Actividad extravehicular

Cosmonaut Sergey Volkov trabaja fuera de la Estación Espacial Internacional el 3 de agosto de 2011.

Stephen Robinson montando el Canadarm2 durante STS-114 el 3 de agosto de 2005. La primera reparación en vuelo del transbordador espacial. The landmass in the backdrop is the Bari region of Somalia.

Actividad extravehicular (EVA) es cualquier actividad realizada por un astronauta en el espacio exterior fuera de una nave espacial. En ausencia de una atmósfera respirable similar a la terrestre, el astronauta depende completamente de un traje espacial para el soporte ambiental. EVA incluye paseos espaciales y exploración de la superficie lunar o planetaria (comúnmente conocidos desde 1969 hasta 1972 como paseos lunares). En un EVA de pie (SEVA), un astronauta se para a través de una escotilla abierta pero no abandona completamente la nave espacial. EVA ha sido realizado por la Unión Soviética/Rusia, Estados Unidos, Canadá, la Agencia Espacial Europea y China.

El 18 de marzo de 1965, Alexei Leonov se convirtió en el primer ser humano en realizar una caminata espacial, saliendo de la cápsula Voskhod 2 durante 12 minutos y 9 segundos. El 20 de julio de 1969, Neil Armstrong se convirtió en el primer ser humano en realizar un paseo lunar fuera de su módulo de aterrizaje lunar en el Apolo 11 durante 2 horas y 31 minutos. En las últimas tres misiones a la Luna, los astronautas también realizaron EVA en el espacio profundo al regresar a la Tierra, para recuperar botes de película del exterior de la nave espacial. Los astronautas estadounidenses Pete Conrad, Joseph Kerwin y Paul Weitz también utilizaron EVA en 1973 para reparar los daños del lanzamiento en Skylab, Estados Unidos. primera estación espacial.

Los EVA pueden estar atados (el astronauta está conectado a la nave espacial; el oxígeno y la energía eléctrica se pueden suministrar a través de un cable umbilical; no se necesita propulsión para regresar a la nave espacial) o sin ataduras. Las caminatas espaciales sin ataduras solo se realizaron en tres misiones en 1984 utilizando la Unidad de maniobra tripulada (MMU) y en una prueba de vuelo en 1994 de Simplified Aid For EVA Rescue (SAFER), un dispositivo de seguridad que se usa en los EVA estadounidenses atados.

Historial de desarrollo

Los planificadores de la NASA inventaron el término actividad extravehicular (abreviado con el acrónimo EVA) a principios de la década de 1960 para el programa Apolo para llevar hombres a la Luna, porque los astronautas saldrían de la nave espacial para recolectar material lunar. muestras y desplegar experimentos científicos. Para respaldar este y otros objetivos de Apolo, el programa Gemini se escindió para desarrollar la capacidad de los astronautas de trabajar fuera de una nave espacial en órbita terrestre de dos hombres. Sin embargo, la Unión Soviética era ferozmente competitiva para mantener el liderazgo inicial que había ganado en los vuelos espaciales tripulados, por lo que el Partido Comunista Soviético, dirigido por Nikita Khrushchev, ordenó la conversión de su cápsula Vostok de un solo piloto en una nave de dos o tres personas. llamado Voskhod, para competir con Géminis y Apolo. Los soviéticos pudieron lanzar dos cápsulas Voskhod antes de que Estados Unidos pudiera lanzar su primer Gemini tripulado.

La aviónica del Voskhod requería refrigeración por el aire de la cabina para evitar el sobrecalentamiento, por lo que se requería una esclusa de aire para que el cosmonauta que caminaba en el espacio saliera y volviera a entrar en la cabina mientras permanecía presurizada. Por el contrario, la aviónica de Gemini no requería refrigeración por aire, lo que permitía al astronauta salir y volver a entrar en la cabina despresurizada a través de una escotilla abierta. Debido a esto, los programas espaciales estadounidense y soviético desarrollaron diferentes definiciones para la duración de un EVA. La definición soviética (ahora rusa) comienza cuando la escotilla exterior de la esclusa de aire está abierta y el cosmonauta está en el vacío. Un EVA estadounidense comenzó cuando el astronauta tenía al menos la cabeza fuera de la nave espacial. EE. UU. ha cambiado su definición de EVA desde entonces.

