EVA dalla ISS - Orlan vs. EMU

Gli astronauti stanno eseguendo il "pre breathing" nel modulo PIRS, per eliminare le tracce di azoto dal sangue respirando puro ossigeno all'interno delle loro tute Orlan.

E’ interessante notare che per eseguire una EVA con le tute EMU, gli astronauti devono seguire un lungo protocollo per effettuare una deazotazione completa; fino a 4 ore più 40 minuti di respirazione di ossigeno puro all’interno dell’EMU. Per Orlan il periodo di deazotazione si riduce a 30 minuti circa all’interno della tuta. Questo a causa della differenza di pressione operativa della tuta Orlan, che può lavorare a pressioni più alte rispetto alla EMU americana.

Gli astronauti stanno eseguendo il "pre breathing" nel modulo PIRS, per eliminare le tracce di azoto dal sangue respirando puro ossigeno all'interno delle loro tute Orlan.

E’ interessante notare che per eseguire una EVA con le tute EMU, gli astronauti devono seguire un lungo protocollo per effettuare una deazotazione completa; fino a 4 ore più 40 minuti di respirazione di ossigeno puro all’interno dell’EMU. Per Orlan il periodo di deazotazione si riduce a 30 minuti circa all’interno della tuta. Questo a causa della differenza di pressione operativa della tuta Orlan, che può lavorare a pressioni più alte rispetto alla EMU americana.

Vi sono anche dei vantaggi apprezzabili nell’utilizzare le tute EMU, oppure questi vantaggi sono trascurabili?

Una cosa mi chiedo.
Ma visto che per condurre correttamente una EVA senza rischio di embolia, si effettuano operazioni di prebreathing, in caso di decompressione violenta della ISS, se gli astronauti indossassero di corsa le loro tute EMU o le Sokol, si verificherebbe per i malcapitati l’ipotesi di poter incorrere in forme di embolia?

Vi sono anche dei vantaggi apprezzabili nell'utilizzare le tute EMU, oppure questi vantaggi sono trascurabili?

Ne cito alcuni che mi vengono in mente al volo: in primo luogo la “durata” stessa della tuta, che per le EMU è certificata in 20 anni con opportuna manutenzione, mentre per le Orlan siamo intorno a 4 anni o 12 missioni per via appunto delle pressioni di lavoro più alte che tendono a “forzare” in maniera più evidente la gomma che serve a contenere l’aria per la pressurizzazione. Va detto però che l’EMU ormai sente il peso degli anni e della sua progettazione ormai risalente alla fine delgi anni '70. Ultimamente una serie di inconvenienti ha creato serie difficoltà all’equipaggio della ISS, costringendolo ad abortire più di una EVA. Tornando alla Orlan, una volta esaurito il suo ciclo, la tuta diventa … inutile e viene eliminata, o meglio in taluni casi, si trasforma in Suitsat!
Secondariamente, il fatto di lavorare a pressioni di pressurizzazione più alte, agevola e diminuisce il tempo di deazotazione della Orlan, ma rende meno “sensibile” il tatto attraverso i guanti pressurizzati. ln generale si ha una maggior mobilità anche se non in tutte le sezioni della tuta. Questo fattore in molti casi risulta determinante per l’adempimento delle varie “tasks” programmate nelle EVA.
Vi è poi una durata nominale di missione superiore circa 7 ore contro le 6 della Orlan. Con l’ultima versione di Orlan, la “M”, anche questo svantaggio si è colmato.

Separo in due tronconi distinti questo thread, la cui parte finale merita un degno riposizionamento nel forum “Tute Spaziali” :smiley:
Arrivederci a tra poco…

Una cosa mi chiedo. Ma visto che per condurre correttamente una EVA senza rischio di embolia, si effettuano operazioni di prebreathing, in caso di decompressione violenta della ISS, se gli astronauti indossassero di corsa le loro tute EMU o le Sokol, si verificherebbe per i malcapitati l'ipotesi di poter incorrere in forme di embolia?

