Ciencias de la Ingeniería

Pandilla Kids (3ro., 4to., 5to. y 6to. Año de primaria)

PK-CI-337 El traje de los astronautas

Asesor: Monica Romero Jimenez

Vania Desirée Beltrán López[6° Lobo], Oscar Miguel Castro Luna[6° Lobo]

Resumen

¿Qué es un traje espacial y cómo funciona? El objetivo de nuestro proyecto es responder esta pregunta, descubrir, cómo es que resiste altas temperaturas y cómo funciona al exponerse al espacio exterior. Consideramos que al dar a conocer  de qué material están hechos los trajes de los astronautas y sus funciones, podríamos apreciar con más claridad la tecnología que utilizan y su aplicación en otros campos de investigación. 

Pregunta de Investigación

¿De qué material están hechos los trajes de los astronautas y cuál es la tecnología que se aplica en ellos?

Planteamiento del Problema

Los trajes de los astronautas han tenido muchos cambios a lo largo de la historia y debido a eso su tecnología de los trajes ha evolucionado a gran escala, por lo que es posible que esta se utilice en otros campos de investigación. 

Antecedentes

¿Qué es un traje espacial ?

Un traje espacial es mucho más que un conjunto de prendas que los astronautas usan en los paseos espaciales o al salir de la nave, porque cuenta con un equipo muy completo de elementos que pueden ayudarlo en diferentes situaciones, el  traje de un astronauta es como una nave espacial pero para una persona.

Los trajes espaciales se pueden clasificar en trajes de actividad intravehicular (dentro de la nave), extravehicular (fuera de la nave) o una combinación de ambas. El primer prototipo de traje espacial data de 1935 obra del ingeniero español Emilio Herrera.

¿ De qué material fue hecho el primer traje de astronauta ?

El primer traje espacial fue diseñado por el ingeniero militar Emilio Herrera. El traje que se diseñó en ese entonces (1953),  estaba formado por tres capas: una de lana, otra de caucho y otra de tela reforzada con cables de acero, todo esto forrado por una capa exterior de plata que evitaba el calentamiento.

¿ Por qué los astronautas necesitan trajes espaciales ? 

Los trajes espaciales ayudan a los astronautas de diferentes maneras, algunos requieren realizar paseos espaciales y enfrentarse a diferentes temperaturas, en la órbita de la tierra la temperatura puede llegar a menos 250 grados y bajo la luz del sol la temperatura puede llegar a 250 grados, lo que hace el traje es proteger a los astronautas de temperaturas extremas. Adicional a lo anterior, los trajes  les permiten a los cosmonautas respirar fuera de la nave, ya que cuentan con depósitos de oxígeno. De igual manera, conserva la temperatura corporal, con lo cual, evita el congelamiento y permite realizar movimientos y actividades fuera de la nave.

¿ Cómo está formado un traje espacial ?

El traje espacial consta de varias partes: 

Torso superior rígido, que cubre el pecho del astronauta.

Montaje para los brazos, cubre los mismos y se conecta con los guantes que protegen las manos. 

El casco y el visor extravehicular, protegen la cabeza del astronauta y a la vez le permiten ver tanto como sea posible. 

Las partes flexibles del traje están hechas de varias capas de materiales, las cuales cumplen diferentes funciones, desde mantener el oxígeno dentro del traje hasta proteger del impacto espacial.

Objetivo

Dar a conocer  de qué material están hechos los trajes de los astronautas y cómo es que resisten y funcionan al exponerse al espacio exterior y la aplicación 

Justificación

Nos interesó este tema porque hemos visto los diferentes trajes que utilizan los astronautas y nos gustaría conocer de qué material están hechos, cómo es que resisten y funcionan exponiéndose al espacio, así como su aplicación en otros campos de investigación. 

Hipótesis

Si  damos a conocer de qué material están hechos los trajes de los astronautas y sus funciones entonces podremos observar la aplicación de esta tecnología en otros campos de investigación. 

Método (materiales y procedimiento)

Se realizó una Investigación cualitativa, la cual consiste en consultar  libros, revistas, artículos, documentales tanto físicos como digitales, es decir realizar una metasíntesis, que es el análisis de muchos reportes publicados sobre el tema. 

