¿Cómo se ven afectados los EVA en LEO por estar en el lado nocturno de la Tierra?

Los diseñadores de trajes espaciales y los planificadores de actividades extravehiculares (EVA) probablemente preferirían que las caminatas espaciales solo tuvieran lugar a la sombra de la Tierra. Desde la perspectiva del diseño del traje espacial, uno de los mayores problemas es el rechazo de calor, no la retención de calor. Esto se debe a la casi inexistente transferencia de calor por convección (conducción y advección) en el vacío cercano en LEO, por lo que la única forma de mantener la temperatura del entorno interno del traje en niveles aceptables es irradiándola , rechazándola o almacenándola. Los radiadores grandes (y masivos) en las unidades de movilidad obviamente no serían muy bienvenidos, por lo que mientras que algunos disipadores de calor más pequeños y los radiadores de intercambio de calor se usan internamente en las unidades PLSS (Sistema de soporte vital portátil), solo nos queda el rechazo de calor. y opciones de almacenamiento de exceso de calor.

El rechazo del calor ambiental externo es bastante sencillo. Los trajes espaciales son en su mayoría blancos o usan superficies reflectantes para evitar la absorción y reflejar la mayor cantidad de luz incidente del Sol y el brillo de la Tierra (el albedo de la Tierra) antes de que se convierta en calor fototérmico o, si lo desea, por fotoexcitación. Esto también ayuda a evitar la carga fotoeléctrica de las capas exteriores del traje, lo que también podría ser peligroso si se acumula demasiada carga y se descargaría rápidamente (a veces denominado catastróficamente ) al tocar el armazón de la estación, por ejemplo.

El entorno térmico interno del traje es un poco más complicado. Los parámetros de diseño en promedio funcionan con 1.200 BTU (British Thermal Units) por hora, unos 350 W si la memoria no falla, de la llamada tasa metabólica . En términos más simples, esta es la producción de calor del techo de diseño por hora durante una caminata espacial activa. Todo este calor, con caminatas espaciales que a veces duran incluso más de 8 horas (los trajes espaciales rusos actuales pueden soportar caminatas espaciales más largas que los estadounidenses, pero son más torpes con los umbilicales, es decir, son menos autónomos) debe transferirse al agua de refrigeración y rechazarse utilizando el sublimador. en el PLSS http://quest.nasa.gov/space/teachers/suited/5emu4.html Un límite para el tiempo de EVA es la cantidad de agua restante. Como se mencionó, los trajes espaciales rusos ( Orlan) pueden ampliar su autonomía con el uso de conexiones umbilicales a la estación, mientras que American (Enhanced EMU w/ SAFER ) puede durar 8 horas más 30 minutos de respaldo (soporte vital redundante), teniendo a su disposición unos 820 Wh de potencia total.

Entonces, cuando EVA se lleva a cabo a la sombra de la Tierra, a pesar de que los caminantes espaciales tienen que encender algunas luces montadas en sus cascos, el sistema de rechazo de calor activo PLSS tiene que trabajar menos sin fuentes de calor incidentes externas y su consumo de energía total es durante esos tiempos más bajo. Entonces, desde la perspectiva del diseño del traje, estar a la sombra de la Tierra es una ventaja.

Desde la perspectiva del planificador de EVA, es un poco mixto. A la sombra de la Tierra, no hay que preocuparse por el aumento del flujo solar (tormentas solares y otros eventos), pero puede ser un poco más difícil para los astronautas retirarse a la esclusa de aire en caso de una emergencia, y también pueden trabajar un poco más lento debido a la visibilidad reducida. Entonces, si toda la duración de un EVA tuviera lugar en la sombra, sería una ventaja, pero como los tránsitos dentro y fuera de ellos toman tiempo de EVA (los astronautas estarían ajustando su PLSS para térmicas, trabajarían más con los controles de su traje como cambiar encender y apagar luces, ajustar cámaras,...), no es realmente una ventaja.

En cuanto a los propios astronautas, probablemente preferirían que todos los EVA tuvieran lugar durante el día. No tienen que tener tanto cuidado con las fugas de fluidos externos (como el amoníaco del sistema de enfriamiento de la estación) ya que se desgasificarían más rápido en el lado soleado . También ven lo que están haciendo mucho mejor, pueden trabajar más rápido y tal vez incluso avanzar a tareas programadas para los próximos EVA, y la vista también es mucho más agradable. Aquí es cuando sacarían sus cámaras y tomarían algunos retratos de EVA, selfies o lo que sea que esté de moda. Después de haber visto bastantes paseos espaciales (incluidos los recientes de Wilmore & Virts ), diría que también se vuelven más habladores y, en general, la atmósfera de trabajo.(perdón por el juego de palabras) parece más edificante (ahí voy de nuevo, lo siento). :)

    ^{El traje EMU mejorado (con las luces encendidas). Los trajes son blancos para reflejar el calor y resaltar contra la negrura del espacio; las
    franjas rojas sirven para diferenciar a los astronautas. (Fuente: Wikipedia , Crédito: NASA )}

Algunas fuentes adicionales:

• Artículo de NASA Human Spaceflight sobre unidades de movilidad de actividad extravehicular
• Sistema de soporte de vida portátil (PLSS) EMU avanzado y esquemas EMU de transbordador/ISS, una comparación , Colin Campbell, NASA JSC, 2012 (PDF)

Escuché, sin cita, que mientras que TildalWave discute sobre el manejo del calor mientras está en EVA, los dedos de los guantes son casi lo contrario.

Cuando es de noche, los guantes se enfrían y los dedos de los astronautas tienen problemas. Mientras que a la luz se calientan. Un buen ejemplo de cómo incluso el problema general tiene diferencias menores/locales.

Referencias aquí y aquí .