Actividad extravehicular

La 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 de la Tierra , el astronauta depende completamente de un traje espacial para el apoyo ambiental. Las EVA incluyen caminatas espaciales y exploración de la superficie lunar o planetaria (comúnmente conocidas entre 1969 y 1972 como caminatas lunares ). En una EVA de pie (SEVA), un astronauta se para a través de una escotilla abierta pero no abandona completamente la nave espacial. ^[1] Las EVA han sido realizadas 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 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 humano en realizar una caminata lunar, fuera de su módulo de aterrizaje lunar en el Apolo 11 durante 2 horas y 31 minutos. En 1984, Svetlana Savitskaya se convirtió en la primera mujer en realizar una caminata espacial, realizando EVA fuera de la estación espacial Salyut 7 durante 3 horas y 35 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 de lanzamiento a Skylab , la primera estación espacial de los Estados Unidos.

Las EVA pueden ser atadas (el astronauta está conectado a la nave espacial; el oxígeno y la energía eléctrica pueden suministrarse a través de un cable umbilical ; no se necesita propulsión para regresar a la nave espacial) o no atadas. Las caminatas espaciales no atadas solo se realizaron en tres misiones en 1984 utilizando la Unidad de Maniobra Tripulada (MMU), y en una prueba de vuelo en 1994 del Sistema Simplificado de Ayuda para el Rescate en EVA (SAFER), un dispositivo de seguridad que se usa en las EVA estadounidenses atadas.

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 aterrizar humanos en la Luna, porque los astronautas abandonarían la nave espacial para recolectar muestras de material lunar y desplegar experimentos científicos. Para apoyar este y otros objetivos de Apolo, se escindió el programa Gemini para desarrollar la capacidad de los astronautas para trabajar fuera de una nave espacial de dos personas en órbita terrestre. Sin embargo, la Unión Soviética era ferozmente competitiva en mantener el liderazgo inicial que había ganado en los vuelos espaciales tripulados, por lo que el Partido Comunista Soviético , liderado por Nikita Khrushchev , ordenó la conversión de su cápsula Vostok de un solo piloto en una nave de dos o tres personas llamada Voskhod , para competir con Gemini y Apollo . ^[2] Los soviéticos pudieron lanzar dos cápsulas Voskhod antes de que Estados Unidos pudiera lanzar su primera Gemini tripulada.

La aviónica del Voskhod requería refrigeración por aire de la cabina para evitar cualquier tipo de sobrecalentamiento, por lo que se requería una esclusa de aire para que el cosmonauta que caminaba por el espacio saliera y volviera a entrar en la cabina mientras permanecía presurizada. Inusualmente, y por contraste, la aviónica del Gemini no requería refrigeración por aire, lo que permitía al astronauta que caminaba por el espacio 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 una EVA. La definición soviética (ahora rusa ) comienza cuando la escotilla de la escotilla de aire exterior está abierta y el cosmonauta está en el vacío . Una EVA estadounidense comenzaba cuando el astronauta tenía al menos la cabeza fuera de la nave espacial. ^[3] Estados Unidos ha cambiado su definición de EVA desde entonces. ^{[4] [5]}

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. Llevaba una mochila de metal blanca que contenía oxígeno para respirar y presurizar durante 45 minutos, y Leonov no tenía forma de controlar su movimiento más allá de tirar de su correa de 15,35 m (50,4 pies). Después del vuelo, afirmó que esto fue fácil, pero su traje espacial se hinchó por su presión interna contra el vacío del espacio, endureciéndose tanto que no pudo activar el obturador de su cámara montada en el pecho. ^[6]

Al final de su paseo espacial, el endurecimiento 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 pies 11 pulgadas) de diámetro y 2,5 m (8 pies 2 pulgadas) de largo. Entró incorrectamente en la esclusa de aire de cabeza y se quedó atascado de lado. No pudo volver a entrar sin reducir la presión en su traje, arriesgándose a " las curvas ". Esto agregó otros 12 minutos a su tiempo en el vacío, y se sobrecalentó en 1,8 °C (3,2 °F) por el esfuerzo. Pasarían casi cuatro años antes de que los soviéticos intentaran otra EVA. Tergiversaron a la prensa lo difícil que Leonov encontraba trabajar en ingravidez y ocultaron los problemas encontrados hasta después del final de la Guerra Fría . ^{[6] [7]}