Al final se detallaran los resultados del análisis.

A partir de dos videos obtenidos de la plataforma youtube, relacionados al cien por ciento con nuestro proyecto y proyectados en clase, realizamos dos cuestionarios que se aplicaron a nuestros compañeros, cuyas respuestas nos apoyaron para poder obtener los siguientes datos: 

Video 1

La Evolución del traje espacial”  

Referencia: https://youtu.be/wABa-ljMRkE

Título del cuestionario 1: “Evolución de los trajes espaciales”.

1.- ¿Qué es un traje espacial?

En la primera pregunta el 100% de los alumnos a los que les aplicamos la encuesta respondió de manera correcta.

2.- ¿En qué año se crea el primer traje espacial?

El 86,7% de los alumnos respondieron que  fue en 1925 la cual es la respuesta correcta y el 13,3% dijo que fue en 1980.

 

3.- Cuál fue el último traje que se ha diseñado

El 63,3 % de los alumnos dijeron que es el traje space suit space x, el 33,3% de los alumnos dijeron que es el traje E.V.A y el 3,3% dicen que es la escafandra estratonáutica.

4.-¿En qué año se realizó el primer vuelo tripulado?

El 73,3% de los alumnos dijo que fue en el año 1961 la cual fue la respuesta correcta, el 16,7%dijo que fue en 1985 y el 10% dijo que fue en 1990.

5.- ¿Quién fue y de donde era el diseñador del primer traje espacial?

El 80% de los  alumnos respondieron que fue el coronel emilio herrera de España y el 20% dijo que fue Neil Armstrong.

6.- ¿Cuál fue el nombre del primer traje espacial?

El 40% de los alumnos a los que les aplicamos la encuesta dijeron que fue la escafandra estratonáutica, el otro 40% dijo que es el traje E.V.A y el 20 % dijo que se llama el traje space suit space x.

7.- Son ventajas que tiene el traje espacial space suit space x, excepto:

El 56,7% dice que es muy barato y es cierto no es nada barato, el 16,7% dijo que tiene casco retráctil,el otro 16,7% dijo que tiene conexión de formación virtual con el traje y el 10% dice que defiende al astronauta de altas temperaturas 

 

Video 2:

 “Así se fabrican los trajes espaciales para los astronautas”

Referencia:  https://youtu.be/cz15kzZxGUc

Título del cuestionario 2

“Así se fabrican los trajes espaciales para los astronautas” 

1.- ¿En dónde se realiza una pequeña parte de todos los trajes espaciales?

El 50.3% dice que es en brooklyn,El 31.4% dijo que en brooklin nueva york la cual es la respuesta correcta y el 19.2% de las personas dijo en otro lado..

2 .-¿ Quiénes son los encargados del centro de diseño de la última frontera ?

El 49.8%de las personas dijeron que son ted satter y nicola moiseev lo cual es correcto,el 21.3%dice que fue únicamente nicola moiseev y el 28.4% de las personas dijeron que fue otra persona.

3.-¿ De qué está hecho el traje para la siguiente generación ?

El 31.5% de las personas dijeron que está hecho de nylon, el 44% de las personas  dicen que es de  nylon recubierto de uretano lo cual es correcto y el 25.2% de las personas dice que es de otro material.

4.- ¿ Cuántas atmósferas de presión puede resistir el traje de la siguiente generación ?

El 80% de las personas dijeron que resistía 3 atmósferas de presión lo cual es correcto, el 10% dice que resistió 2 atmósferas de presión lo cual es incorrecto y el otro 10 por ciento dijo que resistía 0,3 de presion.

5.-¿Cómo se llama la “caja” donde se corta la tela?

El 36.25% de las personas respondieron que se llama caja de luz,el 6.26% dijeron que se llama caja de fuego,el otro 6.25 dijo que no se acordaba,el otro 6.25 dijo que se llama jaula de faraday,el otro 6.25 dijo que se llama caja de tela y el 18.755 dice que se llama caja de lasers.

