Atividade extraveicular

Cosmonaut Sergey Volkov trabalha fora da Estação Espacial Internacional em 3 de agosto de 2011.

Stephen Robinson montando o Canadarm2 durante o STS-114 em 3 de agosto de 2005. O primeiro reparo em voo do ônibus espacial. A massa terrestre no pano de fundo é a região bari da Somália.

Actividade extraveicular (EVA) é qualquer atividade feita por um astronauta no espaço exterior fora de uma nave espacial. Na ausência de uma atmosfera respirável da Terra, o astronauta depende completamente de um terno espacial para o apoio ambiental. EVA inclui calçadas espaciais e exploração da superfície lunar ou planetária (comumente conhecida de 1969 a 1972) moonwalks). Em um EVA stand-up (SEVA), um astronauta está através de uma escotilha aberta, mas não deixa totalmente a nave espacial. A EVA foi conduzida pela União Soviética/Rússia, Estados Unidos, Canadá, Agência Espacial Europeia e China.

Em 18 de março de 1965, Alexei Leonov se tornou o primeiro humano a realizar uma caminhada espacial, saindo da cápsula Voskhod 2 por 12 minutos e 9 segundos. Em 20 de julho de 1969, Neil Armstrong se tornou o primeiro ser humano a realizar um moonwalk, fora de seu módulo lunar na Apollo 11 por 2 horas e 31 minutos. Nas últimas três missões à Lua, os astronautas também realizaram EVAs no espaço profundo no retorno à Terra, para recuperar latas de filme do lado de fora da espaçonave. Os astronautas americanos Pete Conrad, Joseph Kerwin e Paul Weitz também usaram o EVA em 1973 para reparar danos de lançamento no Skylab, o aeroporto dos Estados Unidos. primeira estação espacial.

Os EVAs podem ser amarrados (o astronauta está conectado à espaçonave; oxigênio e energia elétrica podem ser fornecidos por um cabo umbilical; não é necessária propulsão para retornar à espaçonave) ou não amarrados. As caminhadas espaciais sem amarras foram realizadas apenas em três missões em 1984 usando a Unidade de Manobra Tripulada (MMU) e em um teste de voo em 1994 do Simplified Aid For EVA Rescue (SAFER), um dispositivo de segurança usado em EVAs americanos amarrados.

Histórico de desenvolvimento

Os planejadores da NASA inventaram o termo atividade extraveicular (abreviado com a sigla EVA) no início dos anos 1960 para o programa Apollo para pousar homens na Lua, porque os astronautas deixariam a espaçonave para coletar material lunar amostras e implantar experimentos científicos. Para apoiar este e outros objetivos da Apollo, o programa Gemini foi desenvolvido para desenvolver a capacidade de os astronautas trabalharem fora de uma espaçonave de dois homens em órbita da Terra. No entanto, a União Soviética era ferozmente competitiva em manter a liderança inicial que havia conquistado em voos espaciais tripulados, então o Partido Comunista Soviético, liderado por Nikita Khrushchev, ordenou a conversão de sua cápsula Vostok monopiloto em uma nave para duas ou três pessoas. chamado Voskhod, a fim de competir com Gemini e Apollo. Os soviéticos conseguiram lançar duas cápsulas Voskhod antes que os EUA pudessem lançar seu primeiro Gemini tripulado.

Os aviônicos do Voskhod exigiam resfriamento pelo ar da cabine para evitar o superaquecimento, portanto, uma câmara de descompressão era necessária para o cosmonauta sair e entrar novamente na cabine enquanto ela permanecia pressurizada. Por outro lado, os aviônicos do Gemini não exigiam refrigeração a ar, permitindo que o astronauta saísse e entrasse novamente na cabine despressurizada por meio de uma escotilha aberta. Por causa disso, os programas espaciais americanos e soviéticos desenvolveram diferentes definições para a duração de um EVA. A definição soviética (agora russa) começa quando a escotilha externa da câmara de descompressão é aberta e o cosmonauta está no vácuo. Um EVA americano começava quando o astronauta tinha pelo menos a cabeça fora da espaçonave. Os EUA mudaram sua definição de EVA desde então.

