compreende a bateria que alimenta o fato. Os tubos plásticos são tecidos no tecido para transportar a água de resfriamento através do terno. Um material de policarbonato é usado para construir a carapaça do capacete. Vários outros componentes são usados para compor o circuito eletrônico e os controles do terno.

Design

Um único fato espacial da UEM é construído a partir de vários componentes feitos à medida, produzidos por mais de 80 empresas. O tamanho das peças varia de um oitavo de polegada a um tanque de água de 30 polegadas (76,2 cm) de comprimento. A UME é composta por 18 itens separados. Alguns dos principais componentes são descritos abaixo.

O sistema primário de suporte de vida é uma mochila independente que é equipada com um suprimento de oxigênio, filtros de remoção de dióxido de carbono, energia elétrica, ventilador de ventilação e equipamento de comunicação. Ele fornece ao astronauta a maioria das coisas necessárias para sobreviver, tais como oxigênio, purificação do ar, controle de temperatura e comunicação. Até sete horas de oxigénio podem ser armazenadas no tanque do fato. Um pacote secundário de oxigênio também é encontrado no terno. Isto fornece um adicional de 30 minutos de oxigénio de emergência.

O capacete é um grande plástico, bolha pressurizada que tem um anel de pescoço e uma almofada de distribuição de ventilação. Também tem uma válvula de purga, que é usada com um pacote secundário de oxigénio. No capacete, há uma palhinha para um saco de bebida no caso do astronauta ficar com sede, uma viseira que protege os raios do sol brilhante e uma câmera que registra as atividades extra veiculares. Como os passeios espaciais podem durar mais de sete horas de cada vez, o traje é equipado com um sistema de coleta de urina para permitir as pausas no banheiro. O conjunto MSOR é fixado na parte externa do capacete. Este dispositivo (também conhecido como “Snoopy Capa”) encaixa no lugar com uma cinta para o queixo. Ele consiste de fones de ouvido e um microfone para comunicação bidirecional. Ele também tem quatro pequenas “lâmpadas de cabeça” que brilham luz extra onde for necessário. A viseira é ajustada manualmente para proteger os olhos do astronauta.

Para manter a temperatura, uma peça de vestuário líquida de refrigeração e ventilação é usada por baixo da peça de vestuário exterior. É composta por tubos de refrigeração, que têm fluido a fluir através deles. A roupa de baixo é um fato de malha de uma só peça composto por spandex. Possui um fecho de correr para permitir a entrada frontal. Tem mais de 300 pés de tubo de plástico entrelaçados dentro dos quais circula água fria. Normalmente, a água circulante é mantida de 40-50° F (4,4-9,9° C). A temperatura é controlada por uma válvula no painel de controle do display. A peça de roupa inferior pesa 3,8 kg (8,4 lb) quando carregada com água.

O conjunto da parte inferior do tronco é composto pelas calças, botas, “unidade breve, articulações do joelho e tornozelo e a conexão da cintura. É composto por uma bexiga de pressão de nylon revestida de uretano. Uma camada de Dacron e uma roupa térmica exterior composta de neopreno revestido de neopreno. Também tem cinco camadas de Mylar aluminizado e uma camada superficial de tecido composto de Teflon, Kevlar e Nomex. Esta parte do terno pode ser feita mais curta ou mais longa ajustando os anéis de dimensionamento na seção das coxas e pernas. As botas têm uma biqueira isolada para melhorar a retenção de calor. As meias térmicas também são usadas. O dispositivo de armazenamento de urina também está localizado nesta seção do terno. Modelos antigos podiam conter até 950 mililitros de líquido. Atualmente, uma roupa descartável do tipo fralda é usada.

O conjunto do braço é ajustável tal como o conjunto da parte inferior do tronco. As luvas contêm

Uma Unidade de Mobilidade Extraveicular (UME).

Aquecedores miniatura alimentados por bateria em cada dedo. O resto da unidade é coberta por um acolchoamento e uma camada exterior de protecção adicional.