El primer paseo espacial estadounidense fue realizado el 3 de junio de 1965 por Ed White desde el segundo vuelo tripulado de Gemini , Gemini IV , durante 21 minutos. White estaba atado a la nave espacial y su oxígeno era suministrado a través de un cordón umbilical de 25 pies (7,6 m) , que también transportaba comunicaciones e instrumentación biomédica. Fue el primero en controlar su movimiento en el espacio con una unidad de maniobra portátil , que funcionó bien pero solo transportó suficiente propulsor para 20 segundos. White encontró que su correa era útil para limitar su distancia de la nave espacial, pero difícil de usar para moverse, contrariamente a la afirmación de Leonov. ^[6] 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 de la EVA y puso a White y su compañero de tripulación en riesgo de no regresar a la Tierra con vida. ^[8]

No se planearon EVA en los siguientes tres vuelos Gemini. La siguiente EVA estaba prevista para ser realizada por David Scott en Gemini VIII , pero esa misión tuvo que ser abortada debido a un mal funcionamiento crítico de la nave espacial antes de que la EVA pudiera llevarse a cabo. Los astronautas en los siguientes tres vuelos Gemini ( Eugene Cernan , Michael Collins y Richard Gordon ), realizaron varias EVA, pero ninguno pudo trabajar con éxito durante largos períodos fuera de la nave espacial sin cansarse y sobrecalentarse. Cernan intentó, pero no pudo, probar una Unidad de Maniobras para 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.

El 16 de enero de 1969, los cosmonautas soviéticos Alexéi Yeliséyev y Yevgeny Khrunov se trasladaron de la Soyuz 5 a la Soyuz 4 , que se acoplaron entre sí. Esta fue la segunda EVA soviética, y pasarían casi otros nueve años antes de que los soviéticos realizaran la tercera. ^[6]

Los astronautas estadounidenses Neil Armstrong y Buzz Aldrin realizaron la primera EVA en la superficie lunar el 21 de julio de 1969 ( UTC ), después de aterrizar su módulo lunar Apollo 11. Esta primera caminata lunar, utilizando sistemas portátiles de soporte vital autónomos , duró 2 horas y 36 minutos. Se realizaron un total de quince caminatas lunares entre seis tripulaciones de Apollo, incluidos 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 de Apollo en pisar la superficie de la Luna. ^[6]

El piloto del módulo de mando del Apolo 15, Al Worden, realizó una EVA el 5 de agosto de 1971, en el viaje de regreso desde la Luna, para recuperar un recipiente de película y grabación de datos del módulo de servicio. Fue asistido por el piloto del módulo lunar James Irwin, que se puso de pie en la escotilla del módulo de mando. 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. [ ^6]

Las primeras reparaciones 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 durante el lanzamiento liberando un panel solar atascado , desplegando un escudo de calentamiento solar y liberando un relé disyuntor atascado. La tripulación del Skylab 2 realizó tres EVA, y las tres tripulaciones del Skylab realizaron un total de diez EVA. ^[6] Descubrieron que las actividades en ingravidez requerían aproximadamente 2 1 ⁄ 2 veces más tiempo que en la Tierra porque muchos astronautas sufrieron mareos espaciales al principio de sus vuelos. ^[9]

Después del Skylab, Estados Unidos no realizó más EVA hasta la llegada del programa del transbordador espacial a principios de los años 1980. En este período, los soviéticos reanudaron las EVA, realizando cuatro desde las estaciones espaciales Salyut 6 y Salyut 7 entre el 20 de diciembre de 1977 y el 30 de julio de 1982. ^[6]

Cuando Estados Unidos reanudó las EVA el 7 de abril de 1983, los astronautas comenzaron a utilizar una unidad de movilidad extravehicular (EMU) para el soporte vital autónomo e 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 del momento de inicio de una EVA se redefinió para que se redefiniera cuando el astronauta cambia la EMU a energía de batería. ^[10]

Se llevaron a cabo numerosas EVA durante el ensamblaje de la ISS , a menudo utilizando la esclusa de aire conjunta Quest , diseñada para soportar tanto las unidades eléctricas estadounidenses como los trajes espaciales rusos Orlan.

