Come mantenere pulita la "underwear" della tuta spaziale condivisa?

Le passeggiate nello spazio sono uno dei momenti salienti della carriera di qualsiasi astronauta. Ma c'è un aspetto negativo: indossare la tuta spaziale significa condividere alcuni sottostrati indossati in precedenza. Un nuovo studio dell'ESA sta esaminando il modo migliore per mantenere questi oggetti puliti e igienici mentre gli umani si avventurano sulla Luna e oltre.

Durante l'era dello Space Shuttle, ogni astronauta riceveva la propria "Unità di mobilità esterna", il termine ufficiale per una tuta spaziale. Ma gli equipaggi a bordo della Stazione Spaziale Internazionale sono passati alla condivisione di tute, con segmenti di dimensioni diverse messi insieme per adattarsi a un determinato spacewalker.

L'astronauta dell'ESA Thomas Pesquet indossa la tuta spaziale dell'unità di mobilità esterna (EMU), con il suo indumento di raffreddamento e ventilazione a liquido visibile. Thomas ha indossato il controllo di idoneità della tuta spaziale nell'articolo del test Airlock della stazione spaziale (SSATA) nel Crew Systems Laboratory presso il Johnson Space Center della NASA nel settembre 2020, prima della sua missione Expedition 65 alla Stazione spaziale internazionale. Credito: NASA-Robert Markowitz

Il primo oggetto indossato dai camminatori spaziali è un pannolino (usa e getta) "indumento ad assorbimento massimo", quindi il loro "indumento intimo termico confortevole", seguito dal lungo indumento per il raffreddamento e la ventilazione a liquido (LCVG). Indossato a contatto con la pelle, l'LCVG incorpora tubi di raffreddamento a liquido e ventilazione a gas per mantenere chi lo indossa fresco e comodo durante lo sforzo fisico prolungato del lavoro sotto vuoto.

Ma l'LCVG viene riutilizzato da diversi camminatori spaziali insieme alle tute spaziali stesse. Si prevede che tale riutilizzo aumenterà una volta che gli equipaggi saranno stabiliti a bordo del Gateway entro la fine di questo decennio, una nuova stazione spaziale internazionale in orbita lunare.

Con tale condivisione a lungo termine in mente, l'ESA ha avviato un nuovo progetto chiamato "Tecnologia di rivestimento avanzato biocida per la riduzione dell'attività microbica" o BACTeRMA in breve.

L'astronauta dell'ESA Thomas Pesquet prova una tuta spaziale. I guanti sono realizzati su misura e le gambe e le braccia possono essere regolate a piacimento, ma il busto è rigido ed è disponibile solo in tre taglie: M, L e XL. Questa foto è stata scattata presso il Sonny Carter Training Facility – Flight Crew Equipment Suit Lab del Johnson Space Center della NASA. Credito: NASA-Robert Markowitz

"I tessuti per i voli spaziali, specialmente se soggetti a contaminazione biologica, ad esempio la biancheria intima delle tute spaziali, possono comportare rischi sia ingegneristici che medici durante i voli di lunga durata", spiega l'ingegnere dei materiali dell'ESA Malgorzata Holynska.

"Stiamo già studiando i materiali candidati per gli strati delle tute spaziali esterne, quindi questo primo progetto di sviluppo tecnologico è un utile complemento, esaminando piccole molecole che uccidono i batteri che potrebbero essere utili per tutti i tipi di tessuti per i voli spaziali, compresi gli interni delle tute spaziali".

Rappresentazione artistica del portale lunare. La sua traiettoria di volo è un'orbita altamente ellittica attorno alla Luna, che la porta sia relativamente vicino alla superficie della Luna, ma anche lontana, rendendo più facile raccogliere astronauti e rifornimenti dalla Terra, in un viaggio di cinque giorni. Credito: ESA

Christophe Lasseur, specialista in supporto vitale dell'ESA, aggiunge: “L'igiene è sempre una preoccupazione a bordo della Stazione Spaziale Internazionale. Gli astronauti indossano i loro vestiti a giorni alterni, poi alla fine vengono eliminati - bruciati all'interno di un'astronave rientrante. Ma ci sono alcuni elementi e superfici che devono essere condivisi”.

