The spacesuit is a garment that serves to protect astronauts from the harmful conditions of space and for extra-vehicular mobility: here’s how it’s made
Fans of the TV series The Big Bang Theory know well how much a spacesuit can count for travel beyond the planet Earth, thanks to the misadventures of the inexperienced astronaut Howard Wolowitz. In fact, the spacesuit is an essential garment whose operation must be studied carefully.
As you know, it is a pressurized garment worn by astronauts during space flights, designed also to protect them from potentially harmful conditions experienced in space. Spacesuits are also used as an extra-vehicular mobility unit (EMU) as a mobility aid when an astronaut performs a spacewalk outside of an orbiting spacecraft.
What a spacesuit is for and what it is composed of
Spacesuits are designed with numerous custom-made components produced by a variety of manufacturers and assembled by the National Aeronautics Space Agency (NASA) at their headquarters in Houston. The first spacesuits were introduced in the 1950s when the first explorations into space began. Their conformation has evolved over time becoming more functional and increasingly complex.
A spacesuit is made according to advanced technological procedures to safeguard the wearer from certain hostile factors such as cosmic radiation, especially infrared and ultraviolet radiation that is not filtered out due to the absence of an atmosphere, as well as different space temperatures that range from -100 °C to +120 °C. Before setting sail for space, the astronaut must complete a period of adaptation in the so-called airlock, an airtight compartment for pressure balance, before and after any extra-vehicular activity, to circumvent possible pathologies due to decompression.
Numerous raw materials are used to build a spacesuit. The materials of the fabric of a spacesuit include a variety of different synthetic polymers, while the innermost layer is made of a nylon tricot material. Another layer consists of spandex, a wearable stretch polymer. There is also a layer of urethane-coated nylon, which performs functions inherent to pressurization. Dacron, on the other hand, is a type of polyester used for the containment layer during pressurization. Other synthetic fabrics used include neoprene which is a type of spongy rubber, aluminized mylar, gortex, Kevlar and nomex.
In addition to synthetic fibers, other raw materials play important roles. For example, fiberglass is the main material for the hard segment of the upper torso, while lithium hydroxide is used in the manufacture of the filter that removes carbon dioxide and water vapor during a spacewalk. A mixture of zinc and silver then makes up the battery that powers the suit, while plastic tubes are woven into the fabric to carry cooling water throughout the suit.
Also, all the other components that are used to make the suit’s electronic circuitry and controls must be considered. But how much does a spacesuit cost? There is no fixed cost but the price is between 1 and 2 million dollars. Negli ultimi tempi ad attirare l’attenzione sull’argomento ci ha pensato Elon Musk fondatore e amministratore delegato dell’azienda aerospaziale SpaceX, che si è proposto per realizzare un modello di tuta spaziale per la NASA, destinata al prossimo allunaggio previsto per il 2024, ad un costo che oscilla dai 2 ai 12 milioni di dollari.
La tuta spaziale, un complesso indumento
Una tuta spaziale è composta da diverse parti, strumenti e accessori. Le prime tute spaziali avevano un peso intorno ai 100 kg, mentre quelle per lo Space Shuttle pesano oltre 130 kg. Durante i primi anni del programma spaziale, le tute spaziali venivano realizzate su misura per ogni astronauta ed erano molto meno tecnologiche di quelle di oggi. Al giorno d’oggi, con l’incremento dei costi delle materie, le taglie sono state uniformate, per comprendere altezze tra 167 e 187 cm.
Tra le componenti di una tuta spaziale troviamo:
- il casco assemblato con policarbonato rigido resistente al calore e un elmetto con una visiera mobile laminata con un fine strato di oro, per preservare la vista dell’astronauta dalla luce del sole e dai vari riflessi luminosi;
- un busto in fibra di vetro, al quale sono connessi tutti gli altri pezzi della tuta spaziale;
- i guanti formati da uno strato in gomma e da ganci, un accessorio che ha lo scopo di essere comodo e funzionale;
- gli stivali.
Tra gli accessori che completano una tuta spaziale ci sono: un contenitore per l’acqua potabile collocato vicino al petto con un tubicino per permettere all’astronauta di bere e un pannolone per la raccolta delle urine. Talvolta nella tuta spaziale sono presenti anche barrette energetiche.
Tra gli strumenti di una tuta spaziale vi sono:
- le luci sul casco alimentate a batteria;
- una telecamera sul casco in comunicazione con lo Shuttle e con la base di controllo sulla Terra;
- auricolari e microfoni incorporati;
- il modulo di indicazione e controllo (DCM, Display and Control Module), ossia un congegno per controllare il regolare funzionamento della tuta.