Los trajes espaciales

Hablamos poco, no sabemos, o no introducimos en nustras partidas presuntamente scifis el jaleo que supone algo tan falsamente sencillo como ponerse un traje espacial y salir al espacio.
Siendo justos, EP tampo entra en estas cuestiones, pero en este caso no es omisión, los trajes espaciales que han diseñado esquivan desde la ciencia las problemáticas que otras ficciones simplemente obvian alegremente.


Vestido para la ocasión

Ya dijimos, que el espacio, el medio interestelar, lo conforman tres constituyentes básicos: materia, rayos cósmicos y campos magnéticos.

La materia está compuesta alrededor de un 99% en masa por partículas de gas y un 1% por polvo.

La composición química del gas, es hidrógeno (un 90.8% en número, 70.4% en masa), helio (un 9.1% en número, 28.1% en masa) y un 0.1%, (1.5% en masa) de elementos más pesados, comúnmente llamados metales en la jerga astrofísica.

Una fracción significativa de estos metales condensan en forma de ese 1% de polvo.

Los rayos cósmicos son principalmente (98%) protones y partículas alfa. El 2% restante está constituido por electrones y partículas pesadas ionizadas. Las partículas α son núcleos ionizados, (núcleos de dos protones y dos neutrones sin su envoltura de electrones).

La temperatura del vacio por si mismo es de unos -270ºC, (no llega al cero absoluto de -273,15ºC), simplemente el calor residual del Big Bang impide que la temperatura baje de ese punto. Además, la temperatura aumenta según el calor que reciba esa zona. Y siempre hay alguna fuente de calor, aunque sea lejana. Por esto, habitualmente la temperatura interestelar es de -266ºC.

De hecho, en nuestro sistema, estas temperaturas no se dán, debido a la presencia del sol. Por ejemplo en la órbita terrestre, la temperatura asciende hasta los -180ºC y 122ºC, en el lado sombrio de la órbita y en el iluminado respectivamente. Es necesario sobrepasar la heliopausa para encontrar lugares tan alejados del sol que la temperatura interestelar aparezca. Como ejemplo, en el cinturón de asteroides la temperatura media de un asteroide es de -73ºC.

Un traje espacial tiene que proteger contra las radiaciones, aportar una atmósfera donde se pueda respirar, y mantener una temperatura correcta.

El vacio espacial es un aislante total, por lo que todo lo que desprenda calor dentro de un traje, va a acabar elevando la temperatura del traje hasta su propio calor corporal. En el caso humano, digamos 37ºC con el tiempo suficiente. 

Estar en un traje a 37ºC no parece cómodo, por lo que hay que refrigerar el traje, y eso se consigue con refrigeración por agua en la realidad (permitiendo que se evapore poco a poco fuera del traje a medida que se calienta, pues así refrigera, tomando el calor) y de la forma que sea en EP.

Como son biologías humanas las que están dentro del traje, estos tendrán que tener visores que puedan ser bajados para protegerse de los rayos ultravioleta. El visor del casco, el filtrar los rayos ultravioleta, es el gran olvidado de los trajes espaciales en la scifi.

Y el traje tiene que abrigar, a la par que alberga el sistema de soporte vital y demás. Esos son varios sistemas y capas de traje.

Los trajes del siglo 21

En la actualidad no podemos fabricar trajes finos, ajustados y elegantes, aunque se trabaja en un prototipo, conocido como biotraje, que además me parece que lo he visto exactamente dibujado en alguna ilustración de algún manual de EP.
 

El traje tradicional debe ser hinchado para rodear al ocupante de atmósfera que proteja del vacio.

Con una presión interna de 1 atmósfera, en el vacio no se podria operar el traje, estaría hinchado.

Por esto uno no simplemente se pone el traje, se lo cierra herméticamente, y sale.

Son necesarias presiones menores en el traje (con 21 kPa como mínimo en la biología humana, cuando se producen burbujas de nitrógeno en la sangre). Se suelen usar entre 30 y 40 kPa.

