Publicado: 
18 de junio de 2021

El maniquí de Artemis I ayuda en la preparación para las misiones tripuladas a la Luna

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Cuando la nave espacial Orion de la NASA sea lanzada a bordo del poderoso cohete del Sistema de Lanzamiento Espacial para la primera misión de esa nave alrededor de la Luna, a finales de este año, tendrá a bordo un maniquí vestido con traje espacial, equipado con sensores para proporcionar datos sobre lo que podrían experimentar los miembros de la tripulación durante el viaje. Como parte de las pruebas para el vuelo no tripulado de Artemis I, la NASA intenta entender cómo proteger mejor a los astronautas para Artemis II, la primera misión con tripulación.

Los maniquíes han sido usados durante mucho tiempo como reemplazo de los humanos en diversas industrias, como por ejemplo para el entrenamiento en rescates de emergencia, el desarrollo de equipamiento para condiciones ambientales extremas sin el riesgo de daños potenciales a seres humanos y la evaluación de lesiones potenciales en otras aplicaciones.

El maniquí que volará a bordo de Artemis I ocupará el asiento del comandante dentro de Orion, estará equipado con dos sensores de radiación y llevará la primera generación del Sistema de Supervivencia de la Tripulación del Orion, el traje espacial que los astronautas vestirán durante el lanzamiento, la entrada y otras fases dinámicas de sus misiones.

El asiento del maniquí estará equipado con dos sensores —uno debajo del reposacabezas y otro debajo del asiento— para registrar la aceleración y las vibraciones durante la misión. Los asientos están situados en una posición en decúbito, o reclinada, con los pies elevados para ayudar a mantener el flujo sanguíneo a la cabeza durante el ascenso y la entrada. Esta posición también reduce la posibilidad de que se den lesiones, permitiendo que la cabeza y los pies se mantengan en posición durante el lanzamiento y el aterrizaje, y distribuyendo las fuerzas a través del torso completo durante los períodos de gran aceleración y desaceleración, como en un amerizaje.

Se espera que la tripulación experimente 2,5 veces la fuerza de gravedad durante el ascenso y cuatro veces la fuerza de gravedad en dos puntos diferentes durante el perfil de reingreso planificado. Los ingenieros compararán los datos del vuelo de Artemis I con las pruebas de vibración hechas previamente en tierra con el mismo maniquí, y con seres humanos, para correlacionar su desempeño antes del viaje de Artemis II.

“Algunos datos recolectados de Artemis I serán usados para las simulaciones con la tripulación de Orion y para verificar la seguridad de la tripulación, comparando las vibraciones y la aceleración durante el vuelo contra las predicciones previas, para luego hacer ajustes al modelo según sea necesario”, explicó el doctor Mark Baldwin, especialista en la protección de los ocupantes de Orion para la contratista a cargo, Lockheed Martin.

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En el Centro de Investigación Langley de la NASA se equiparon maniquíes de pruebas de impacto con trajes y sensores y luego se sujetaron a un prototipo antes de dejarlos caer en la “Hydro Impact Basin”, o piscina para pruebas de impacto. Las pruebas de caída libre ayudaron a los ingenieros a evaluar y a mitigar las posibles lesiones a la tripulación causadas por los amerizajes después de misiones al espacio profundo. Crédiito de imagen: NASA

Cinco acelerómetros adicionales dentro de Orion proporcionarán datos para comparar las vibraciones y la aceleración entre los asientos superiores e inferiores. A medida que Orion ameriza en el océano Pacífico, todos los acelerómetros medirán el impacto en los asientos ubicados allí para comparar estos datos con los de las pruebas de impacto en agua en el Centro de Investigación Langley de la NASA en Virginia y verificar la precisión de los modelos previos al viaje.

“Es crucial que obtengamos los datos del maniquí de Artemis I para garantizar que todos los sistemas con nuevo diseño, acoplados al sistema de amortiguación de energía en el que están montados los asientos, se integren y proporcionen la protección que los miembros de la tripulación necesitarán en preparación para nuestra primera misión tripulada a bordo del Artemis II”, indicó Jason Hutt, jefe de Integración de Sistemas para la Tripulación de Orion.