6.- ¿ Cómo se llama la parte del traje que mantiene dentro el aire ?

El 53.33 de las personas dicen que se llama prenda de presión lo cual es correcto pero no,el 13,33% dice que se llama blader lo cual es incorrecto y el 6.66% dice que se llama capa de nilo que al igual que el primer porcentaje está bien.

 

Galería Método

Resultados

El traje de los astronautas está hecho de varias capas de distintos materiales la primera es una capa de nomex, teflón y kevlar.
Que refleja la luz y calor, tiene resistencia al fuego, se destaca en el negro del espacio , resiste impacto de basura espacial y micrometeoros , cinco capas de nylon, para protegerse de temperaturas extremas, a la luz del Sol ,una envoltura de neopreno, que es la segunda medida de seguridad contra impactos tiene una estructura de poliéster, resistente a la presión, una bolsa con capa de nylon y poliuretano, constituye protección por la falta de presión externa, un tejido flexible dispuesto en pliegues que permite el movimiento, lleva elastano con tubos de agua fría, para la refrigeración del traje y por ultimo un forro de nylon y algodón, suave al tacto, retarda la pérdida de calor y absorbe el sudor.

Galería Resultados

Discusión

 

Cuál es la aplicación de esta tecnología en otras áreas de la ciencia:

La exploración espacial tiene gran interés en tomar como parte suya el conocimiento en el desarrollo de aplicaciones que se están plasmando en realidad en estos tiempos gracias a la nanotecnología, con el propósito de crear nuevos instrumentos, maquinarias en pequeñas dimensiones físicas que puedan ser útiles para facilitar las distintas tareas que realiza centros de investigación para la exploración espacial, como por ejemplo la NASA.

Muchas son las aplicaciones que están siendo objeto de estudio para poder plasmar en la realidad, seguidamente se menciona alguno de ellos: 

1.- Nanorobots Espaciales. 

2.-Nanopartículas en trajes espaciales. 

3.- Ascensor Espacial.

Conclusiones

Entre otras, las posibilidades son verdaderamente apasionantes con el uso de la nanotecnología, uno de los principales problemas a los que se enfrenta la tecnología espacial quedaría solucionado como: monitorear el estado de salud de los astronautas, tener mejor material para la construcción de máquinas espaciales, optimizando la resistencia, calidad de dichos materiales, todo esto para mejoras en el avance del campo de la exploración espacial.

Bibliografía

Ivelisse Gilman. (Octubre 29, 2010). Los trajes espaciales. 22/04/2021, de Nasa y Tu Sitio web: https://www.nasa.gov/audience/forstudents/nasaandyou/home/spacesuits_bkgd_sp.html

 

BBC News Mundo. (28 mayo 2020 Actualizado 30 mayo 2020). Lanzamiento de la NASA y SpaceX: cómo son los nuevos trajes inspirados en superhéroes que utilizan los astronautas de la nave Crew Dragon. 22/04/2021, de BBC News Mundo Sitio web: 

https://www.bbc.com/mundo/noticias-52843464 

desconocido. (29/05/202). Cómo son los trajes que utilizan los astronautas de la Crew Dragon. 22/04/2021, de El Universal Sitio web: https://www.eluniversal.com.mx/ciencia-y-salud/lanzamiento-de-la-nasa-y-spacex-como-son-los-trajes-que-utilizan-los-astronautas

RAÚL ÁLVAREZ. (16 Octubre 2019 Actualizado 16 Octubre 2019, 15:22). La NASA nos presenta sus nuevos trajes espaciales con los que buscará enviar nuevos astronautas a la Luna y Marte. 22/04/2021, de xalaca Sitio web: https://www.xataka.com/espacio/nasa-nos-presenta-sus-nuevos-trajes-espaciales-que-buscara-llevar-nuevos-astronautas-a-luna-marte

Nicolás Rivera. (29 de mayo de 2020- Última actualización 30 de mayo de 2020). La historia del espectacular traje espacial de SpaceX con el que los astronautas viajarán hasta la ISS. 22/04/2021, de hipertextual Sitio web: https://hipertextual.com/2020/05/historia-espectacular-traje-espacial-space-con-que-behnken-y-hurley-viajaran-hasta-iss 