El prototipo de biotraje, al contrario, es un traje ceñido que combate los efectos de la presión nula, en vez de llenándose de gas como un globo, apretando el cuerpo, generando presión por compresión en vez de por un gas que te envuelve.
Usa apretadas capas de material para mantener la presión, con líneas rígidas que no se extienden pero se doblan, es decir, que no hacen burbujas sobre la piel cuando te mueves, siempre se mantiene pegado al cuerpo ejerciendo su presión.
Esto permite otra estética, y un movimiento mas agil sin estar envuelto en esos trajes.
La idea en su desarrollo es que en un futuro, se pueda fabricar de metamateriales que sean como tela en estado de reposo, pudiendo vestirte, y con algun estímulo, el metamaterial se activa y ejerce su función generando presión hasta recibir otro estímulo, y volver al estado original donde podría ser retirado.

Pero el cambio de una presión normal (la de la nave) a la del traje podría producir embolia, por lo que para ponerse un traje, hay un proceso de descompresión.
Cuanto mas cercana a los kPa habituales la presión en el traje, el traje será mas rígido e hinchado, pero menos necesaria será la descomprensión (por que la diferencia de presión, respecto a la que habrá en la nave será menor).

Cuanto menor presión el traje, mas descompresión será necesaria, pero menos rígido podrá ser el traje. A mayor presión, más difícil es moverse en el traje, pero a cambio los procedimientos de despresurización son más sencillos.

Como dato, por atmósfera, solo en Titán seria posible usar un traje sin presión interna (puesto como ropa), sin pasar por las complicaciones de alguna clase de despresurización (es el único lugar del sistema con atmósfera compacta como la de la tierra).

La descompresión se hace respirando oxígeno puro para sacar nitrógeno de la sangre, media hora para trajes a 40 kPa, 4 horas para trajes a 30 kPa (45 min, si la nave lleva 24h a 70 kPa).

Evidentemente, podemos jugar con la presión de la nave, como una cámara hiperbárica en si misma.

Es otro enfoque a tener en cuenta para las naves ¿siempre a la misma presión su atmósfera?
P.ej, una atmósfera de oxígeno "puro" (explosivo) a 25,5 kPa, permite a un humano ponerse un traje espacial sin prolegómenos.

Y aquí es obligatorio señalar que el oxígeno "puro" no es puro, el oxígeno "puro" medicinal, es oxígeno en condiciones mas altas que el aire normal, pero también lleva gases nobles y dióxido de carbono, y atención especial a que se suministra a una cuarta parte de presión que 1 atmósfera. Si fuese oxígeno puro realmente, a 1 atmosfera, efectivamente eso es mortal.

Los trajes en EP

"La mayoría de los trajes de vacío son vestimentas ajustadas que utilizan la presión de su tejido inteligente sobre el cuerpo del portador para resistirse al vacío. Cuando el portador se encuentra en una atmósfera respirable, la tela inteligente ensancha el traje para que se pueda utilizar como ropa normal o para ponérselo y quitárselo con facilidad. En todos los casos, el traje puede ajustarse perfectamente en 3 turnos de acción. Todos los trajes de vacío contienen unidades respiradoras avanzadas, capaces de mantener una atmósfera respirable durante varias horas o incluso días". EP, pag 333.

Es decir, en EP se usa el concepto de presión por constricción, en lugar de envoltorio de gas presurizado. EP asume lo que llamamos biotraje como el diseño por defecto de un traje espacial, con lo que prescinde de todo lo dicho anteriormente.

El traje espacial (a secas, o traje espacial pesado, pag 333) claramente no sigue este diseño, es mas un vehículo que un traje. Es una cápsula ovoide donde uno se introduce, encajando brazos y pies en los del traje (articulados, y accionado por servos como un exoesqueleto). No tiene problema de presiones, como no lo tienes en el interior de un hábitat.

Ojalá otras ficciones supuestamente scifi recogiesen estos conceptos para algo tan aparentemente sencillo como ponerse un traje y salir por la escotilla. Conviene de todas maneras tener esta visión presente, sea por viejos trajes espaciales que pudieran aparecer, sea por que siempre conviene tener presente la ciencia en ambientaciones scifi.