El 27 de septiembre de 2008, durante la misión Shenzhou 7 , China se convirtió en el tercer país en realizar una EVA de forma independiente . El taikonauta chino Zhai Zhigang completó una caminata espacial de 22 minutos con el traje espacial Feitian desarrollado por China , y el taikonauta Liu Boming , con el traje espacial Orlan de origen ruso, lo ayudó en el proceso. Zhai salió completamente de la nave, mientras Liu se quedó de pie junto a la esclusa de aire, a horcajadas sobre el portal.

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

La empresa estadounidense SpaceX llevó a cabo la primera EVA financiada por el sector privado el 12 de septiembre de 2024. El empresario Jared Isaacman y la ingeniera de SpaceX Sarah Gillis se aventuraron brevemente fuera de una cápsula Dragon , para una EVA de pie (SEVA) durante la misión Polaris Dawn para realizar pruebas de movilidad del traje espacial . ^[11] Los otros dos miembros de la tripulación estuvieron expuestos al vacío del espacio en la cápsula, pero no la abandonaron. ^[12] SpaceX planea lanzar al menos dos misiones más que involucren una EVA, ^{[13] incluida una que involucra al vehículo de lanzamiento} Starship de SpaceX, aún en desarrollo . ^[14]

• El primer paseo espacial sin ataduras lo realizó el estadounidense Bruce McCandless II el 7 de febrero de 1984, durante la misión STS-41-B del transbordador espacial Challenger , utilizando la unidad de maniobras tripulada . Posteriormente, Robert L. Stewart se unió a él durante la caminata espacial de 5 horas y 55 minutos. Eugene Cernan intentó por primera vez una caminata espacial autónoma en 1966 en el Gemini 9A , pero Cernan no pudo llegar a la unidad de maniobras sin cansarse.
• El primer trabajo con metales en el espacio abierto, consistente en soldadura, soldadura fuerte y pulverización de metal, fue realizado por los 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 una EVA de 3 horas y 30 minutos fuera de la estación espacial Salyut 7. ^{[15] [16] [17]}
• La primera EVA de tres personas se realizó el 13 de mayo de 1992, como la tercera EVA de STS-49 , el vuelo inaugural del Endeavour . ^[18] Pierre Thuot , Richard Hieb y Thomas Akers llevaron a cabo la EVA para capturar y reparar manualmente un satélite Intelsat VI-F3 que no funcionaba . A partir de 2021 fue la única EVA de tres personas. ^{[19][actualizar]}
• El primer EVA que realizó una reparación en vuelo del transbordador espacial fue el del estadounidense Steve Robinson el 3 de agosto de 2005, durante la misión "Return to Flight" STS-114 . Robinson fue enviado para retirar dos rellenos de huecos que sobresalían del escudo térmico del Discovery , después de que los ingenieros determinaran que había una pequeña posibilidad de que pudieran afectar al transbordador al reingresar. Robinson retiró con éxito el material suelto mientras el Discovery estaba acoplado a la Estación Espacial Internacional .
• La EVA más larga realizada hasta enero de 2022 fue de 8 horas y 56 minutos, realizada por Susan Helms y James S. Voss el 11 de marzo de 2001. ^[20]

• El ruso Anatoly Solovyev posee el récord de más EVAs y de mayor duración acumulada en EVA (16 EVAs; 82 horas y 22 minutos en 4 misiones Mir entre julio de 1990 y enero de 1998).
• Michael López-Alegría tiene el récord americano (10 EVAs; 67 horas y 40 minutos en 2 misiones del transbordador y 1 misión a la ISS entre octubre de 2000 y febrero de 2007).
• Thomas Pesquet posee el récord europeo (y no estadounidense ni ruso) (6 EVA; 39 horas y 54 minutos en 2 misiones a la ISS entre enero de 2017 y agosto de 2021). ^[21]
• Peggy Whitson tiene el récord de más EVAs realizadas y de mayor duración acumulada en la ISS para una mujer (10 EVAs, 60 horas y 21 minutos en 3 misiones a la ISS entre agosto de 2002 y mayo de 2017).

