Como os astronautas respiram no espaço?

Os engenheiros tiveram que descobrir algumas maneiras especiais de criar oxigênio no vácuo do espaço . Veja como os astronautas respiram no espaço .

Como respirar no espaço

Em 1997, um incêndio ocorreu na estação espacial Mir, a antecessora da Estação Espacial Internacional. O culpado foi o gerador de oxigênio da espaçonave, que queimava cilindros sólidos de perclorato de lítio para criar uma atmosfera respirável. O material de uma luva de borracha, possivelmente deixado dentro do gerador durante a montagem, pegou fogo quando a máquina foi ativada, criando um incêndio que durou cerca de 14 minutos antes de poder ser completamente extinto.

Embora nenhum membro da tripulação tenha se ferido, o acidente destacou a dificuldade e os riscos de segurança de fornecer aos astronautas um suprimento contínuo de oxigênio durante seu tempo em órbita. Semelhante aos sistemas de filtragem de água a bordo, os dispositivos que criam esse suprimento que salva vidas evoluíram significativamente desde o início da Corrida Espacial na década de 1960.

Fumaça e Mir

O programa Apollo, incluindo a missão de 1969 que levou os primeiros humanos à Lua, usou Unidades de Controle Ambiental (ECUs) para manter uma atmosfera de oxigênio puro nos módulos de comando. A ECU é equipada com cartuchos de hidróxido de lítio e carvão ativado para filtrar o dióxido de carbono da respiração dos astronautas e absorver odores. Ele também gera água e mantém a temperatura da cabine, permitindo que até três astronautas sobrevivam no espaço por 14 dias.

A estação espacial Mir, lançada em 1986, foi projetada para missões espaciais mais longas e produziu oxigênio por meio de uma reação química. Um gerador acende cilindros de perclorato de lítio do tamanho de grandes latas de aerossol, liberando oxigênio enquanto queimam. Uma dessas "velas de oxigênio" forneceu ar respirável suficiente para um membro da tripulação por um dia, mas o sistema mostrou sua fraqueza no incidente da luva de borracha.

Depois desse acidente, os engenheiros aeroespaciais não usaram mais reações químicas para criar oxigênio no espaço. A ISS substituiu a Mir no início dos anos 2000 e foi equipada com uma ECU mais segura baseada em eletrólise, que usa um gerador para dividir moléculas de água através de uma membrana de troca de prótons em oxigênio e hidrogênio. Enquanto o oxigênio produzido por esse processo é liberado na atmosfera, o hidrogênio é combinado com o dióxido de carbono exalado pela tripulação para produzir água potável e metano. Atualmente, o metano é liberado pela estação, mas um dia poderá ser útil para processos de bioprodução a bordo. A ISS também carrega um modelo Mir para gerar oxigênio como reserva.

A vida numa mochila

Fornecer oxigênio aos astronautas enquanto eles estão dentro de uma nave espacial é uma coisa. Fazer isso quando saem da nave espacial para caminhadas espaciais — para testar equipamentos, conduzir experimentos ou executar reparos externos — é outra.

Um traje espacial moderno projetado para caminhadas espaciais, também conhecido como Unidade de Mobilidade Extra-Veicular (EMU), é equipado com uma mochila contendo vários sistemas de suporte de vida. Entre outras funções, ele fornece oxigênio ao capacete do astronauta enquanto filtra o dióxido de carbono. Os trajes também protegem seus corpos das forças potencialmente fatais do vácuo em que se aventuram.

Mesmo antes de entrar na UME, os astronautas passam horas respirando oxigênio puro dentro de uma cápsula de ar comprimido para minimizar a chance de entrar em coma. De acordo com o ex-astronauta Mike Mullane, um módulo de comando mantém uma pressão atmosférica de 14,7 libras por polegada quadrada (psi), que é praticamente a mesma da Terra ao nível do mar, mas a pressão em um traje espacial é de apenas cinco psi. Os astronautas devem "pré-respirar" oxigênio puro para remover o nitrogênio de seus corpos e evitar a formação de bolhas de gás no sangue — a causa do mal do ar comprimido — antes de caminhar no espaço. Caso contrário, o excesso de bolhas de nitrogênio pode obstruir os vasos sanguíneos e causar danos aos tecidos, levando a dores nas articulações, dores de cabeça, fraqueza muscular, paralisia, fadiga e confusão, entre outros sintomas.

A importância dos trajes espaciais talvez seja melhor ilustrada pelo que aconteceria sem eles. Os astronautas desmaiariam imediatamente por falta de oxigênio, enquanto o vácuo faria com que seu sangue e fluidos corporais, que evoluíram sob as condições atmosféricas da Terra, congelassem, fervessem e se rompessem.

As condições do universo transformam um ato simples como respirar em um desafio complexo e potencialmente fatal. Felizmente, não é algo que a ciência não possa resolver.