Nº 032 / Noviembre 2015 / REVISTA DE CIENCIA y TECNOLOGÍA ESPACIAL
SOKOL Space Suit /Traje Espacial SOKOL
Por Mario Arreola
Se puede afirmar que como filosofía de diseño se procuran facilidad de uso, menor complejidad en los diferentes sistemas, para disminuir el riesgo de falla, así como cuidar el peso y volúmen de los mismos para requerir menor energía y costo para subir al espacio.
Descripción general
El traje espacial Sokol KV-2 (Сокол КВ-2, en ruso), en combinación con otros sistemas de la nave espacial, es el principal componente para mantener los sistemas de soporte vital del Cosmonauta y la tripulación en caso de una despresurización accidental durante el lanzamiento, acoplamiento, desacoplamiento, reacoplamiento y descenso de la Estación Espacial Internacional. Específicamente, mantiene la presión del traje a 300 mm Hg a través del suministro continuo de aire y oxígeno.
Componentes:
a. Traje Sokol KV-2 para despegue y reingreso con espejo en la muñeca
b. Un par de guantes de presión con guantes internos.
c. Auriculares.
d. Juego de ropa interior
El traje de vuelo también incluye:
e. Dos pares de calcetines de algodón
f. Un par de botas para el despegue
g. Un par de guantes para el despegue
h. Una bufanda para lanzamientos en clima frío
El traje de repuesto a bordo de la nave incluye:
i. Un par de guantes de presión (GP-74A)
j. Auriculares (SHL-10)
k. Juego de ropa interior y calcetines para cada traje
l. Juego de accesorios
Traje espacial Sokol KV-2
Se compone de 2 capas y un visor de presión, calzado especial y guantes removibles. Su diseño y fabricación está basado en una cámara interna de aire a presión, rodeada por una capa externa para protección y control de presión. La cámara interna cuenta con ventilación y con tubos de suministro de aire y oxígeno distribuidos a lo largo de las piernas, brazos y cabeza, asegura la presurización.
La cámara interna de presión está conectada a la capa externa, la cual está diseñada para mantener la forma del traje bajo presión y para proteger la cámara interna contra daños.
1. Visor de presión
2. Conector para oxígeno
3. Tubo múltiple de ventilación
4. Collar de protección
5. Cordón del collar
6. Válvula de inflado
7. Tubo de ventilación
8. Conector
9. Pieza de montaje
10. Chaveta del collar
11. Cerradura del visor de presión
12. Seguro de la cerradura del visor de presión
13. Correas de refuerzo con broches de presión
14. Capa de control de presión
15. Cremallera
16. Grupo de entrada
17. Medidor de presión
18. Correa frontal con gancho de presión
19. Guantes de presión (GP-7)
20. Manguera de suministro de oxígeno
21. Manguera de ventilación
22. Abertura fisiológica con ganchos
23. Solapa con cierres de velcro
24. Abertura fisiológica con ganchos
25. Cordón
26. Bandas de goma para sellar suplementos
27. Suplemento pequeño
28. Suplemento largo
29. Hebillas de la correa para ajuste de la longitud de las piernas
30. Bolsa para guantes de presión
31. Articulación de la rodilla
32. Bolsa
33. Conector eléctrico para telecomunicaciones
34. Conector eléctrico para monitoreo médico
35. Espejo
36. Articulación del codo
37. Hebillas de la correa para ajuste de la longitud de los brazos
38. Entrada eléctrica hermética
39. Hebillas de la correa para ajuste de la longitud del torso
40. Bolsa para conectores eléctricos internos, comunicaciones y monitoreo médico.
41. Articulación del hombro
42. Regulador de presión (RDSP)
43. Abertura frontal
Casco (Visor) de presión
El casco blando, es en realidad una parte integral de la parte superior del traje, también de dos capas, cuyas únicas partes rígidas son: un visor con su conector hermético, y un semi anillo con tubos múltiples para ventilación y oxigenación. El casco se cierra al empujar hacia abajo el semi anillo superior y presionarlo con el semi anillo inferior. Los tubos múltiples de ventilación y oxigenación suministran aire y oxígeno.
