El aspecto final de la escafandra AxEMU que se usará sobre la Luna en la misión Artemisa III

Ya sabemos el aspecto que lucirán los trajes de los primeros seres humanos que pisen la Luna con el programa Artemisa de la NASA en algún momento de la segunda mitad de esta década. Aprovechando el Congreso Astronáutico Internacional (IAC) que se está celebrando en Milán, la empresa Axiom Space presentó el aspecto exterior de la escafandra extravehicular AxEMU que se usará, al menos, en la misión Artemisa III, la primera que se posará sobre la Luna alrededor de 2028 (la fecha oficial es septiembre de 2026, pero todo el mundo sabe que se retrasará). Lo más curioso del asunto es que Axiom se ha unido con la conocida marca de ropa y complementos Prada para fabricar este exterior (que no el traje entero), así que, parafraseando al nombre de la película, ahora podemos decir que el «diablo se viste de AxEMU». Pero, un momento. ¿No se había presentado ya el traje de Axiom al público? Pues sí, porque en realidad el traje AxEMU de Axiom se remonta al xEMU de la NASA, que a su vez estuvo más de una década en desarrollo. Acompáñenme en esta turbulenta historia de cómo diseñar un traje para caminar sobre la Luna.

Nuestra historia comienza a principios de este siglo cuando la NASA decide que ya es hora de sustituir los trajes EMU (Extravehicular Mobility Unit) usados en el shuttle y en el segmento estadounidense de la ISS por otros más modernos y sencillos de operar. Los EMU fueron concebidos en los años 90 con un diseño que venía directamente del mítico traje A7L usado en el Apolo y el Skylab, aunque con modificaciones para ser utilizados solamente como escafandras extravehiculares (EVA) —los trajes del Apolo también eran trajes IVA— y en una atmósfera inicial de oxígeno y nitrógeno (la atmósfera de las naves del Apolo era de oxígeno puro a baja presión). Los EMU, que todavía están en servicio, fueron concebidos para ser usado por un gran número de personas diferentes, incluyendo mujeres, a diferencia de los trajes A7L, hechos a medida para cada astronauta del Apolo.

Uno podría pensar que construir un traje espacial es algo sencillo, sobre todo si ya tienes la experiencia del Apolo. Pero no es así. Para entender la complejidad de crear una nueva escafandra hay que tener en cuenta tres acrónimos y una serie de requisitos específicos de cada misión. Los acrónimos son PGS, EPG y PLSS. PGS (Pressure Garment Sub-Assembly) hace referencia a la parte presurizada del traje propiamente dicha. Su construcción no es nada sencilla porque debe reconciliar dos requisitos contradictorios: que la escafandra sea estanca, resistente y no se infle demasiado al presurizarse y, al mismo tiempo, que el astronauta pueda moverse dentro de lo que básicamente es un globo rígido inflado. El EPG (Environmental Protection Garment) es la capa de material externa, normalmente de color blanca, que protege al astronauta de las abrasiones, la luz solar directa y los micrometeoros. PLSS (Portable Life Support System) es la «mochila» de soporte vital, básicamente, la encargada de convertir el traje, que no es otra cosa que un globo muy caro, en una nave espacial en miniatura. La PLSS incluye el suministro de oxígeno principal y de emergencia, pero también el sistema para eliminar el dióxido de carbono, los motores para mover el agua alrededor de los tubos del traje interno que lleva el astronauta para garantizar su refrigeración, las baterías, radios, etc.

Otro factor a tener en cuenta es la presión interna del traje y la atmósfera de partida. En el Apolo la atmósfera de las naves era de oxígeno puro de baja presión, así que los astronautas no tenían que purgar el nitrógeno de su sangre y el tiempo de descompresión era básicamente cero, es decir, se ponían la escafandra y sus complementos —cascos, guantes, etc.— y ya podían despresurizar la nave. Por contra, el shuttle usaba una atmósfera muy similar a la que encontramos al nivel del mar (en realidad, en algunas misiones se reducía la presión para mantener un 26,5% de oxígeno en vez de un 21% como a nivel del mar, pero en líneas generales era la misma). Eso significaba que los astronautas debían realizar un procedimiento de descompresión para purgar el nitrógeno. Pero el problema, una vez más, es que estamos ante dos requisitos contradictorios: cuanta menor sea la presión interna del traje, mayor será su movilidad, pero entonces se requerirá más tiempo de despresurización para purgar el nitrógeno y evitar los riesgos de una embolia.

