El Rover Perseverance de la NASA llevará los primeros materiales de traje espacial a Marte.


La diseñadora avanzada de trajes espaciales Amy Ross, del Centro Espacial Johnson de la NASA está de pie con el Z-2, un prototipo de traje espacial.
Créditos: NASA.

En una sesión de preguntas y respuestas, la diseñadora de trajes espaciales Amy Ross explica cómo se analizarán cinco muestras, incluida una visera de casco, a bordo del rover, que se lanzará mañana, 30 de julio.

La NASA se está preparando para enviar a la primera mujer y al próximo hombre a la Luna, como parte de una estrategia más amplia para enviar a los primeros astronautas a la superficie de Marte. Pero antes de llegar allí, se enfrentarán a una pregunta crítica: ¿qué deben usar en Marte, donde la atmósfera delgada permite que más radiación del Sol y los rayos cósmicos lleguen al suelo?

Amy Ross está buscando respuestas. Diseñadora de trajes espaciales avanzados en el Centro Espacial Johnson de la NASA en Houston, está desarrollando nuevos trajes para la Luna y Marte. Así que Ross espera ansiosamente el lanzamiento de este verano del rover Mars Perseverance, que llevará las primeras muestras de material de trajes espaciales que se hayan enviado al Planeta Rojo.

Mientras el rover explora el cráter Jezero, recolectando muestras de roca y suelo para su futuro retorno a la Tierra, cinco piezas pequeñas de material de traje espacial serán estudiadas por un instrumento a bordo de Perseverance llamado SHERLOC (Escaneo de ambientes habitables con Raman y luminiscencia para productos orgánicos y químicos). Los materiales, incluido un visor de casco, están incrustados junto a un fragmento de un meteorito marciano en el objetivo de calibración de SHERLOC. Y eso es lo que usarán los científicos para asegurarse de que la configuración de un instrumento sea correcta, comparando las lecturas en Marte con las lecturas de nivel base que obtuvieron en la Tierra.

Ross comparte ideas sobre los materiales elegidos y las diferencias entre los trajes diseñados para la Luna y los de Marte. Puede encontrar más información sobre SHERLOC y la ciencia del rover aquí.


Este gráfico muestra una ilustración de un prototipo de traje de astronauta, a la izquierda, junto con muestras de traje incluidas en el objetivo de calibración, abajo a la derecha, perteneciente al instrumento SHERLOC a bordo del rover Perseverance. Se observarán para comprobar cómo se mantienen en la intensa radiación de la superficie marciana.
Créditos: NASA.
¿Por qué se seleccionaron estos materiales concretos en el objetivo de calibración de SHERLOC?

Ross: Los materiales que estamos desarrollando están destinados a estar en la capa externa de un traje, ya que estarán expuestos a la mayor cantidad de radiación. Hay orto-tejido, algo que tenemos mucha experiencia usando en el exterior de los trajes espaciales. Son tres materiales en uno: incluye Nomex, un material resistente a las llamas que se encuentra en los equipos de bomberos; Gore-Tex, que es impermeable pero transpirable; y Kevlar, que se ha utilizado en chalecos antibalas.

También estamos probando una muestra de Vectran por sí sola, que actualmente utilizamos para las palmas de los guantes de traje espacial. Es resistente a los cortes, lo que es útil en la Estación Espacial Internacional: los micrometeoroides golpean pasamanos fuera de la estación, creando hoyos con bordes afilados que pueden cortar guantes.

Incluimos una muestra de teflón, que hemos utilizado en trajes espaciales durante mucho tiempo como parte posterior de los guantes de astronauta. Al igual que una sartén antiadherente, es resbaladiza y es más difícil atrapar y rasgar una tela si está resbaladiza. También incluimos una muestra de teflón con un revestimiento resistente al polvo.

Finalmente, hay una pieza de policarbonato, que usamos viseras de casco porque ayuda a reducir la luz ultravioleta. Una cosa buena es que no se rompe. Si se ve afectado, se dobla en lugar de romperse y aún tiene buenas propiedades ópticas.

¿Cómo verificará SHERLOC las muestras?

Ross: En Marte, la radiación descompondrá la composición química de los materiales, debilitando su resistencia a la tracción. Queremos saber cuánto durarán estos materiales. ¿Necesitamos desarrollar nuevos materiales, o estos se mantendrán ahí?

SHERLOC puede obtener los espectros o la composición de las rocas que los científicos de la misión quieren estudiar. Puede hacer lo mismo con estos materiales de trajes espaciales. Ya los hemos probado en la Tierra, bañando en muestras en radiación y luego analizando sus espectros. Los resultados de esas pruebas, realizadas en cámaras de vacío ultravioleta en el Centro Marshall de Vuelos Espaciales de la NASA, se compararán con lo que vemos en Marte.

¿El polvo marciano será un desafío?

Ross: Claro, es un desafío de ingeniería, pero no hay razón para que no podamos diseñar cosas para operar con polvo. Ya estamos desarrollando cosas como sellos que mantienen el polvo fuera de nuestros rodamientos. Los trajes espaciales tienen cojinetes en los hombros, muñecas, cadera, muslos y tobillos. Todos brindan movilidad a un astronauta para caminar, arrodillarse y otros movimientos que necesitaría para acercarse a las rocas o mantener un hábitat.

Nuestros trajes se inflan a más de 4 libras por pulgada cuadrada de presión. Esa no es una gran cantidad de presión, pero es bastante rígida. Cuando colocas a un humano dentro de un globo y le pide que se mueva, tendrá problemas. Es tan apretado como la superficie de un tambor. Por lo tanto, debemos sellar los rodamientos para que el polvo no los ensucie.

Estamos buscando otras formas de proteger el traje del polvo marciano durante una misión de larga duración. Sabemos que un material recubierto será mejor que un material tejido que tenga espacio entre los hilos. Las dos muestras de teflón nos permiten ver eso y el rendimiento del recubrimiento resistente al polvo.

¿Cuánto diferiría el diseño del traje espacial entre la estación espacial, la Luna y Marte?

Ross: El diseño del traje espacial depende de a dónde va y qué está haciendo. El traje para la ISS está diseñado específicamente para microgravedad. Si vas a una caminata espacial, en realidad no estás caminando; Usas tus manos en todas partes. Tu torso inferior solo se utiliza como una plataforma estable para la parte superior de tu cuerpo. El traje también está expuesto a dos fuentes ambientales de degradación: radiación solar y oxígeno atómico. El oxígeno atómico es diferente del oxígeno que respiramos. Es muy reactivo y puede degradar los materiales del traje espacial.

La Luna no tiene el problema del oxígeno atómico, pero es peor que Marte en términos de radiación. Estás bastante cerca del Sol y no tienes atmósfera para dispersar la radiación ultravioleta como lo haces en Marte. La Luna es un gran banco de pruebas para el programa Artemis. Los entornos de la Luna y Marte no son exactamente los mismos, pero los desafíos de durabilidad (materiales expuestos durante largos períodos de tiempo a bajas presiones en un entorno polvoriento) son similares.

En Marte, estás más lejos del Sol, y tienes al menos un poco de atmósfera para dispersar los rayos UV. Pero ahí es cuando la duración de la exposición comienza a atraparte. Tienes que planear estar expuesto en la superficie la mayor parte del tiempo. Los trajes espaciales de Marte serán más parecidos a los que usamos para la Luna y menos parecidos a los de la ISS. Estoy tratando de hacer que el traje de la Luna se parezca tanto al traje de Marte como sea posible.