Arias, O. . (noviembre, 2010 ). NANOTECNOLOGÍA EN LA EXPLORACIÓN ESPACIAL . mayo 12, 2021, de Revistas Bolivianas Sitio web: http://www.revistasbolivianas.org.bo/scielo.php?pid=S1997-40442010000200012&script=sci_arttext 

Summary

What is a spacesuit and how does it work? The objective of our project is to answer this question, to discover how it resists high temperatures and how it works when exposed to outer space. We believe that by making known what material the astronauts’ suits are made of and their functions, we could appreciate more clearly the technology they use and its application in other fields of research.

Research Question

What material are the astronauts' suits made of and what is the technology applied to them?

Problem approach

Astronaut suits have had many changes throughout history and because of that their suit technology has evolved on a large scale, so it is possible that this will be used in other fields of research.

Background

Objective

To show what material the astronauts’ suits are made of and how they withstand and perform when exposed to outer space and the application

Justification

We were interested in this topic because we have seen the different suits used by astronauts and we would like to know what material they are made of, how they resist and function when exposed to space, as well as their application in other research fields.

Hypothesis

If we can learn what material the astronauts’ suits are made of and their functions, then we can see the application of this technology in other fields of research.

Method (materials and procedure)

A qualitative research was carried out, which consists of consulting books, magazines, articles, physical and digital documentaries, that is to say, carrying out a metasynthesis, which is the analysis of many reports published on the subject.
The results of the analysis will be detailed at the end.
From two videos obtained from the youtube platform, one hundred percent related to our project and projected in class, we conducted two questionnaires that were applied to our classmates, whose answers supported us to obtain the following data:
Video 1:
“The Evolution of the spacesuit”.
Reference: https://youtu.be/wABa-ljMRkE
Title of questionnaire 1: “Evolution of spacesuits”.
1.- What is a spacesuit?
In the first question, 100% of the students to whom we applied the survey answered correctly.

2.- In what year was the first spacesuit created?
86.7% of the students answered that it was in 1925, which is the correct answer, and 13.3% said it was in 1980.

3.- What was the last suit to be designed?
63.3% of the students said it was the space suit space x, 33.3% of the students said it was the E.V.A. suit and 3.3% said it was the stratonautic diving suit.

In what year was the first manned flight made?
73.3% of the students said it was in 1961, which was the correct answer, 16.7% said it was in 1985 and 10% said it was in 1990.

Who was the designer of the first spacesuit and where was he from?
80% of the students answered that it was Colonel Emilio Herrera from Spain and 20% said it was Neil Armstrong.

6.- What was the name of the first spacesuit?
40% of the students to whom we applied the survey said it was the stratospheric suit, the other 40% said it was the E.V.A. suit and 20% said it was called the space suit space x suit.

7.- They are advantages that has the space suit space suit space x, except:
56.7% said it is very cheap and it is true it is not cheap at all, 16.7% said it has retractable helmet,the other 16.7% said it has virtual training connection with the suit and 10% said it defends the astronaut from high temperatures

Video 2:
“This is how spacesuits for astronauts are made”.
Reference: https://youtu.be/cz15kzZxGUc
Quiz title 2:
“This is how spacesuits for astronauts are made”.
1.- Where is a small part of all spacesuits made?
50.3% said Brooklyn, 31.4% said Brooklyn, New York, which is the correct answer, and 19.2% of people said somewhere else.

2. Who are the people in charge of the design center of the last frontier?
49.8% of the people said that they are Ted Satter and Nicola Moiseev which is correct, 21.3% said it was only Nicola Moiseev and 28.4% of the people said it was someone else.

What is the suit for the next generation made of?
31.5% of people said it is made of nylon, 44% of people said it is made of urethane coated nylon which is correct and 25.2% of people said it is made of another material.

How many atmospheres of pressure can the next generation suit withstand?
80% of the people said it resisted 3 atmospheres of pressure which is correct, 10% said it resisted 2 atmospheres of pressure which is incorrect and the other 10% said it resisted 0.3 of pressure.