Primeira caminhada espacial

Alexei Leonov realiza a primeira caminhada espacial durante Voskhod 2.

O primeiro EVA foi realizado em 18 de março de 1965, pelo cosmonauta soviético Alexei Leonov, que passou 12 minutos e 9 segundos fora da espaçonave Voskhod 2. Carregando uma mochila de metal branco contendo 45 min. digno de respiração e oxigênio de pressurização, Leonov não tinha meios de controlar seu movimento a não ser puxar sua corda de 15,35 m (50,4 pés). Após o vôo, ele afirmou que foi fácil, mas seu traje espacial inflou devido à pressão interna contra o vácuo do espaço, endurecendo tanto que ele não conseguiu ativar o obturador de sua câmera montada no peito.

No final de sua caminhada espacial, o enrijecimento do traje causou um problema mais sério: Leonov teve que reentrar na cápsula através da câmara de ar inflável de pano, 1,2 m (3 pés 11 in) de diâmetro e 2,5 m (8 pés 2 pol.) de comprimento. Ele entrou indevidamente na eclusa de cabeça e ficou preso de lado. Ele não poderia voltar sem reduzir a pressão em seu traje, arriscando "as curvas". Isso acrescentou mais 12 minutos ao seu tempo no vácuo e ele superaqueceu em 1,8 °C (3,2 °F) devido ao esforço. Levaria quase quatro anos até que os soviéticos tentassem outro EVA. Eles deturparam para a imprensa como Leonov achava difícil trabalhar na gravidade zero e esconderam os problemas encontrados até depois do fim da Guerra Fria.

Projeto Gêmeos

Ed White realiza a primeira caminhada espacial americana durante Gemini IV.

A primeira caminhada espacial americana foi realizada em 3 de junho de 1965, por Ed White, do segundo voo tripulado da Gemini, Gemini IV, por 21 minutos. White foi amarrado à espaçonave e seu oxigênio foi fornecido por meio de um umbilical de 25 pés (7,6 m), que também transportava comunicações e instrumentação biomédica. Ele foi o primeiro a controlar seu movimento no espaço com uma Unidade de Manobra Portátil, que funcionou bem, mas carregou apenas propelente suficiente para 20 segundos. White achou sua corda útil para limitar sua distância da espaçonave, mas difícil de usar para se movimentar, ao contrário da afirmação de Leonov. No entanto, um defeito no mecanismo de travamento da escotilha da cápsula causou dificuldades para abrir e fechar a escotilha, o que atrasou o início do EVA e colocou White e seu companheiro de tripulação em risco de não voltarem vivos para a Terra.

Nenhum EVA foi planejado nos próximos três voos da Gemini. O próximo EVA foi planejado para ser feito por David Scott em Gemini VIII, mas essa missão teve que ser abortada devido a um mau funcionamento crítico da espaçonave antes que o EVA pudesse ser conduzido. Os astronautas dos três voos seguintes do Gemini (Eugene Cernan, Michael Collins e Richard Gordon) realizaram vários EVAs, mas nenhum foi capaz de trabalhar com sucesso por longos períodos fora da espaçonave sem se cansar e superaquecer. Cernan tentou, mas não conseguiu, testar uma Unidade de Manobra de Astronautas da Força Aérea, que incluía um sistema de oxigênio autônomo.

Em 13 de novembro de 1966, Edwin "Buzz" Aldrin se tornou o primeiro a trabalhar com sucesso no espaço sem se cansar durante a Gemini XII, a última missão da Gemini. Aldrin trabalhou fora da espaçonave por 2 horas e 6 minutos, além de dois EVAs de pé na escotilha da espaçonave por mais 3 horas e 24 minutos. O interesse de Aldrin pelo mergulho inspirou o uso do treinamento EVA subaquático para simular a ausência de peso, que tem sido usado desde então para permitir que os astronautas pratiquem técnicas para evitar o desperdício de energia muscular.