La presión interna de un traje puede reducirse siempre y cuando no sea inferior a la presión parcial de oxígeno a nivel del mar, unos 20 kPa (en principio el límite inferior es de unos 16 kPa, pero por seguridad los trajes llevan una presión superior por si se produce alguna ruptura de la escafandra y para contrarrestar las pequeñas fugas que siempre existen). El EMU se concibió como un traje modular con elementos intercambiables —torso superior, torso inferior, casco, guantes y mochila de soporte vital (PLSS)— para facilitar su uso que debía operar a una presión interna de 29,7 kilopascales, a diferencia de los A7L del Apolo, que funcionaban a 26,5 kPa. La mayor presión reducía el tiempo de descompresión, aunque en el caso del transbordador esto no era un impedimento muy grave porque se podía reducir la presión de toda la cabina, manteniendo la presión parcial del oxígeno, durante horas o días con el fin de reducir este periodo para los astronautas que realizasen un paseo espacial (aunque al final siempre hay que incluir un periodo en el que se respira oxígeno puro, que puede estar acompañado de la realización de ejercicios físicos para eliminar el nitrógeno más rápidamente).

El EMU voló por primera vez en la misión STS-6 Challenger en 1983 y, luego, se introdujo una versión mejorada en el segmento estadounidense de la ISS (Enhanced EMU). El EMU fue un digno heredero del A7L y un magnífico traje para el shuttle, pero ya entonces la NASA tenía en mente sustituirlo por una nueva escafandra que se adaptase mejor a las características de una estación espacial o de una nave a presión atmosférica. De hecho, durante las décadas anteriores el principal esfuerzo de la NASA a la hora de diseñar un nuevo traje espacial se centró en construir una escafandra rígida que pudiese operar a una presión muy alta (prototipos AX-1, AX-2, RX-4, RX-5, etc.). La culminación de esta filosofía fue el prototipo AX-5 del centro Ames de la NASA, desarrollado entre 1983 y 1989, totalmente rígido y con articulaciones esféricas, capaz de funcionar a una atmósfera de presión, eliminando por completo el requisito de eliminar el nitrógeno de la sangre. El problema de estos prototipos era su limitada movilidad y la complejidad a la hora de realizar tareas de mantenimiento, además de su elevada masa (la masa no se nota en ingravidez, pero sí la inercia y, en todo caso, a mayor masa, menos carga útil en un lanzamiento dado). Por eso la solución preferida a partir de los 80 fue buscar compromisos de diseños semirrígidos que operasen a mayor presión.

En este sentido, los trajes Orlán, empleados en las estaciones Salyut, Mir y en el segmento ruso de la ISS, resultaron ser un buen exponente de este compromiso. El Orlán presenta una serie de ventajas frente al EMU a la hora de ser usado en una estación. Primero, su presión interna es mayor, unos 40 kPa frente a los 30 kPa del EMU, disminuyendo drásticamente el tiempo de descompresión, un requisito clave, pues no se puede reducir la presión interna de toda la estación espacial cada vez que se vaya a efectuar una actividad extravehicular (EVA). Segundo, uno no se «pone» un traje Orlán como si fura un traje, sino que «entra» en él como si se tratase de una nave espacial. En concreto, a través de una «puerta» situada en la propia mochila PLSS (ASOZh en ruso). Además, el Orlán es un traje de una sola pieza, pues el casco y el torso interior están integrados en la escafandra, a diferencia del EMU, en el que son piezas separadas (solo los guantes del Orlán se pueden separar y, además, son las únicas piezas hechas a medida de cada cosmonauta).

