Como projetar um melhor traje espacial para as missões humanas a Marte | Allison Anderson | TEDxMileHigh

O traje espacial é um dos maiores feitos já alcançados da engenharia técnica. Mas você sabia que ele causa lesões sérias aos astronautas? Hematomas, torções, pinçamento de nervos, perda de unhas e até mesmo lesões no manguito rotador (músculos-tendões) do ombro. Se vamos mandar astronautas para Marte de forma segura e bem-sucedida, precisamos primeiro redesenhar o icônico traje espacial. A engenheira aeroespacial Allison Anderson vai nos mostrar como.

Dra. Allison Anderson é uma professora assistente no Smead Department of Aerospace Engineering Sciences da Universidade de Colorado em Boulder e uma professora adjunta em Fisiologia Integrativa. Seu trabalho foca na engenharia biomédica aeroespacial e na fisiologia humana em ambientes extremos, com o objetivo de tornar possível as missões tripuladas a Marte. Ela recebeu Ph.D. do MIT e uma bolsa de pós-doutorado do National Space Biomedical Research Institute. Ela cresceu em uma fazenda no interior de Missouri, é a 4° de 5 filhos, e hoje é uma piloto particular.

Esta palestra foi dada em um evento TEDx, que usa o formato de conferência TED, mas é organizado de forma independente por uma comunidade local. Para saber mais, visite http://ted.com/tedx

Há 50 anos, em julho,

os humanos pisaram na Lua
pela primeira vez

e redefiniram a forma
como pensamos nosso planeta.

Toda vez que você viu uma pessoa
andando na Lua ou no espaço,

ela estava usando um traje espacial.

O traje espacial representa o que é
fazer parte da espécie humana:

explorar e alcançar algo
que pensávamos ser impossível.

Mas esta não é apenas
uma simples peça de roupa.

O traje espacial é um dos maiores feitos
da engenharia técnica já alcançados.

Ele faz tudo que uma nave espacial faz

para manter uma pessoa viva

e ainda é vestível.

Mas apesar do quão avançado é,

usar o traje espacial
é algo surpreendentemente perigoso.

Você nunca saberia
apenas olhando para ele,

mas esse traje machuca os astronautas:

causa lesões, torções,
pinçamento de nervos,

e até mesmo perda de unhas.

Vinte e três astronautas precisaram
de cirurgia nos ombros

para tratar de lesões
como ruptura do manguito rotador.

Se algo do tipo acontecesse
na superfície da Lua ou Marte,

poderia arruinar a missão.

Resumindo, melhorar o traje espacial

é um dos maiores obstáculos
para a exploração humana do espaço,

e ninguém fala nada a respeito.

Eu penso que uma das coisas
mais importantes

que podemos fazer para a ciência avançar

é mandar um humano para Marte.

Já aprendemos bastante graças
aos exploradores robóticos,

mas eles são muito limitados.

Uma pessoa na superfície daquele planeta

poderia revelar a história da formação
do nosso Sistema Solar,

ou até mesmo do surgimento da vida.

Custará bilhões de dólares
mandar pessoas para Marte,

mas não se vai para Marte,

só para ficar o tempo todo
dentro de seu habitat.

Astronautas irão explorar e usar o traje

muitas vezes.

Com os planos atuais da NASA,

se você enviar cinco pessoas
para a superfície de Marte por 500 dias,

seriam cerca de mil caminhadas espaciais

durante apenas uma missão.

Para dar uma ideia,

nós só fizemos pouco mais
de 400 caminhadas espaciais

em toda a história
do voo espacial tripulado.

Esse é um grande salto de capacidade.

Se vamos fazer isso acontecer,
e eu acredito que iremos,

precisamos reprojetar
radicalmente o traje espacial.

Eu me interessei por exploração espacial

na terceira série

quando minha professora passou o dia
nos contando sobre os astronautas.

Foi a primeira vez que eu realmente
entendi que as pessoas podiam ir lá.

Desde aquela vez, as viagens espaciais

têm sido a paixão que move a minha vida.

Mas só comecei a entender

como é difícil para os astronautas
trabalharem dentro dos trajes espaciais

quando fiz pós-graduação.

O traje é pressurizado com oxigênio
para permitir que as pessoas respirem,

mas essa pressão o deixa
inflexível e rígido.

Imagine-se tentando
fazer um animal de balão.

Quando você torce o balão,

ele força para voltar
para sua posição inicial.

Engenheiros tentaram
resolver esse problema

projetando as juntas do traje
com pregas e rolamentos,

mas ainda assim força as pessoas

a se moverem de modo incômodo.

Pra se deslocar com o traje,

primeiro você tem que mover o seu corpo
até fazer contato com a roupa,

somente então o traje
começa a se movimentar.

Não dá para esticar o braço
e tocar a cabeça dessa forma.

Em vez disso, astronautas têm
que girar seus ombros para fora

e só então levantar seu cotovelo
para tocar o capacete.

Isso já é difícil o bastante
de se lembrar aqui na Terra,

e ainda mais se estiver
sozinho fora da nave espacial,

viajando a mais de 27 mil km/h.