Primera caminata espacial

Alexei Leonov realiza la primera caminata espacial durante Voskhod 2.

El primer EVA fue realizado el 18 de marzo de 1965 por el cosmonauta soviético Alexei Leonov, quien pasó 12 minutos y 9 segundos fuera de la nave espacial Voskhod 2. Llevar una mochila de metal blanco que contiene 45 minutos' de oxígeno de respiración y presurización, Leonov no tenía ningún medio para controlar su movimiento más que tirar de su cuerda de 15,35 m (50,4 pies). Después del vuelo, afirmó que fue fácil, pero su traje espacial se hinchó debido a la presión interna contra el vacío del espacio, poniéndose tan rígido que no pudo activar el obturador de su cámara montada en el pecho.

Al final de su paseo espacial, la rigidez del traje provocó un problema más grave: Leonov tuvo que volver a entrar en la cápsula a través de la esclusa de aire de tela inflable, de 1,2 m (3 ft 11 in) de diámetro y 2,5 m (8 ft 2 pulgadas) de largo. Entró incorrectamente en la esclusa de aire de cabeza y quedó atascado de lado. No podía volver a entrar sin reducir la presión de su traje, arriesgándose a 'las curvas'. Esto agregó otros 12 minutos a su tiempo en el vacío, y se sobrecalentó 1,8 °C (3,2 °F) por el esfuerzo. Pasarían casi cuatro años antes de que los soviéticos intentaran otro EVA. Tergiversaron a la prensa lo difícil que le resultaba a Leonov trabajar en condiciones de ingravidez y ocultaron los problemas encontrados hasta después del final de la Guerra Fría.

Proyecto Géminis

Ed White realiza la primera caminata espacial estadounidense durante Gemini IV.

La primera caminata espacial estadounidense fue realizada el 3 de junio de 1965 por Ed White del segundo vuelo tripulado de Gemini, Gemini IV, durante 21 minutos. White estaba atado a la nave espacial y su oxígeno se suministraba a través de un umbilical de 25 pies (7,6 m), que también transportaba instrumentación biomédica y de comunicaciones. Fue el primero en controlar su movimiento en el espacio con una unidad de maniobra manual, que funcionó bien pero solo transportó suficiente propulsor para 20 segundos. White descubrió que su correa era útil para limitar su distancia de la nave espacial, pero difícil de usar para moverse, contrariamente a lo que afirmaba Leonov. Sin embargo, un defecto en el mecanismo de cierre de la escotilla de la cápsula causó dificultades para abrir y cerrar la escotilla, lo que retrasó el inicio del EVA y puso a White y su tripulación en riesgo de no regresar a la Tierra con vida.

No se planificaron EVA en los próximos tres vuelos de Gemini. David Scott planeó que el próximo EVA fuera fabricado en Gemini VIII, pero esa misión tuvo que ser abortada debido a un mal funcionamiento crítico de la nave espacial antes de que se pudiera llevar a cabo el EVA. Los astronautas de los siguientes tres vuelos de Gemini (Eugene Cernan, Michael Collins y Richard Gordon) realizaron varios EVA, pero ninguno pudo trabajar con éxito durante largos períodos fuera de la nave espacial sin cansarse ni sobrecalentarse. Cernan intentó pero no pudo probar una Unidad de Maniobra de Astronautas de la Fuerza Aérea que incluía un sistema de oxígeno autónomo.

El 13 de noviembre de 1966, Edwin "Buzz" Aldrin se convirtió en el primero en trabajar con éxito en el espacio sin cansarse durante Gemini XII, la última misión de Gemini. Aldrin trabajó fuera de la nave espacial durante 2 horas y 6 minutos, además de dos EVA de pie en la escotilla de la nave espacial durante 3 horas y 24 minutos adicionales. El interés de Aldrin por el buceo inspiró el uso del entrenamiento EVA bajo el agua para simular la ingravidez, que se ha utilizado desde entonces para permitir que los astronautas practiquen técnicas para evitar el desperdicio de energía muscular.