Primeira transferência de tripulação de EVA

Em 16 de janeiro de 1969, os cosmonautas soviéticos Aleksei Yeliseyev e Yevgeny Khurnov foram transferidos da Soyuz 5 para a Soyuz 4, que foram acopladas juntas. Este foi o segundo EVA soviético, e levaria quase nove anos até que os soviéticos realizassem o terceiro.

EVA lunar da Apollo

O Buzz Aldrin anda na Lua durante a missão pioneira da Apollo 11 em 1969.

Os astronautas americanos Neil Armstrong e Buzz Aldrin realizaram o primeiro EVA na superfície lunar em 21 de julho de 1969 (UTC), após pousar sua espaçonave Apollo 11 Lunar Module. Esta primeira caminhada na Lua, usando sistemas de suporte de vida portáteis autônomos, durou 2 horas e 36 minutos. Um total de quinze caminhadas lunares foram realizadas entre seis tripulações da Apollo, incluindo Charles "Pete" Conrad, Alan Bean, Alan Shepard, Edgar Mitchell, David Scott, James Irwin, John Young, Charles Duke, Eugene Cernan e Harrison "Jack" Schmitt. Cernan foi o último astronauta da Apollo a pisar na superfície da Lua.

O piloto do módulo de comando da Apollo 15, Al Worden, fez um EVA em 5 de agosto de 1971, na viagem de volta da Lua, para recuperar um filme e uma vasilha de gravação de dados do módulo de serviço. Ele foi auxiliado pelo Piloto do Módulo Lunar James Irwin de pé na escotilha do Módulo de Comando. Este procedimento foi repetido por Ken Mattingly e Charles Duke na Apollo 16, e por Ronald Evans e Harrison Schmitt na Apollo 17.

EVAs pós-Apolo

Os primeiros reparos de EVA em uma espaçonave foram feitos por Charles "Pete" Conrad, Joseph Kerwin e Paul J. Weitz em 26 de maio, 7 de junho e 19 de junho de 1973, na missão Skylab 2. Eles resgataram a funcionalidade da estação espacial Skylab danificada pelo lançamento, liberando um painel solar preso, implantando um escudo de aquecimento solar e liberando um relé do disjuntor preso. A tripulação do Skylab 2 fez três EVAs, e um total de dez EVAs foram feitos pelas três equipes do Skylab. Eles descobriram que as atividades na ausência de peso exigiam cerca de 21⁄2 vezes mais do que na Terra porque muitos astronautas sofreram enjôo no início de seus vôos.

Depois do Skylab, nenhum outro EVA foi feito pelos Estados Unidos até o advento do programa Space Shuttle no início dos anos 1980. Nesse período, os soviéticos retomaram os EVAs, fazendo quatro das estações espaciais Salyut 6 e Salyut 7 entre 20 de dezembro de 1977 e 30 de julho de 1982.

Quando os Estados Unidos retomaram os EVAs em 7 de abril de 1983, os astronautas começaram a usar uma Unidade de Mobilidade Extraveicular (EMU) para suporte de vida independente da espaçonave. STS-6 foi a primeira missão do Ônibus Espacial durante a qual uma caminhada espacial foi conduzida. Além disso, pela primeira vez, os astronautas americanos usaram uma eclusa de ar para entrar e sair da espaçonave como os soviéticos. Conseqüentemente, a definição americana de hora de início do EVA foi redefinida para quando o astronauta muda a EMU para energia da bateria.

Inúmeros EVAs foram conduzidos durante a montagem da ISS, muitas vezes usando o Quest Joint Airlock, projetado para suportar EMUs dos EUA e trajes espaciais russos Orlan.

EVA chinês

A China se tornou o terceiro país a realizar um EVA de forma independente em 27 de setembro de 2008, durante a missão Shenzhou 7. O taikonauta chinês Zhai Zhigang completou uma caminhada espacial de 22 minutos vestindo o traje espacial Feitian desenvolvido na China, com o taikonauta Liu Boming vestindo o traje espacial Orlan derivado da Rússia ajudando-o no processo. Zhai saiu completamente da nave, enquanto Liu ficou parado na câmara de descompressão, ocupando o portal.