Servir é outro grande problema.

Em março de 2019,

a NASA precisou cancelar
a primeira caminhada espacial feminina

porque os trajes disponíveis
não cabiam nas tripulantes,

e levaria muito tempo

para colocar em órbita outro traje,
que fosse do tamanho certo.

Então, a pressão e o tamanho

são responsáveis
por prejudicar os astronautas

toda vez que eles trabalham com o traje.

E é por isso que tenho dedicado
a minha carreira

a projetar um traje melhor.

O primeiro passo é entender
como as pessoas se movem usando o traje.

Você não pode apenas olhar
para dentro dele

para entender como e por quê
os astronautas estão se machucando.

Então, eu e meus alunos do CU Boulder

estamos desenvolvendo sensores internos

para monitorar como as pessoas
se movem e interagem com o traje.

Com esses dados,

esperamos ser capazes de prever

se o traje é ou não confortável

ou se causará lesões

depois que alguém o vestir
algumas centenas de vezes.

Quando os humanos derem os primeiros
passos na superfície de Marte,

suas botas farão o primeiro impacto.

Astronautas não precisaram
andar com os seus trajes

desde que os astronautas da missão Apollo
deixaram a Lua em 1972.

Como a bota também é pressurizada,

o pé não fica estável lá dentro.

Seria como usar sapatos de caminhada

vários números maiores que o seu.

Toda vez que você dá um passo,

o calcanhar se levanta por trás,

causando bolhas no pé,
desperdício de energia

e movimento desconfortável.

O ponto é,

se você tiver uma bolha em uma caminhada,

você só tem um passeio ruim.

Se você tiver uma bolha
na superfície de Marte,

fica difícil fazer o seu trabalho.

E pode ser ainda mais doloroso que isso.

Um astronauta teve
um problema com sua bota

e disse que a dor era
como a de ser espetado por uma faca.

Para projetar uma melhor bota espacial,
meu aluno, Aubie, desenvolveu

um sistema quadridimensional
de captura de movimento

que analisa o formato
do pé enquanto anda.

Com esses dados,

nós planejamos redefinir a forma
como o pé se ajusta dentro da bota

para garantir que nossos astronautas
possam explorar cada vez mais longe.

Mas se realmente quisermos
revolucionar os trajes para Marte,

temos que proteger o corpo

de uma maneira totalmente diferente
da que fazemos agora.

Eu acredito que a solução
para um traje adaptado a Marte

está em um conceito elástico
e aderente à pele

proposto pela primeira vez
nos anos 1960, pelo Dr. Paul Webb.

Ele faz uso de um conceito
chamado "contrapressão mecânica",

que significa que em vez
de usar uma roupa inflada

para aplicar a pressão na pele,

o próprio traje comprime o corpo.

Infelizmente, esses trajes
nunca ganharam tanta atenção

por ser muito difícil de aplicar a pressão

nas partes mais complexas do corpo,

como nas axilas.

Quando eu fazia pós-graduação,

meu orientador me enviou à Itália
para trabalhar com uma companhia, Dainese,

que projeta trajes para corridas de moto.

David me falou:

"Esses são os melhores designers
que você vai conhecer em sua vida.

Quero que você use suas habilidades
de engenharia com as de design deles

e desenhe alguns protótipos de trajes
de contrapressão mecânica".

Então, lá fui eu para a Itália.

Aquele verão foi uma das experiências
mais criativas e inspiradoras

que eu já tive como engenheira.

Todo dia, Stefano e eu surgíamos
com um novo protótipo de traje espacial,

testávamos e depois o modificávamos,

cada vez nos aproximando mais
do traje de contrapressão mecânica.

Mas ainda estamos longe de chegar
em algo pronto para o voo espacial.

Desde então, continuei trabalhando
com esse grupo de amigos do MIT,

da Universidade de Minessota,

do Instituto Real de Tecnologia
de Melbourne, na Austrália,

Companhia David Clark e NASA

para seguir avançando
nessas questões de design.

No meu laboratório agora,
estamos desafiando o que pensamos

sobre usar contrapressão mecânica
nos trajes espaciais.

Em vez de escolher
entre contrapressão mecânica

ou pressão por gás,

por que não podemos escolher os dois?

Se dividirmos o problema
de design na metade

e aplicarmos, digamos, 50% da pressão

usando uma camada do traje
comprimido e elástico

e os outros 50% pelo método tradicional
de pressurização a gás que usamos hoje,

seriamos capazes de proteger
nossos astronautas

com um traje menos inflexível e rígido,

mas também mais seguro
devido aos reforços.

E um traje como aquele

poderia possibilitar
a missão humana para Marte.

Eu acredito que terei a sorte

de ver pessoas andando
na superfície de Marte antes de morrer.

Mas para fazer uma missão importante
como essa valer à pena,

precisamos nos certificar
de que os astronautas estejam seguros.

E precisamos nos certificar
de que eles poderão explorar e pesquisar

dia, após dia, após dia.

É hora de pensar em um novo design
para o nosso icônico traje espacial.

Obrigada.

(Aplausos)