5.-What is the name of the “box” where the fabric is cut?
36.25% of the people answered that it is called a light box, 6.26% said it is called a fire box, 6.25% said they did not remember, 6.25% said it is called a Faraday cage, 6.25% said it is called a fabric box and 18.755 said it is called a laser box.
6.- What is the name of the part of the suit that keeps the air inside?
53.33% of the people say it is called pressure garment which is correct but not, 13.33% say it is called blader which is incorrect and 6.66% say it is called nile layer which like the first percentage is right.

 

Results

The astronauts’ suit is made of several layers of different materials, the first is a layer of nomex, teflon and kevlar.
That reflects light and heat, has fire resistance, stands out in the black of space, resists impact of space debris and micrometeors, five layers of nylon, to protect against extreme temperatures, sunlight, a neoprene envelope, which is the second measure of security against impacts has a polyester structure, resistant to pressure, a bag with a nylon and polyurethane layer, which provides protection from external pressure, a flexible fabric arranged in folds that allows movement, elastane with cold water tubes, for cooling the suit and finally a nylon and cotton lining, soft to the touch, slows heat loss and absorbs sweat.

 

Discussion

What is the application of this technology in other areas of science:

Space exploration has great interest in taking as part of its knowledge in the development of applications that are being embodied in reality in these times thanks to nanotechnology, with the purpose of creating new instruments, machinery in small physical dimensions that can be useful to facilitate the various tasks performed by research centers for space exploration, such as NASA.

Many are the applications that are being studied to be able to translate into reality, some of them are mentioned below:

1.- Space Nanorobots.

2.-Nanoparticles in space suits.

3.- Space Elevator.

Translated with www.DeepL.com/Translator (free version)

Conclusions

Among others, the possibilities are truly exciting with the use of nanotechnology, one of the main problems facing space technology would be solved as: monitoring the health status of astronauts, having better material for the construction of space machines, optimizing the strength, quality of these materials, all this for improvements in the advancement of the field of space exploration.

Bibliography

Ivelisse Gilman. (Octubre 29, 2010). Los trajes espaciales. 22/04/2021, de Nasa y Tu Sitio web: https://www.nasa.gov/audience/forstudents/nasaandyou/home/spacesuits_bkgd_sp.html

 

BBC News Mundo. (28 mayo 2020 Actualizado 30 mayo 2020). Lanzamiento de la NASA y SpaceX: cómo son los nuevos trajes inspirados en superhéroes que utilizan los astronautas de la nave Crew Dragon. 22/04/2021, de BBC News Mundo Sitio web: 

https://www.bbc.com/mundo/noticias-52843464 

desconocido. (29/05/202). Cómo son los trajes que utilizan los astronautas de la Crew Dragon. 22/04/2021, de El Universal Sitio web: https://www.eluniversal.com.mx/ciencia-y-salud/lanzamiento-de-la-nasa-y-spacex-como-son-los-trajes-que-utilizan-los-astronautas

RAÚL ÁLVAREZ. (16 Octubre 2019 Actualizado 16 Octubre 2019, 15:22). La NASA nos presenta sus nuevos trajes espaciales con los que buscará enviar nuevos astronautas a la Luna y Marte. 22/04/2021, de xalaca Sitio web: https://www.xataka.com/espacio/nasa-nos-presenta-sus-nuevos-trajes-espaciales-que-buscara-llevar-nuevos-astronautas-a-luna-marte

Nicolás Rivera. (29 de mayo de 2020- Última actualización 30 de mayo de 2020). La historia del espectacular traje espacial de SpaceX con el que los astronautas viajarán hasta la ISS. 22/04/2021, de hipertextual Sitio web: https://hipertextual.com/2020/05/historia-espectacular-traje-espacial-space-con-que-behnken-y-hurley-viajaran-hasta-iss 

Arias, O. . (noviembre, 2010 ). NANOTECNOLOGÍA EN LA EXPLORACIÓN ESPACIAL . mayo 12, 2021, de Revistas Bolivianas Sitio web: http://www.revistasbolivianas.org.bo/scielo.php?pid=S1997-40442010000200012&script=sci_arttext