Esto significa que un cosmonauta en solitario es capaz de ponerse el Orlán sin ayuda, algo imposible con el EMU, que requiere de la revisión de los compañeros de tripulación. Estas ventajas del Orlán se debían a que la escafandra se desarrolló originalmente para el programa lunar soviético N1-L3, en el que, por un lado, efectivamente cada cosmonauta debía ponerse su escafandra en solitario, y las atmósferas de las naves lunares —LK y LOK— eran de oxígeno y nitrógeno como a nivel del mar. El traje Orlán lo debía usar el cosmonauta que se quedase en el LOK en órbita lunar, mientras que para la superficie de la Luna se creó la escafandra Krechet, similar al Orlán pero con botas lunares, mayor movilidad en las caderas y rodillas, entre otras diferencias. Por tanto, no es de extrañar que muchas de las propuestas de escafandras de la NASA a partir de los 80 y 90 incluyesen soluciones de diseño que recuerdan al Orlán ruso. Un ejemplo es la escafandra semirrígida Mark III de la empresa ILC desarrollada entre 1987 y 1990 que incluía un acceso al traje a través de la mochila similar al Orlán y que funcionaba a 57 kPa.

Tanto el EMU como el Orlán usan un torso superior rígido de aluminio para ayudar a mantener fijo el volumen de la escafandra y, aunque, pueda parecer contraintuitivo, para facilitar la movilidad del traje (en general, es más sencillo implementar articulaciones entre elementos rígidos que flexibles). La NASA denomina esta parte de la escafandra HUT (Hard Upper Torso) o ‘coraza’ (кираса, kirasa, en ruso). En el caso del EMU, el HUT se fabricaba en tres tamaños usando fibra de vidrio, mientras que en el Orlán esta parte está hecha de aluminio. La desventaja del HUT es que aumenta el peso del traje, algo no demasiado crucial en un traje para paseos espaciales en una estación espacial, pero que sí importante para un traje lunar, aunque la gravedad solo sea un sexto de la terrestre. A partir del Programa Constelación de mediados de los 2000 surgen propuestas de trajes lunares que emplean una mochila PLSS tipo Orlán para facilitar la entrada a la escafandra y, de paso, reducir el riesgo de la entrada de regolito —polvo lunar— en el traje a través del concepto suitlock o portsuit.

Otro punto importante es la cubierta externa EPG. Aunque pueden parecer similares en tanto en cuanto ambos son trajes de color blanco, el EMU se diferenciaba del A7L del Apolo en que la parte exterior de esta cubierta estaba formada por una capa de Ortho-Fabric, una combinación de Nomex, Kevlar y un tipo de tela de Gore-Tex. Por contra, el A7L usaba una capa exterior de teflón y Beta Cloth. Beta Cloth es una tela a base de fibras de sílice que se introdujeron a raíz del incendio del Apolo 1 por sus características ignífugas, pero tiende a deshacerse con el uso y es muy complicada de coser. El EMU no tenía esta limitación al usarse en una atmósfera inicial con nitrógeno.

No obstante, en 2010 la administración Obama canceló el programa Constelación antes de que se lograse concretar el diseño de un nuevo traje. A partir de entonces la NASA comenzó una travesía por el desierto para diseñar un sustituto del EMU, que, con el tiempo, también sirviese para Marte o la Luna. A lo largo de la década anterior aparecieron los prototipos Z-1, Z-2 y Z-2.5, todos ellos con una presión parecida al EMU pero con un diseño semirrígido y una mochila tipo Orlán. Estos prototipos desembocarían en el programa xEMU (Exploration EMU), que arrancará oficialmente a partir de 2019 —previamente el programa xEMU se centró en desarrollar otros elementos del traje— dirigido por el centro Johnson de la NASA, cuando la administración Trump anunció el programa Artemisa. Ahora el xEMU no solo reemplazaría al EMU de la ISS, sino que también se desarrollaría una versión para caminar por la Luna (el nombre de exploration se debe a que originalmente las misiones del SLS y la Orión se denominaban EM, Exploration Missions). A pesar de todo, el proyecto avanzó lentamente por culpa de los requisitos técnicos. Por ejemplo, además de lo ya comentado, el xEMU usaría un nuevo sistema para retirar el dióxido de carbono que no requeriría cartuchos de hidróxido de litio, empleados en todos los demás trajes espaciales, sino una amina sólida basada en la sustancia conocida como TEPAN, que, de paso, también permite eliminar la humedad excesiva. Este sistema permite que la autonomía del traje no esté limitada por el suministro de cartuchos. El xEMU también debía emplear una nueva cubierta exterior, EPG, que mantenga el regolito lunar fuera del traje en la medida de lo posible.