Primera transferencia de tripulación EVA

El 16 de enero de 1969, los cosmonautas soviéticos Aleksei Yeliseyev y Yevgeny Khurnov se trasladaron de la Soyuz 5 a la Soyuz 4, que se acoplaron juntas. Este fue el segundo EVA soviético, y pasarían casi otros nueve años antes de que los soviéticos realizaran el tercero.

Apolo lunar EVA

Buzz Aldrin camina en la Luna durante la primera misión de Apolo 11 en 1969.

Los astronautas estadounidenses Neil Armstrong y Buzz Aldrin realizaron el primer EVA en la superficie lunar el 21 de julio de 1969 (UTC), después de aterrizar su nave espacial Apollo 11 Lunar Module. Esta primera caminata lunar, utilizando sistemas de soporte vital portátiles autónomos, duró 2 horas y 36 minutos. Se realizaron un total de quince caminatas lunares entre seis tripulaciones de Apolo, incluido Charles "Pete" Conrad, Alan Bean, Alan Shepard, Edgar Mitchell, David Scott, James Irwin, John Young, Charles Duke, Eugene Cernan y Harrison 'Jack' Schmitt. Cernan fue el último astronauta del Apolo en pisar la superficie de la Luna.

El piloto del módulo de comando del Apolo 15, Al Worden, fabricó un EVA el 5 de agosto de 1971, en el viaje de regreso desde la Luna, para recuperar una película y un recipiente de grabación de datos del módulo de servicio. Fue asistido por el piloto del Módulo Lunar James Irwin de pie en la escotilla del Módulo de Comando. Este procedimiento fue repetido por Ken Mattingly y Charles Duke en el Apolo 16, y por Ronald Evans y Harrison Schmitt en el Apolo 17.

EVA posteriores al Apolo

Las primeras reparaciones de EVA de una nave espacial fueron realizadas por Charles "Pete" Conrad, Joseph Kerwin y Paul J. Weitz el 26 de mayo, el 7 de junio y el 19 de junio de 1973, en la misión Skylab 2. Rescataron la funcionalidad de la estación espacial Skylab dañada por el lanzamiento liberando un panel solar atascado, desplegando un escudo de calentamiento solar y liberando un relé de interruptor de circuito atascado. La tripulación del Skylab 2 fabricó tres EVA, y las tres tripulaciones del Skylab fabricaron un total de diez EVA. Descubrieron que las actividades en ingravidez requerían alrededor de 21⁄2 veces más que en la Tierra porque muchos astronautas sufrieron mareos espaciales al principio de sus vuelos.

Después de Skylab, Estados Unidos no fabricó más EVA hasta la llegada del programa Space Shuttle a principios de la década de 1980. En este período, los soviéticos reanudaron los EVA, fabricando cuatro desde las estaciones espaciales Salyut 6 y Salyut 7 entre el 20 de diciembre de 1977 y el 30 de julio de 1982.

Cuando Estados Unidos reanudó los EVA el 7 de abril de 1983, los astronautas comenzaron a utilizar una Unidad de Movilidad Extravehicular (EMU, por sus siglas en inglés) para soporte vital independiente de la nave espacial. STS-6 fue la primera misión del transbordador espacial durante la cual se realizó una caminata espacial. Además, por primera vez, los astronautas estadounidenses utilizaron una esclusa de aire para entrar y salir de la nave espacial como los soviéticos. En consecuencia, la definición estadounidense de la hora de inicio de EVA se redefinió cuando el astronauta cambia la EMU a la energía de la batería.

Se llevaron a cabo numerosos EVA durante el montaje de la ISS, a menudo utilizando la esclusa de aire conjunta Quest, diseñada para soportar tanto los EMU de EE. UU. como los trajes espaciales rusos Orlan.