La “decompression sickness” è una brutta bestia … nel senso che chi si trova o lavora per diverso tempo in condizioni di pressione più bassa rispetto a quella presente a livello del mare (101 kPa) va incontro nel tempo a quella tipica menomazione definita come “bends” oppure “malattia dei cassoni”. L’analogia tra gli astronauti e i palombari calza a pennello. Fu proprio sui palombari di fine 18° secolo, costretti a lavorare a pressioni più basse e senza eseguire cicli di compensazione durante la risalita, che cominciarono a manifestarsi i primi sintomi di questa malattia che tendeva a far raggomitolare i pazienti colpiti; da quì il termine “bends” - “incurvati”. il problema viene causato dall’azoto disciolto nel sangue che tende a formare delle microbollicine una volta portato rapidamente a pressioni più elevate.
Lo stesso pericolo corrono gli astronauti, soprattutto coloro che effettuano attività Extraveicolare, dove appunto si passa da pressioni di 101 kPa a pressioni di inferiori di circa 1 terzo.
Tornando alla domanda, in situazioni di violenta decompressione, supponiamo un grosso meteorite che causa una foro puttosto grande nelle paratie della ISS, bisogna valutare il rateo con cui l’ossigeno fuoriesce depressurizzando l’ambiente. Esiste una formula per poterlo calcolare. A mio avviso, l’unico mezzo per potersi salvare è quello di rifugiarsi in una zona stagna. Supporre di far indossare una EMU è piuttosto impensabile, ci vogliono circa 15 minuti e bisogna essere in 2. Per la Orlan il discorso cambia, in 3 minuti ci si infila dentro e basta essere da soli.
Ma di fronte a una decompressione esplosiva, neanche 3 minuti sono sufficienti per mettersi in salvo. A livello fisiologico e pneumologico concorrono diversi fattori che contribuiscono a peggiorare di molto la già critica situazione. Bisogna poi ricordare che oltre alla perdita di pressione si ha anche la perdita di ossigeno, quindi vi sono circa 15-20 secondi per potersi mettere in salvo, prima di perdere conoscenza.
Altro discorso si ha in caso di lenta decompressione. Supponendo di potersi infilare in un Sokol oppure in una Orlan o in una EMU, si avrebbe effettivamente il rischio di incorrere in embolia. Se ciò accadesse, l’unico mezzo per riportare il malcapitato alle condizioni normali è di rimetterlo in una camera iperbarica (anche l’Airlock)
Vi posto il racconto di un incidente accorso ad un volontario durante dei test in camera iperbarica:

At NASA's Manned Spacecraft Center (now renamed Johnson Space Center) we had a test subject accidentally exposed to a near vacuum (less than 1 psi) in an incident involving a leaking space suit in a vacuum chamber back in '65. He remained conscious [b]for about 14 seconds[/b], [b]which is about the time it takes for O2 deprived blood to go from the lungs to the brain[/b]. The suit probably did not reach a hard vacuum, and we began repressurizing the chamber within 15 seconds. The subject regained consciousness at around 15,000 feet equivalent altitude. The subject later reported that he could feel and hear the air leaking out, and his last conscious memory was of the water on his tongue beginning to boil.

Riferimento:
NASA JSC “medlib/jsc.nasa.gov”
quoted from:
Personal communication, James Skipper, NASA/JSC Crew Systems Division, December 14, 1994.

Va detto però che l'EMU ormai sente il peso degli anni e della sua progettazione ormai risalente alla fine delgi anni '70. Ultimamente una serie di inconvenienti ha creato serie difficoltà all'equipaggio della ISS, costringendolo ad abortire più di una EVA.
Ironicamente la tuta sta seguendo lo stesso destino della navetta.Anche al suo esordio l'EMU aveva presentato dei problemi.L'EVA di collaudo era prevista per la missione STS-5,la prima operativa dopo le quattro di collaudo.Gli astronauti Lenoir e Allen avrebbero dovuto indossarla ed uscire nella stiva della navetta.Sarebbe stata la prima EVA Americana dopo quasi nove anni.Purtroppo per un malfunzionamento della tuta la passeggiata venne cancellata (ricordo ancora il mio disappunto) e rinviata alla missione successiva.Negli anni seguenti la EMU si comportò meravigliosamente,ma ora purtroppo temo che abbia fatto il suo tempo.

Per rispondere a Spacewalker: l’unico modo per contrastare efficacemente una decompressione rapida (non parliamo di esplosiva perché questo è un caso catastrofico a cui non c’è rimedio, in quanto si verifica in pochissimi secondi) è quello di affrontare il problema in sede progettuale.

Infatti, il metodo migliore è quello di segmentare il veicolo in più parti, attraverso paratie stagne, come avviene per i sommergibili. Naturalmente questa filosofia progettuale implica un aumento considerevole del peso a vuoto, con tutto quello che ne consegue.

Un altro sistema può consistere nel progettare delle intercapedini (molto piccole) dotate di materiale autosigillante. Questa tecnologia risale addirittura alla Seconda Guerra mondiale, quando i progettisti di aerei avevano la necessità di realizzare dei serbatoi di carburante autosigillanti per porre rimedio ai colpi della caccia nemica o della contraerea (decisamente peggiori di qualsiasi micrometeorite).

....The subject later reported that he could feel and hear the air leaking out, and his last conscious memory was of the water on his tongue beginning to boil.

L’acqua sulla lingua che inizia a bollire… mammamia, non dev’essere una sensazione piacevole!!