En 2019 el xEMU fue presentado en público como el nuevo traje del programa Artemisa, pero solo se pudo ver un prototipo al que le faltaban muchos elementos, empezando por la cubierta exterior EPG. En 2020 la NASA llevaba gastados más de 420 millones de dólares para crear un nuevo traje espacial. Incapaz de finalizar el traje a pesar de años de desarrollo, la NASA tomó en mayo de 2022 la polémica decisión de ofrecer un contrato público para que fuese la iniciativa privada la que encargada de construir la escafandra. La empresa Axiom Space ganó un contrato por un valor de 228,5 millones de dólares para crear el nuevo traje EVA de Artemisa. Y decimos decisión polémica porque Axiom no desarrolló el traje desde cero, sino que la NASA le trasladó toda la documentación sobre el proyecto. También compartió esta información con la empresa Collins Aerospace, otra empresa que ganó un contrato, aunque para sustituir al EMU de la ISS (curiosamente, Collins Aerospace se retiró el pasado junio de este proyecto, por lo que ha quedado desierto). Por si alguien se lo pregunta, SpaceX no compitió en este contrato a pesar de que el xEMU se usará en el módulo lunar HLS de la empresa.

El nuevo traje lunar, ahora denominado AxEMU (Axiom Exploration EMU) se presentó en marzo de 2023, pero cubierto de un EPG negro que impedía ver los detalles del traje y conocer las diferencias con los desarrollos previos de la NASA. Aunque exteriormente no se veían diferencias, la cubierta negra se eligió expresamente para que no se pudiesen notar las soluciones tecnológicas adoptadas por Axiom. Meses después se pudo ver un AxEMU con un EPG más realista, de color blanco (para controlar la temperatura del traje en la superficie lunar solo se puede usar un EPG blanco o, en su defecto, de tonos muy claros), y, en principio, parecía que definitivo. Hasta esta semana, que hemos podido ver el resultado de la colaboración entre Axiom y Prada para crear un EPG más atractivo y, suponemos, más eficiente. Previamente, en febrero de este año, el traje superó la revisión de diseño preliminar, pero todavía le queda superar la definitiva.

Curiosamente, o no, el nuevo viejo traje de Axiom y Prada se presenta al público solo unas semanas después de que la Agencia Tripulada China (CMS) hiciese lo propio con el traje lunar que usarán los astronautas chinos para bajar a la superficie lunar desde el módulo Lanyue antes del fin de 2030. Tanto el AxEMU como el nuevo traje lunar chino se parecen mucho exteriormente (los dos son trajes semirrígidos con acceso a través de la mochila). Y no es de extrañar porque, como hemos, visto, las opciones para construir una escafandra eficiente con la tecnología actual en una nave con atmósfera de oxígeno y nitrógeno no son muchas (además, el traje chino hereda la tecnología del traje Feitian, la versión china del Orlán). Como ya hemos comentado por aquí, la Agencia Espacial Europea también llegó a una conclusión similar cuando diseñó el traje extravehicular EVA 2000 en colaboración con Rusia en los años 90 (sí, otro traje semirrígido y con acceso por la mochila). Así que, parecidos aparte, la cuestión es, ¿cuál de los dos pisará la Luna primero?