Este mismo maniquí fue usado anteriormente en una serie de pruebas de vibración de Orion, tanto en el Centro Espacial Johnson de la NASA en Houston como en el Centro Espacial Kennedy en Florida, con el fin de verificar que era una representación física precisa para las pruebas en Artemis I, calificar los asientos de Orion para las misiones Artemis y determinar si los monitores de la tripulación son legibles durante el lanzamiento y la puesta en órbita.

Los maniquíes también han servido como dobles de cuerpo durante algunos escenarios de entrenamiento para garantizar que los astronautas puedan realizar intervenciones médicas con éxito mientras viajan dentro de la nave espacial Orion, como reanimación cardiopulmonar o la maniobra de Heimlich. Por ejemplo, los astronautas usan un maniquí para el entrenamiento en tierra y en la Estación Espacial Internacional que requiere que los miembros de la tripulación que administran la reanimación cardiopulmonar se amarren tanto ellos mismos como al paciente para realizar con éxito la medidas de salvamento en ausencia de gravedad.

De manera similar, las demostraciones de pruebas que ponen en riesgo de lesiones a los seres humanos son realizadas con un maniquí antes de emplear a miembros de la tripulación, como las evaluaciones del sistema de posicionamiento vertical de la tripulación que tienen el fin de garantizar que la nave espacial quede con el lado correcto hacia arriba después de un amaraje.

“Hicimos una prueba con maniquíes en el escenario de una falla en el sistema de posicionamiento vertical, para determinar si los astronautas podían salir de sus asientos a salvo en el caso de que estuvieran atrapados cabeza abajo en el agua después de un amerizaje”, dijo Hutt. “El maniquí fue sometido a una serie de caídas mientras los ingenieros resolvían confiadamente cómo la tripulación podía salir de Orion de forma segura después de pasar un par de semanas en el espacio profundo”.

De forma parecida a los maniquíes, la NASA usa Dispositivos de Pruebas Antropométricas, o “maniquíes de pruebas de impacto”, que están equipados con diversos instrumentos para otras evaluaciones de seguridad de la tripulación. Estos maniquíes se usan en ensayos que lanzan una versión de prueba de Orion desde un avión —el conjunto final de pruebas está programado para finales de este año— para comprobar que los asientos y los trajes de Artemis II puedan limitar el riesgo de heridas en la cabeza y el cuello durante las condiciones de aceleración más severas: el aborto y el aterrizaje. Durante los ensayos de impacto en caídas al agua en Langley, los maniquíes de pruebas de impacto también ocuparon prototipos de la cápsula de la tripulación para ayudar a los ingenieros a entender mejor lo que Orion y su tripulación pueden experimentar al amerizar en el océano después de las misiones a la Luna.

Además, acompañando en el viaje de Artemis I, y contribuyendo con datos sobre radiación, se encuentran otros dos ocupantes —dos torsos “fantasmas” idénticos llamados Helga y Zohar— que ocuparán los dos asientos inferiores en Orion. Helga y Zohar serán parte de un estudio científico llamado Experimento Matroshka de Radiación AstroRad (MARE, por sus siglas en inglés), que está diseñado para medir la cantidad de radiación espacial que podrían experimentar los astronautas dentro de Orion durante las misiones a la Luna, y para evaluar un chaleco protector —llamado AstroRad— que puede reducir la exposición a la radiación. Actualmente, el chaleco está siendo evaluado por los astronautas de la Estación Espacial Internacional para su ajuste al cuerpo y funcionamiento.

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Durante la misión Artemis I de la NASA, dos torsos “fantasmas” idénticos llamados Helga y Zohar estarán equipados con detectores de radiación mientras viajan a bordo de Orion para medir los efectos de la radiación en el espacio y poner a prueba su protección. En la prueba, Zohar llevará un chaleco mientras Helga no. Crédito de la foto: StemRad

Cada uno de estos pasajeros a bordo de Orion tiene el propósito de informar acerca de las condiciones de trabajo y la seguridad de los astronautas, ayudando a la NASA y a sus aliados a prepararse mejor para los posibles efectos perjudiciales de las misiones al espacio exterior, y a minimizarlos, en las misiones espaciales más allá de la Tierra, y más largas en duración, que nunca antes se hayan realizado.

Orion es un componente crucial de Artemis para los planes de exploración del espacio profundo de la NASA y, junto con el cohete del SLS, para los Sistemas de Exploración Terrestre, el Portal en la órbita lunar y el Sistema de Aterrizaje Humano en la superficie de la Luna.

Por Laura Rochon, Centro Espacial Johnson

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