Pruebas atmosféricas de exploración de la NASA

La Atmósfera de Exploración de la NASA se refiere a un perfil de investigación de misión utilizado para estudiar la fisiología humana en naves espaciales y hábitats de superficie, diseñado para apoyar la actividad extravehicular (EVA) de alta cadencia , al tiempo que minimiza la enfermedad por descompresión (EDC), la hipoxia y los riesgos de inflamabilidad . ^{[ 1 ] [ 2 ]}

El marco de la atmósfera de exploración es fundamental para el Programa Artemis de la NASA y las futuras operaciones en la superficie lunar/marciana, ya que permite realizar actividades extravehiculares frecuentes con menores costos operativos. La investigación en curso continúa evaluando atmósferas alternativas, presiones variables en los trajes espaciales y efectos fisiológicos . ^{[ 3 ]}

En las primeras misiones tripuladas, como Mercury y Apollo , la NASA utilizó atmósferas de cabina de baja presión (~5 psi) con oxígeno puro para simplificar los sistemas de soporte vital. Sin embargo, después de Apollo, las naves espaciales como el Transbordador Espacial y la Estación Espacial Internacional adoptaron presiones cercanas al nivel del mar (14,7 psi) con aproximadamente un 21 % de O₂, lo que requirió largos protocolos de pre-respiración antes de las actividades extravehiculares para mitigar el riesgo de enfermedad por descompresión.

Para reducir los retrasos y el consumo de consumibles en las actividades extravehiculares (EVA), el Grupo de Trabajo sobre Atmósferas de Exploración (EAWG) evaluó una atmósfera de hábitat de 8,0 psia con un 32 % de oxígeno, que posteriormente se refinó a 8,2 psia y un 34 % de O₂, lo que permitió tiempos de preinhalación más cortos manteniendo la seguridad de la tripulación. ^{[ 4 ] [ 5 ] [ 6 ]}

La enfermedad por descompresión (EDC) se produce cuando se forman burbujas de nitrógeno en los tejidos durante una caída de presión, lo que puede provocar dolor articular, síntomas neurológicos o consecuencias aún peores. Para minimizar el riesgo, la atmósfera de exploración reduce los niveles de nitrógeno en la cabina, junto con protocolos de preinhalación abreviados que disminuyen la carga de nitrógeno de los astronautas antes de la actividad extravehicular (EVA). Para validar empíricamente lo que se prevé que sea un protocolo de preinhalación seguro y eficaz, los participantes del proyecto deben mantener características físicas similares a las del cuerpo de astronautas actual.

El informe de evidencia de la NASA destaca que las nuevas estrategias de mitigación de riesgos —como puertos en los trajes, trajes espaciales variables y protocolos de respiración previa abreviados— son esenciales dadas las limitaciones en las opciones médicas de emergencia durante las misiones al espacio profundo. ^{[ 7 ] [ 8 ]}

La NASA adaptó la cámara de 6 metros (20 pies) del Centro Espacial Johnson (Edificio 7) para permitir la exposición controlada de humanos a atmósferas de exploración. La cámara es una instalación de tres pisos, apta para humanos, capaz de simular presiones y composiciones atmosféricas variables. Incluye sistemas de monitorización Doppler y de ultrasonido para evaluar la fisiología de la enfermedad por descompresión (EDC) durante estudios de varios días.

Esta cámara, construida originalmente en la década de 1960 para las pruebas de Gemini, Apolo y Skylab, se utilizó posteriormente en la década de 1990 para estudios tripulados de circuito cerrado de soporte vital de 30 a 90 días para apoyar el desarrollo de la ISS. ^{[ 9 ] [ 10 ] [ 11 ]}