Desde 2021, a China realizou várias outras atividades extraveiculares com duração de várias horas para a construção da estação espacial de Tiangong.

Marcos

Marcos de capacidade

• O primeiro calçada espacial foi feito pelo americano Bruce McCandless II em 7 de fevereiro de 1984, durante a missão Space Shuttle Challenger STS-41-B, usando a unidade de manobra Manned. Ele foi posteriormente acompanhado por Robert L. Stewart durante a caminhada espacial de 5 horas e 55 minutos. Uma caminhada espacial auto-suficiente foi primeiramente tentada por Eugene Cernan em 1966 em Gemini 9A, mas Cernan não conseguiu alcançar a unidade de manobra sem tocar.
• O primeiro metalwork em espaço aberto, consistindo de soldagem, brasagem e pulverização de metal, foi conduzido por cosmonautas soviéticos Svetlana Savitskaya e Vladimir Dzhanibekov em 25 de julho de 1984. Uma ferramenta multiúso especialmente projetada foi usada para realizar essas atividades durante uma EVA de 3 horas e 30 minutos fora da estação espacial Salyut 7.
• O primeiro três pessoas EVA foi realizada em 13 de maio de 1992, como o terceiro EVA do STS-49, o voo de solteira Elaboração. Pierre Thuot, Richard Hieb e Thomas Akers conduziram o EVA para captura manual e reparar um satélite Intelsat VI-F3 não funcional. Em 2021 foi a única EVA de três pessoas.
• O primeiro EVA a realizar um reparação em voo do ônibus espacial foi de Steve Robinson em 3 de agosto de 2005, durante a missão "Return to Flight" STS-114. Robinson foi enviado para remover dois preenchedores de lacunas protrusos do escudo de calor do Discovery, depois que os engenheiros determinaram que havia uma pequena chance que pudessem afetar o vaivém após a reentrada. Robinson removeu com sucesso o material solto enquanto Descobrimento foi acoplado à Estação Espacial Internacional.
• O EVA mais longa realizada a partir de janeiro de 2022, foram 8 horas e 56 minutos, realizados por Susan Helms e James S. Voss em 11 de março de 2001.

O astronauta americano Bruce McCandless usa uma unidade manobrada. Foto tirada por Robert "Hoot" Gibson.

Captura da Intelsat VI em 1992 no STS-49. Esta captura manual de um satélite é a única EVA a ser realizada por três astronautas.

Registros pessoais de duração cumulativa

• Anatoly russo Solovyev prende ambos os recorde para a maioria dos EVAs e para a maior duração cumulativa gastos em EVA (16 EVAs; 82 hr e 22 min).
• Michael Lopez-Alegria detém o recorde americano (10 EVAs; 67 hr e 40 min).
• Thomas Pesquet detém o recorde europeu (e não-US/russo) (6 EVAs; 39 hr e 54 min).
• Peggy Whitson tem o recorde para a maioria dos EVAs e a maior duração cumulativa gasto para uma mulher (10 EVAs, 60 hr e 21 min).