• La primera mujer en realizar una EVA fue la soviética Svetlana Savitskaya el 25 de julio de 1984, a bordo de la estación espacial Salyut 7. Su EVA duró 3 horas y 35 minutos.
  • La primera mujer estadounidense en realizar una EVA fue el 11 de octubre de 1984, por Kathryn D. Sullivan durante la misión STS-41-G .
  • Las dos primeras mujeres en realizar una EVA juntas y el primer equipo EVA compuesto exclusivamente por mujeres fueron Christina Koch y Jessica Meir el 18 de octubre de 2019, durante la Expedición 61 en la Estación Espacial Internacional . ^{[22] [23] [24]}
  • La primera mujer asiática y china en realizar una EVA fue Wang Yaping el 8 de noviembre de 2021, fuera de la estación espacial china Tiangong .
  • La primera mujer nativa americana en realizar una caminata espacial fue Nicole Aunapu Mann el 20 de enero de 2023, durante la Expedición 68 en la Estación Espacial Internacional . ^[25]
• La primera EVA realizada por un no soviético ni estadounidense fue realizada 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 realizada por un afroamericano negro fue el 9 de febrero de 1995, por Bernard A. Harris Jr durante la misión STS-63 .
• La primera EVA realizada por un astronauta japonés fue realizada el 25 de noviembre de 1997 por Takao Doi durante la misión STS-87 .
• La primera EVA de un astronauta suizo fue realizada el 23 de diciembre de 1999 por Claude Nicollier durante la misión STS-103 .
• La primera EVA realizada por una persona nacida en Australia fue el 13 de marzo de 2001, por Andy Thomas (aunque es ciudadano estadounidense naturalizado).
• La primera EVA realizada por un astronauta canadiense fue realizada 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 el Canadarm2 en la Estación Espacial Internacional . ^[26]
• La primera EVA de un astronauta sueco fue realizada el 12 de diciembre de 2006 por Christer Fuglesang .
• La primera EVA realizada por un astronauta chino fue realizada el 27 de septiembre de 2008 por Zhai Zhigang durante la misión Shenzhou 7. La caminata espacial, utilizando un traje espacial Feitian , convirtió a China en el tercer país en llevar a cabo una EVA de forma independiente.
• La primera EVA de un astronauta italiano fue realizada el 9 de julio de 2013 por Luca Parmitano junto con el astronauta de la NASA Chris Cassidy durante la Expedición 36 en la Estación Espacial Internacional .
• La primera EVA de un astronauta británico fue el 15 de enero de 2016, a cargo de Tim Peake . ^[27]
  • Aunque el británico-estadounidense Michael Foale realizó una EVA el 9 de febrero de 1995, voló como astronauta estadounidense en el programa de la NASA. ^[27]
• La primera EVA de un astronauta árabe fue realizada el 28 de abril de 2023 por el astronauta emiratí Sultan Al Neyadi . ^[28]

El primer paseo espacial, realizado por el cosmonauta soviético Alexei Leonov, fue conmemorado en 1965 con varios sellos del Bloque del Este (ver Alexei Leonov#Sellos ). Como 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.

En 1967, el Servicio Postal de Estados Unidos emitió un sello postal en conmemoración de la primera caminata espacial estadounidense de Ed White . La imagen grabada muestra con precisión la nave espacial Gemini IV y el traje espacial de White . ^[29]

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). ^{[30] [31]}

Para las EVA desde la Estación Espacial Internacional , la NASA empleó un procedimiento de acampada para reducir el riesgo de enfermedad por descompresión. ^[32] Esto fue probado por primera vez por la tripulación de la Expedición 12. Durante una acampada, los astronautas duermen durante la noche en la esclusa de aire antes de una 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). ^[32] Pasar una noche a la presión de aire más baja ayuda a eliminar el nitrógeno del cuerpo, evitando así " las curvas ". ^{[33] [34]} Más recientemente, los astronautas han estado utilizando el protocolo de ejercicio ligero dentro del traje en lugar de acampar para prevenir la enfermedad por descompresión. ^{[35] [36]}

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• Proyecto de historia oral del JSC de la NASA Caminando hacia el Olimpo: una cronología EVA Documento PDF.
• Fotografía de un astronauta caminando por el espacio
• Notas espaciales en línea de NASDA
• Unidad de movilidad extravehicular Apollo. Volumen 1: Descripción del sistema – 1971 (documento PDF)
• Unidad de movilidad extravehicular del Apolo. Volumen 2: Procedimientos operativos – 1971 (documento PDF)
• Informe sobre el desarrollo de la actividad extravehicular del Skylab – 1974 (documento PDF)
• Análisis de la Unidad de Movilidad Extravehicular del Transbordador Espacial – 1986 (Documento PDF)
• Libro de referencia de herramientas y equipos para las misiones EVA del transbordador espacial de la NASA – 1993 (documento PDF)
• Preparación para una EVA estadounidense en la ISS – 2006