EVA china

China se convirtió en el tercer país en realizar un EVA de forma independiente el 27 de septiembre de 2008 durante la misión Shenzhou 7. El taikonauta chino Zhai Zhigang completó una caminata espacial de 22 minutos vistiendo el traje espacial Feitian desarrollado en China, con el taikonauta Liu Boming vistiendo el traje espacial Orlan derivado de Rusia ayudándolo en el proceso. Zhai salió por completo de la nave, mientras que Liu permaneció junto a la esclusa de aire, a horcajadas sobre el portal.

Desde 2021, China ha llevado a cabo varias actividades extravehiculares más que duran varias horas para la construcción de la estación espacial Tiangong.

Hitos

Hitos de capacidad

• La primera untethered spacewalk fue hecho por el estadounidense Bruce McCandless II el 7 de febrero de 1984, durante la misión Space Shuttle Challenger STS-41-B, utilizando la unidad Manned Maneuvering. Posteriormente fue acompañado por Robert L. Stewart durante la caminata espacial de 5 horas y 55 minutos. Una caminata espacial autocontenida fue la primera tentativa de Eugene Cernan en 1966 en Gemini 9A, pero Cernan no pudo llegar a la unidad de maniobra sin tiring.
• La primera metalurgia en espacio abierto, consistente en soldadura, brazing y pulverización de metales, fue realizado por cosmonautas soviéticos Svetlana Savitskaya y Vladimir Dzhanibekov el 25 de julio de 1984. Se utilizó una herramienta multipropósito especialmente diseñada para realizar estas actividades durante un EVA de 3 horas y 30 minutos fuera de la estación espacial Salyut 7.
• La primera tres personas EVA fue realizado el 13 de mayo de 1992, como el tercer EVA de STS-49, el vuelo de la doncella Endeavour. Pierre Thuot, Richard Hieb y Thomas Akers llevaron a cabo el EVA para capturar a mano y reparar un satélite Intelsat VI-F3 no funcional. Al 2021 era el único EVA de tres personas.
• El primer EVA para realizar un reparación en vuelo del transbordador espacial fue por el estadounidense Steve Robinson el 3 de agosto de 2005, durante la misión "Regresar a Vuelo" STS-114. Robinson fue enviado para eliminar dos rellenos de espacio protruyendo del escudo térmico de Discovery, después de que los ingenieros determinaran que había una pequeña posibilidad de que pudieran afectar el transbordador al reingreso. Robinson sacó con éxito el material suelto mientras Discovery fue atracado a la Estación Espacial Internacional.
• El EVA más larga realizada a enero de 2022, fueron 8 horas y 56 minutos, realizados por Susan Helms y James S. Vos el 11 de marzo de 2001.

El astronauta estadounidense Bruce McCandless utiliza una unidad de maniobra mantenida. Foto tomada por Robert "Hoot" Gibson.

Capture of Intelsat VI in 1992 on STS-49. Esta captura de mano de un satélite es la única EVA hasta la fecha que será realizada por tres astronautas.

Registros personales de duración acumulada

• Russian Anatoly Solovyev tiene ambos registro para la mayoría de EVAs y para la mayor duración acumulativa gastada en EVA (16 EVAs; 82 hr y 22 min).
• Michael López-Alegria tiene el récord americano (10 EVAs; 67 hr y 40 min).
• Thomas Pesquet tiene el registro europeo (y no americano/ruso) (6 EVAs; 39 hr y 54 min).
• Peggy Whitson tiene el registro para la mayoría de EVAs y la mayor duración acumulativa gastada para una mujer (10 EVAs, 60 hr y 21 min).

