Esplorare lo spazio è una delle imprese più straordinarie e pericolose per gli esseri umani, ma grazie alle tute spaziali, gli astronauti possono affrontare queste sfide con sicurezza. Le tute spaziali rappresentano uno degli aspetti più cruciali per la sicurezza e la sopravvivenza degli astronauti durante le missioni spaziali. Esse sono progettate per fornire protezione in diversi scenari, come perdite di pressurizzazione, problemi interni alle capsule spaziali, attività extraveicolari e lancio/rientro. In questo articolo tecnico, esploreremo le tre principali tipologie di tute spaziali: le Intravehicular Activity (IVA), le Extravehicular Activity (EVA) e le tute IEVA (Intra-Extraveicolari Activity), approfondendo le loro funzioni, caratteristiche e importanza nei vari contesti spaziali.

Le Intravehicular Activity (IVA) – Tute di Salvataggio, Lancio e Rientro

Le tute IVA costituiscono una parte essenziale della sicurezza dell’equipaggio durante il lancio e il rientro delle missioni spaziali. La loro funzione primaria è mantenere in vita gli astronauti in caso di perdite di pressurizzazione interna della capsula o a causa di problemi. Queste tute devono garantire ossigeno in caso di contaminazione dell’atmosfera interna della cabina, consentire la fuga dell’astronauta dalla capsula in situazioni di emergenza e permettergli di sopravvivere per un periodo sufficiente per mettersi in salvo.

Originariamente, le prime tute pressurizzate sviluppate, sia da parte degli Stati Uniti sia dalla Russia, erano di tipo IVA. Inizialmente, non si prevedeva alcuna attività extraveicolare, ma le tute IVA continuarono a essere sviluppate per aumentare le possibilità di sopravvivenza dell’equipaggio in caso di incidenti. Queste tute svolgono un ruolo critico durante il lancio e il rientro delle missioni spaziali. In queste fasi, l’equipaggio e la capsula vengono sottoposti a elevate pressioni e forti vibrazioni. Pertanto, un peso ridotto, un ingombro minimo e l’assenza di contatti fastidiosi con gli elementi della tuta diventano fattori essenziali per garantire la mobilità, l’operatività e il comfort dell’equipaggio.

Durante le ore che precedono il volo, gli astronauti possono rimanere vincolati ai loro seggiolini per un lungo periodo. Pertanto, è fondamentale che l’equipaggio sia libero da qualsiasi tipo di contatto con elementi rigidi della tuta, e eventuali parti non antropomorfe devono essere accuratamente evitate.

Le tute IVA impiegate da entrambe le agenzie spaziali, sia quella russa che quella americana, includono importanti caratteristiche di sicurezza, come sistemi di erogazione di ossigeno di emergenza, dispositivi di galleggiamento gonfiabili in caso di ammaraggio, imbottiture confortevoli, indumenti interni per il mantenimento della temperatura, sistemi biomedici e di comunicazione radio, dispositivi per l’eliminazione dei rifiuti organici, acqua potabile, lampeggiatori, barre luminose d’emergenza, coltelli e strati esterni protettivi.

Tute per Attività Extraveicolari (EVA) – Esplorazione nello Spazio Esterno

Le tute EVA consentono agli astronauti di svolgere attività all’esterno del veicolo spaziale, come camminare nello spazio vuoto, operare in orbita terrestre, camminare sulla superficie lunare o su altri pianeti. Queste tute sono progettate per fornire protezione da radiazioni, temperature estreme (sia elevate che molto basse), luci accecanti e particelle microscopiche ad alta velocità.

Le tute EVA sono dotate di fonti di illuminazione e di supporti specifici per gli utensili necessari per svolgere le attività richieste dalla missione. Gli attrezzi devono consentire all’astronauta di lavorare con facilità e minimizzare lo sforzo di movimento per garantire diverse ore di autonomia operativa.

Nello sviluppo delle tute EVA, sono stati adottati due approcci principali. Il primo prevedeva la creazione di un sistema progettato esclusivamente per l’EVA, ottimizzato per le attività nello spazio, ma non adatto per il lancio e il rientro. L’altro approccio consisteva nella realizzazione di tute IEVA, ovvero apparati con doppia funzione: supporto durante il lancio e il rientro e attività EVA con un dispositivo di supporto vitale.

Entrambe le agenzie spaziali, Russia e Stati Uniti, hanno sviluppato tute specificamente progettate per le attività EVA. Queste tute presentano una parte superiore, chiamata torso, realizzata con materiali speciali per ottenere una sorta di guscio rigido. Sono dotate di cuscinetti a sfera e giunti progettati appositamente, che consentono movimenti agevoli e riducono l’effort necessario per eseguire le operazioni.

Mentre le tute EVA offrono una maggiore destrezza durante le attività extraveicolari, possono presentare potenziali punti di contatto e sfregamento con il corpo dell’astronauta. Questo è un aspetto da considerare soprattutto nelle fasi critiche di lancio e rientro, dove gli ingombri e le caratteristiche rigide delle tute potrebbero rappresentare un rischio.

Le Tute Intra-Extraveicolari (IEVA) – Un Approccio Bilanciato

Le tute IEVA rappresentano una soluzione bilanciata tra le tute IVA e le tute EVA. Esse sono progettate per essere utilizzate sia durante il lancio e il rientro, garantendo il massimo comfort e sicurezza per l’equipaggio, sia per svolgere attività extraveicolari. Questa necessità di avere un unico apparato per adempiere a tutte le attività richieste dalla missione deriva dai limiti di peso e ingombro delle prime tute EVA, che rendevano impossibile il loro utilizzo all’interno delle anguste capsule spaziali.

Le tute IEVA si sono rivelate un compromesso ideale e hanno consentito lo svolgimento delle prime attività extraveicolari fuori dalla capsula spaziale. Ciò ha dato il via a una lunga sequenza di missioni storiche, supportando attività EVA durante le missioni Voskhod, Gemini, Apollo e le missioni Soyuz e Skylab. Con l’avvento del nuovo programma spaziale Artemis e l’ambizione di ritornare sulla Luna e arrivare fino a Marte, i fattori peso e volume avranno nuovamente un ruolo determinante. La gravità lunare e marziana sono notevolmente inferiori a quella terrestre, quindi il peso degli apparati deve essere ottimizzato per favorire il cammino e le attività di esplorazione. Le tute IEVA saranno probabilmente preferite per l’esplorazione planetaria, data la loro maggiore versatilità e minore peso rispetto alle tute EVA. Questo aspetto diventerà cruciale per consentire agli astronauti di svolgere i loro compiti nella maniera più efficiente possibile.

Conclusioni

Le tipologie di tute spaziali, ovvero le IVA, EVA e IEVA, rappresentano gli elementi chiave per la sicurezza e il successo delle missioni spaziali. Le tute IVA, focalizzate sulla salvaguardia dell’equipaggio durante il lancio e il rientro, hanno contribuito a garantire la sopravvivenza degli astronauti in caso di emergenze. Dall’altra parte, le tute EVA hanno permesso e permettono di esplorare lo spazio esterno, svolgendo attività cruciali al di fuori delle capsule spaziali. Tuttavia, la loro progettazione rigida e il peso hanno comportato alcune limitazioni che hanno reso necessario lo sviluppo delle tute IEVA, che combinano aspetti di entrambe le categorie per offrire maggiore flessibilità e sicurezza.

Con l’avanzamento della tecnologia spaziale e l’ambizione di esplorare sempre nuovi orizzonti, le tute spaziali continueranno a evolversi, ottimizzando le prestazioni e garantendo la sicurezza degli astronauti nelle missioni future.