Il metodo standard per prevenire la contaminazione biologica è l'uso di materiali antimicrobici come argento o rame, i cui ioni in presenza di ossigeno o acqua interrompono il normale funzionamento della fisiologia microbica.

Vista al microscopio elettronico a scansione di tessuti di prova. Credito: OeWF

"Il problema è che il loro uso a lungo termine può provocare irritazioni cutanee, mentre i metalli stessi possono appannarsi nel tempo", spiega Seda Özdemir-Fritz Bacterma, project scientist dell'Austrian Space Forum (Österreichisches Weltraum Forum /OeWF), capocommessa del progetto .

“Per fornire un'alternativa, stiamo collaborando con il Vienna Textile Lab. Hanno accesso esclusivo a una collezione batteriografica unica. Questi microrganismi producono i cosiddetti metaboliti secondari. Questi composti sono in genere colorati e alcuni mostrano proprietà versatili: antimicrobiche, antivirali e antimicotiche.

L'ESA sta collaborando con l'Austrian Space Forum e il Vienna Textile Lab sull'utilizzo delle proprietà dei cosiddetti metaboliti secondari per prevenire la contaminazione batterica. I batteri stessi producono questi composti, che presentano proprietà antimicrobiche, antivirali e antimicotiche, per proteggersi dalle condizioni ambientali. Credito: OeWF

“Potrebbe sembrare controintuitivo sbarazzarsi dei microbi usando i prodotti dei microbi, ma tutti i tipi di organismi utilizzano metaboliti secondari per proteggersi da condizioni ambientali estreme. Il progetto li esaminerà come un'innovativa finitura tessile antimicrobica".

Progetto BACTeRMA. Credito: ESA

Il progetto svilupperà e testerà ulteriori finiture tessili innovative con proprietà antimicrobiche. L'Austrian Space Forum insieme al Vienna Textile Lab testerà i tessuti trasformati per le loro proprietà antimicrobiche e li esporrà al sudore e alle radiazioni. Al mix verrà aggiunta anche polvere lunare simulata, perché ci si aspetta che l'ambiente di lavoro degli astronauti possa diventare polveroso dopo ripetuti viaggi sulla superficie della Luna o marzo.

"I test sulle radiazioni simuleranno lo stoccaggio prolungato nell'ambiente dello spazio profondo", aggiunge Malgorzata. "È noto che le radiazioni invecchiano e degradano i tessuti in modi complessi".

L'idea per il progetto biennale BACTeRMA è stata proposta dall'OeWF in collaborazione con il Vienna Textile Lab in qualità di subappaltatore, attraverso l'Open Space Innovation Platform dell'ESA, alla ricerca di idee promettenti per la ricerca spaziale da qualsiasi fonte.

L'OeWF è un'organizzazione di ricerca spaziale: diversi esperti in vari domini scientifici si riuniscono nell'OeWF per lavorare su argomenti spaziali, con particolare attenzione alla tecnologia delle tute spaziali.

"Christoforo Colombo aveva bisogno di costruttori navali per realizzare il suo viaggio, e questo è il tipo di contributo che noi dell'OeWF speriamo di dare", afferma Seda Özdemir-Fritz. "Siamo interessati ai fattori umani coinvolti nelle future missioni Moon Mars, quindi eseguiamo simulazioni e analisi di 'astronauta analogico'".

Foto in primo piano: l'astronauta David A. Wolf, specialista della missione, i suoi piedi ben piantati in un dispositivo di ritenuta all'estremità del sistema di manipolazione remota della stazione spaziale (SSRMS) o Canadarm2, appare sospeso su una parte della Terra fortemente coperta di nuvole. Gli astronauti Wolf e Piers J. Sellers sono stati i camminatori spaziali assegnati per questa seconda passeggiata nello spazio STS-112 così come per le altre due. Credito: NASA