1. Semi anillo superior del Visor.
2. Gancho del seguro del Visor
3. Cuerpo de la cerradura
4. Semi anillo inferior
5. Indicador de aseguramiento (sobresale cuando la cerradura está abierta y se nivela cuando está cerrada)
6. Palanca de apertura simultánea
7. Pasador de tope (detiene la palanca de apertura cuando las cerraduras del Visor están cerradas)
8. Arco
9. Leva del arco
10. Filo del perfil de ajuste del semi anillo superior del Visor
11. Empaque
12. Resorte
Casco (Visor) de presión
El casco blando, es en realidad una parte integral de la parte superior del traje, también de dos capas, cuyas únicas partes rígidas son: un visor con su conector hermético, y un semi anillo con tubos múltiples para ventilación y oxigenación. El casco se cierra al empujar hacia abajo el semi anillo superior y presionarlo con el semi anillo inferior. Los tubos múltiples de ventilación y oxigenación suministran aire y oxígeno.
1. Correa ajustable de regulación de presión
2. Semi anillo de red de acero
3. Gancho de la cerradura
4. Palanca de la cerradura
5. Asegurador de la cerradura
6. Anillo de cierre
7. Cerradura
8. Guantes de presión
9. Empaque
10. Diente de la cerradura
11. Anillo externo
Guantes de Presión
Regulador de presión
En caso de una despresurización accidental, y cuando se realizan pruebas con sobrepresurización para probar posibles fugas, la presión requerida en el traje espacial es mantenida por el Regulador de Presión Sokol. El regulador mantiene una presión absoluta de 0.4 kgf/cm2, o bien, de 0.27 kgf/cm2 y mediante una válvula de escape no permite que exceda los 0.45 kgf/cm2.
La transición entre dos modos de presión es posible mediante el movimiento y cubrimiento de las posiciones apropiadas. El regulador permite la inhalación de aire “externo” con el visor cerrado y sin ventilación. Bajo condiciones normales de vuelo, la presión debe ser de 0.4 kgf/cm2 excepto durante periodos de pruebas.
1. Cubierta
2. Envoltura o compartimiento especial
3. Aneroide
4. Cuerpo o estructura
5. Espiral o resorte
6. Válvula
7. Filtro
8. Compartimiento de la válvula
9. Cubierta de presión
Regulador de Presión del Traje Espacial
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Manguera de entrada
Su función es conectar el traje con el sistema de ventilación a bordo de la nave y con los sistemas de suministro de oxígeno. Sus unidades básicas son las siguientes:
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a. Dispositivo con una válvula y un regulador del flujo
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b. Tomacorriente para la conexión del interior del traje con los tubos de ventilación y oxigenación
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c. Mangueras de ventilación y oxigenación con conectores tipo bayoneta situados al exterior del traje espacial
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La válvula es utilizada para sellar la apertura de ventilación en la entrada de grupo cuando se genera presión dentro del traje espacial. La válvula es capaz de funcionar aún si la manguera de ventilación del traje está desconectada en una despresurización accidental. El regulador del flujo sirve para conectar el interior del traje con el sensor de presión. El máximo flujo de gas dentro del regulador del flujo es de 2 l/min a una presión de 0.4 kgf/cm2 en el traje. Un regulador es instalado en la manguera de oxigenación justo en la abertura de la entrada. Esto limita el flujo de oxígeno al traje en un rango de 20 a 23.5 l/min.