O tronco superior duro é construído com fibra de vidro e metal. É onde a maioria das peças do fato se fixam incluindo o capacete, braços, mostrador do sistema de suporte de vida, módulo de controle e tronco inferior. Inclui garrafas de oxigênio, tanques de armazenamento de água, um sublimador, um cartucho de controle de contaminantes, reguladores, sensores, válvulas e um sistema de comunicação. Oxigênio, dióxido de carbono e vapor de água deixam o terno através da roupa de ventilação perto dos pés e cotovelos do astronauta. Um saco de bebida no tronco superior pode conter até 32 oz (907,2 g) de água. O astronauta pode levar uma bebida através do bocal que se estende até o capacete.

Módulo de controle montado no peito permite ao astronauta monitorar o estado do terno e conectar-se a fontes externas de líquidos e eletricidade. Ele contém todos os controles mecânicos e elétricos de operação e também um painel de exibição visual. Uma bateria recarregável de zinco prateado que funciona a 17 volts é usada para alimentar o terno. Este módulo de controle é integrado com o sistema de aviso encontrado no tronco superior duro para garantir que o astronauta conheça o status do ambiente do terno. O terno se conecta ao orbitador através de uma linha umbilical. Ele é desconectado antes de sair da câmara de ar.

O terno branco pesa cerca de 275 lb (124,8 kg) na terra e tem uma expectativa de vida útil do produto de cerca de 15 anos. É pressurizado a 4,3 lb (1,95 kg) por polegada quadrada e pode ser recarregado ligando-se diretamente ao orbitador. O sistema de suporte de vida existente

O sistema primário de suporte de vida é uma mochila independente que é equipada com um suprimento de oxigênio, filtros de remoção de dióxido de carbono, energia elétrica, ventilador de ventilação e equipamento de comunicação.

Os fatos espaciais são modulares para que possam ser partilhados por múltiplos astronautas. As quatro seções básicas intercambiáveis incluem o capacete, o tronco superior duro, os braços e o conjunto do tronco inferior. Estas peças são ajustáveis e podem ser redimensionadas para caber mais de 95% de todos os astronautas. Cada conjunto de braços e pernas vem em tamanhos diferentes que podem ser ajustados para caber no astronauta específico. Os braços permitem um ajuste de até uma polegada. As pernas permitem um ajuste de até três polegadas.

Demora cerca de 15 minutos a vestir o fato espacial. Para colocar o fato espacial no astronauta, primeiro veste a peça inferior que contém o sistema líquido de refrigeração e ventilação. O conjunto da parte inferior do tronco é colocado a seguir com as botas presas. Em seguida, o astronauta desliza para a unidade superior do tronco, que é montada com a mochila de suporte de vida em um conector especial na câmara de ar. Os anéis de resíduos são ligados e depois as luvas e o capacete são calçados.

O processo de fabricação

O fabrico de um fato espacial é um processo complicado. Ela pode ser dividida em duas fases de produção. Primeiro são construídos os componentes individuais. Em seguida, as peças são reunidas num local de fabrico primário, como a sede da NASA em Houston, e montadas. O processo geral é delineado da seguinte forma.

Montagem do capacete e viseira

• 1 O capacete e a viseira podem ser construídos usando técnicas tradicionais de moldagem por sopro.
  

  Uma UME é feita de 14 camadas protetoras. Os materiais de tecido incluem uma variedade de diferentes polímeros sintéticos. A camada mais interna é um material de nylon tricot. Outra camada é composta por spandex, um polímero elástico desgastável. Há também uma camada de nylon revestido de uretano, que está envolvido na pressurização. Dacron – um tipo de poliéster – é usado para uma camada de contenção de pressão. Outros tecidos sintéticos utilizados incluem Neoprene que é um tipo de borracha esponjosa, Mylar aluminizado, Gortex, Kevlar, e Nomex.

  Pellets de policarbonato são carregados em uma máquina de moldagem por injeção. Eles são fundidos e forçados em uma cavidade que como o tamanho aproximado e forma do capacete. Quando a cavidade é aberta, a peça primária do capacete é construída. Um dispositivo de ligação é adicionado na extremidade aberta para que o capacete possa ser fixado ao tronco superior duro. A almofada de distribuição da ventilação é adicionada junto com as válvulas de purga antes do capacete ser embalado e enviado. A montagem da viseira está igualmente equipada com “lâmpadas de cabeça” e equipamento de comunicação.