Primeiros nacionais, étnicos e de gênero

• A primeira mulher a realizar um EVA foi soviética Svetlana Savitskaya em 25 de julho de 1984, enquanto a bordo da estação espacial Salyut 7. Seu EVA durou 3 horas e 35 minutos.
  • A primeira mulher americana a realizar um EVA foi Kathryn D. Sullivan em 11 de outubro de 1984.
  • As duas primeiras mulheres a realizar um EVA juntos e o primeira equipe de EVA de todas as mulheres foram Christina Koch e Jessica Meir em 18 de outubro de 2019, durante a Expedição 61 na Estação Espacial Internacional.
  • A primeira mulher asiática e chinesa para executar um EVA foi Wang Yaping em 8 de novembro de 2021, fora da estação espacial chinês Tiangong.
  • A primeira mulher nativa americana a realizar uma caminhada espacial foi Nicole Aunapu Mann em 20 de janeiro de 2023, durante a Expedição 68 na Estação Espacial Internacional.
• O primeiro EVA por um não soviético, não-americano foi feita em 9 de dezembro de 1988, por Jean-Loup Chrétien da França durante uma estadia de três semanas na estação espacial Mir.
• O primeiro EVA por um afro-americano negro foi em 9 de fevereiro de 1995, por Bernard A. Harris Jr.
• O primeiro EVA de um astronauta japonês foi feito em 25 de novembro de 1997, por Takao Doi durante o STS-87.
• O primeiro EVA de um astronauta suíço foi feito em 23 de dezembro de 1999, por Claude Nicollier durante o STS-103.
• O primeiro EVA por um australiano foi em 13 de março de 2001, por Andy Thomas (embora ele seja um cidadão naturalizado dos EUA).
• O primeiro EVA de um astronauta canadense foi feito em 22 de abril de 2001, por Chris Hadfield junto com o astronauta da NASA Scott Parazynski durante a missão STS-100 para instalar o Canadarm2 na Estação Espacial Internacional.
• O primeiro EVA por um astronauta escandinavo foi feito em 12 de dezembro de 2006, por Christer Fuglesang.
• O primeiro EVA de um astronauta chinês foi feito em 27 de setembro de 2008, por Zhai Zhigang durante a missão Shenzhou 7. A calçada, usando um terno espacial feitiano, fez da China o terceiro país para realizar independentemente um EVA.
• O primeiro EVA de um astronauta italiano foi feito em 9 de julho de 2013, por Luca Parmitano junto com a NASA Astronaut Chris Cassidy durante a Expedição 36 na Estação Espacial Internacional.
• O primeiro EVA de um astronauta britânico foi em 15 de janeiro de 2016, por Tim Peake.
  • Embora Michael Foale britânico-americano tenha realizado um EVA em 9 de fevereiro de 1995, ele voou como um astronauta americano no programa da NASA.

Montagem da Estação Espacial Internacional EVA feita durante a missão STS-116. Robert Curbeam (com listras vermelhas) junto com Christer Fuglesang sobre Cook Strait, Nova Zelândia.

Anatoly Solovyev mantém o recorde de tempo gasto durante as caminhadas espaciais: 82+ horas mais de 16 saídas separadas, visto aqui executando um EVA fora da estação espacial Mir em 1997.

Comemoração

A primeira caminhada espacial, feita pelo cosmonauta soviético Alexei Leonov, foi comemorada em 1965 com vários selos do Leste Bloc (veja Alexei Leonov#Stamps). Uma vez que a União Soviética não publicou detalhes da sonda Voskhod na época, a representação da nave espacial nos selos era puramente fictícia.

Os Correios dos EUA emitiram um selo postal em 1967 comemorando a primeira caminhada espacial americana de Ed White. A imagem gravada tem uma representação precisa da espaçonave Gemini IV e do traje espacial de White.

Alexei Leonov, Voskhod 2, Primeiro passeio espacial edição comemorativa do USSR de 1965

Cumprimentos no Espaço Edição Comemorativa dos EUA de 1967

Designações

Nasa "spacewalkers" durante o programa Space Shuttle foram designados como EV-1, EV-2, EV-3 e EV-4 (atribuídos a especialistas de missão para cada missão, se aplicável).

Procedimento de acampamento

Para EVAs da Estação Espacial Internacional, a NASA empregou um procedimento de acampamento para reduzir o risco de doença descompressiva. Isso foi testado pela primeira vez pela tripulação da Expedição 12. Durante um acampamento, os astronautas dormem durante a noite na câmara antes de um EVA, reduzindo a pressão do ar para 10,2 psi (70 kPa), em comparação com a pressão normal da estação de 14,7 psi (101 kPa). Passar uma noite com a pressão do ar mais baixa ajuda a liberar o nitrogênio do corpo, evitando assim as "dobras". Mais recentemente, os astronautas têm usado o protocolo In-Suit Light Exercise em vez de acampamento para prevenir a doença descompressiva.