Esquema de la manguera de entrada:
1. Línea principal de oxígeno
2. Pared de la capa interna (a presión) del traje.
3. Regulador del flujo de entrada del oxígeno.
4. Válvula
5. Línea principal de ventilación
6. Regulador del flujo de aire
Regulador de Presión del Traje Espacial
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Calibrador de presión del traje espacial
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El Calibrador de Presión del traje espacial, es un tipo de calibrador manométrico diseñado para monitoreo visual de la presión del traje. La escala del indicador está graduada de 0 a 0.45 kgf/cm2. Cada división representa 0.02 kgf/cm2.
Equipamiento eléctrico
Incluye comunicación por radio y monitoreo de parámetros médicos del Cosmonauta dentro del traje.
1. Entrada hermética de los cables eléctricos y de señal.
2, 3. Juego de cables externos para comunicación y monitoreo médico.
4, 5. Conectores para conexiones eléctricas externas
6. Protectores de los “pines” de los conectores eléctricos extrernos.
7,8. Cubiertas de los conectores eléctricos internos.
9, 10. Juego de cables internos para comunicación y monitoreo de parámetros médicos.
Su función es brindar mantenimiento al traje espacial durante la operación de vuelo e incluye lo siguiente:
a. Compartimiento
b. 2 dispositivos para secar el traje
c. Dispositivo para secar los guantes
d. 3 cubiertas protectoras para el visor del casco
e. Paquete de solución anti niebla para el visor del casco
f. 3 juegos de cubiertas externas para conectores eléctricos
g. 3 correas de goma para sellar suplementos
El estuche está ubicado en el módulo orbital y se encuentra adjunto a los paneles del casill
1. Estuche
2. Cubierta protectora de tela para el visor del casco (3)
3. Correas de goma para sellar suplementos (3)
4. Dispositivo para secar los guantes
5. Dispositivos para secar el traje espacial (2)
6. Cubiertas externas para conectores eléctricos
7. Paquete de solución anti niebla para el visor del casco.
Equipamiento de interfase
1.3.1. Unidad de distribución
La Unidad de Distribución (БР-1 en ruso) canaliza el aire desde el sistema de ventilación a bordo hasta el traje espacial de cada Coacmonauta y reconfigura el flujo de aire si uno de los ventiladores falla. La unidad también aísla las líneas de ventilación del módulo de descenso de aire al suministrarles oxígeno.
Cuando hay una despresurización accidental o cuando la integridad de la presión de los trajes está sometiéndose a pruebas al mismo tiempo que el oxígeno es suministrado, el oxígeno ingresa a esta unidad de distribución para forzar su diafragma, cerrar las válvulas y sellar las líneas de ventilación de los trajes espaciales.
1. Conexión de salida
2. Sensor de presión
3. Regulador del flujo
4. Diafragma
5. Línea de apagado
6. Válvula
7. Válvula de revisión
8. Compartimiento de la válvula
9. Conexión de entrada
10. Obturador
11. Palanca de cambio de modo de funcionamiento
. Unidad de ventilación a bordo
La Unidad de Ventilación a Bordo (БВУ-1 en ruso) ventila y mantiene el traje seco en caso de una despresurización accidental. El componente principal del sistema de ventilación es el ventilador centrífugo de motor eléctrico.
Sección longitudinal principal
1. Estructura del ventilador
2. Pipa conectora del ventilador
3. Cubierta temporal
4. Conector eléctrico del motor
5. Filtro de radio interferencia
6. Estructura de la unidad BVU-1
7. Filtro de aire de salida
8. Conector eléctrico de la unidad
9. Anillo
10. Cubierta
11. Pantalla
12. Difusor
13. Motor eléctrico directo
14. Puente de unión
15. Impulsor
Diagrama del Circuito
Unidad de Ventilación a Bordo
El traje Sokol tiene un peso aproximado de 18 kg, está fabricado en neopreno la capa interna y la externa en nylon reforzado con entramado a prueba de rasgaduras.
* Adaptación libre por Mario M. Arreola S. y Sofía Huerta del original en Inglés proporcionado por la Fundación ”Heinlein Prize Trust”