Sistemas de suporte de vida

• 2 Os sistemas de suporte de vida são montados em várias etapas. Todas as peças são encaixadas na carcaça externa da mochila. Primeiro, os tanques de oxigênio pressurizados são enchidos, tampados e colocados dentro da caixa. O equipamento de remoção de dióxido de carbono é colocado junto. Isto normalmente envolve um recipiente de filtro que é enchido com hidróxido de lítio que é preso a uma mangueira. A mochila é então equipada com um sistema de ventilação, energia elétrica, um rádio, um sistema de aviso e o equipamento de resfriamento de água. Quando completamente montado, o sistema de suporte de vida pode ser fixado diretamente no tronco superior duro.

Módulo de controle

• 3 Os componentes chave do módulo de controle são construídos em unidades separadas e depois montados. Esta abordagem modular permite que as peças chave sejam facilmente reparadas, se necessário. O módulo de controle montado na caixa contém todos os controles eletrônicos, um display digital e outras interfaces eletrônicas. A válvula de purga primária também é adicionada a esta peça.

Roupa de arrefecimento

• 4 A peça de vestuário de arrefecimento é usada dentro das camadas de pressão. É feita de uma combinação de nylon, fibras de spandex e tubos de arrefecimento líquido. O tricot de nylon é cortado pela primeira vez em forma de roupa interior longa. Entretanto, as fibras de spandex são tecidas em uma folha de tecido e cortadas na mesma forma. O spandex é então equipado com uma série de tubos de resfriamento e, em seguida, cosido junto com a camada de nylon. Um zíper frontal é então fixado, bem como conectores para fixação ao sistema de suporte de vida útil.

Torso superior e inferior

• 5 O torso inferior, a montagem do braço e as luvas são feitos de forma semelhante. As várias camadas de fibras sintéticas são tecidas juntas e depois cortadas na forma apropriada. Os anéis de conexão são fixados nas extremidades e os vários segmentos são fixados. As luvas são equipadas com aquecedores em miniatura em cada dedo e cobertas com almofadas de isolamento.
• 6 O torso superior duro é forjado usando uma combinação de fibra de vidro e metal. Possui quatro aberturas onde o conjunto do tronco inferior, os dois braços e o capacete se fixam. Além disso, são adicionados adaptadores onde o pacote de suporte de vida e o módulo de controle podem ser acoplados.

Montagem final

• 7 Todas as peças são enviadas para a NASA para serem montadas. Isto é feito no chão onde o fato pode ser testado antes de ser usado no espaço.

Controle de Qualidade

Os fornecedores individuais realizam testes de controle de qualidade em cada etapa do processo de produção. Isto assegura que cada peça é feita de acordo com padrões exigentes e funcionará no ambiente extremo do espaço. A NASA também realiza testes extensivos no fato completamente montado. Eles verificam coisas como vazamento de ar, despressurização ou sistemas de suporte de vida não-funcionais. Os testes de controle de qualidade são cruciais porque um único mau funcionamento pode ter conseqüências terríveis para um astronauta.

O Futuro

O projeto atual da UME é o resultado de muitos anos de pesquisa e desenvolvimento. Embora eles sejam uma ferramenta poderosa para operações orbitais, muitas melhorias são possíveis. Tem sido sugerido que o fato espacial do futuro pode parecer dramaticamente diferente do fato atual. Uma área que pode ser melhorada é o desenvolvimento de fatos que podem operar a pressões mais elevadas do que a actual UME. Isso teria a vantagem de reduzir o tempo atualmente necessário para a pré-respiração antes de uma caminhada espacial. Para fazer fatos de pressão mais alta, as melhorias terão que ser feitas nas juntas de conexão em cada parte do fato. Outra melhoria pode ser no redimensionamento do terno em órbita. Atualmente, leva um tempo significativo para remover ou adicionar inserções de extensão nas áreas das pernas e braços. Uma outra melhoria possível está nos controles eletrônicos do terno. O que agora requer códigos de comando complexos será feito com o apertar de um único botão no futuro.