Novedades nacionales, étnicas y de género

• La primera mujer en realizar un EVA fue Soviética Svetlana Savitskaya el 25 de julio de 1984, mientras que a bordo de la estación espacial Salyut 7. Su EVA duró 3 horas y 35 minutos.
  • La primera mujer americana en realizar un EVA fue Kathryn D. Sullivan el 11 de octubre de 1984.
  • Las dos primeras mujeres que realizan un EVA juntos y el primer equipo de mujeres EVA fueron Christina Koch y Jessica Meir el 18 de octubre de 2019, durante la Expedición 61 en la Estación Espacial Internacional.
  • La primera mujer asiática y china para realizar un EVA fue Wang Yaping el 8 de noviembre de 2021, fuera de la estación espacial china Tiangong.
• El primer EVA por un no soviético, no americano fue hecho el 9 de diciembre de 1988, por Jean-Loup Chrétien de Francia durante una estancia de tres semanas en la estación espacial Mir.
• La primera EVA de un afroamericano negro fue el 9 de febrero de 1995, por Bernard A. Harris Jr.
• El primer EVA de un astronauta japonés fue hecho el 25 de noviembre de 1997, por Takao Doi durante STS-87.
• El primer EVA de un astronauta suizo fue hecho el 23 de diciembre de 1999, por Claude Nicollier durante STS-103.
• El primer EVA de una persona nacida en Australia fue el 13 de marzo de 2001, por Andy Thomas (aunque es un ciudadano estadounidense naturalizado).
• El primer EVA de un astronauta canadiense fue hecho el 22 de abril de 2001, por Chris Hadfield junto con el astronauta de la NASA Scott Parazynski durante la misión STS-100 para instalar Canadarm2 en la Estación Espacial Internacional.
• El primer EVA de un astronauta escandinavo fue hecho el 12 de diciembre de 2006, por Christer Fuglesang.
• El primer EVA de un astronauta chino fue hecho el 27 de septiembre de 2008, por Zhai Zhigang durante la misión Shenzhou 7. La pasarela, utilizando un traje espacial Feitian, hizo de China el tercer país para realizar de forma independiente un EVA.
• El primer EVA de un astronauta italiano fue hecho el 9 de julio de 2013, por Luca Parmitano junto con la NASA Astronaut Chris Cassidy durante la Expedición 36 en la Estación Espacial Internacional.
• El primer EVA de un astronauta británico fue el 15 de enero de 2016, por Tim Peake.
  • Aunque el británico-americano Michael Foale llevó a cabo un EVA el 9 de febrero de 1995, voló como astronauta estadounidense en el programa de la NASA.

Reunión de la Estación Espacial Internacional EVA realizada durante la misión STS-116. Robert Curbeam (con rayas rojas) junto con Christer Fuglesang sobre Cook Strait, Nueva Zelanda.

Anatoly Solovyev tiene el récord de tiempo pasado durante las pasarelas: 82+ horas más de 16 salidas separadas, vista aquí realizando un EVA fuera de la estación espacial Mir en 1997.

Conmemoración

La primera caminata espacial, realizada por el cosmonauta soviético Alexei Leonov, se conmemoró en 1965 con varios sellos del Bloque del Este (ver Alexei Leonov#Stamps). Dado que la Unión Soviética no publicó detalles de la nave espacial Voskhod en ese momento, la representación de la nave espacial en los sellos era puramente ficticia.

La oficina de correos de EE. UU. emitió un sello postal en 1967 en conmemoración de la primera caminata espacial estadounidense de Ed White. La imagen grabada tiene una representación precisa de la nave espacial Gemini IV y el traje espacial de White.

Alexei Leonov, Voskhod 2, First Spacewalk U.S.R. edición conmemorativa de 1965

Logros en el espacio Edición Conmemorativa de 1967

Designaciones

Los "caminantes espaciales" de la NASA durante el programa del transbordador espacial fueron designados como EV-1, EV-2, EV-3 y EV-4 (asignados a especialistas de misión para cada misión, si corresponde).

Procedimiento de campamento

Para los EVA de la Estación Espacial Internacional, la NASA empleó un procedimiento de campamento para reducir el riesgo de enfermedad por descompresión. Esto fue probado por primera vez por la tripulación de la Expedición 12. Durante un campamento, los astronautas duermen durante la noche en la esclusa de aire antes de un EVA, lo que reduce la presión del aire a 10,2 psi (70 kPa), en comparación con la presión normal de la estación de 14,7 psi (101 kPa). Pasar una noche con la presión de aire más baja ayuda a eliminar el nitrógeno del cuerpo, lo que evita las "curvas". Más recientemente, los astronautas han estado utilizando el protocolo de ejercicio ligero en traje en lugar de acampar para prevenir la enfermedad por descompresión.