ANALISI DEL SISTEMA DI RAFFREDDAMENTO DEL CORPO UMANO ALL’INTERNO DELLE TUTE SPAZIALI DURANTE LE ATTIVITA’ EXTRA-VEICOLARI = Analysis of the Human Body Cooling System Inside Spacesuits During Extravehicular Activities

L’esplorazione spaziale è uno dei più grandi traguardi che l’umanità possa raggiungere, ma l’ostilità dello spazio pone enormi sfide da dover superare per garantire la sopravvivenza e il comfort degli astronauti. Le attività extra-veicolari sono operazioni estreme in cui l’astronauta abbandona la protezione data dalle pareti dello spacecraft e viene a contatto con il vuoto e le minacce dell’ambiente spaziale. La ricerca e la sperimentazione hanno portato, nel corso dei decenni, allo sviluppo di sistemi sofisticati concepiti per proteggere gli astronauti, impegnati nelle attività extra-veicolari, dall’assenza di pressione e atmosfera respirabile, dalle radiazioni ionizzanti e dalle forti variazioni di temperatura che caratterizzano l’ambiente spaziale. Il controllo termico del corpo umano all’interno delle tute spaziali è cruciale, le attività extra-veicolari sono delle attività ad alta richiesta metabolica, soprattutto se effettuate su superfici extra-terrestri, con conseguente produzione di calore da parte del corpo degli astronauti. L’eliminazione del calore in eccesso per mantenere l’equilibrio termico è un aspetto essenziale per garantire non solo il comfort, ma la stessa sopravvivenza. Allo stato attuale, questa funzione è svolta da un sistema chiamato Liquid cooling and ventilation garment che assorbe ed espelle il calore metabolico prodotto dal corpo sfruttando acqua fredda che passa all’interno di tubazioni poste a contatto con il corpo dell’astronauta. Questa configurazione viene utilizzata fin dai tempi del programma Apollo. In questo elaborato viene presentato e analizzato un nuovo sistema di raffreddamento in cui il fluido refrigerante si trova allo stato gassoso. Tale caratteristica elimina uno dei problemi che caratterizza i sistemi di raffreddamento a liquido, ossia la possibilità di perdite all’interno della tuta, che rappresentano uno dei principali fattori di rischio per l’aborto dell’attività e, soprattutto, per la sopravvivenza dell’astronauta. Nell’elaborato viene presentato l’ambiente spaziale, le principali caratteristiche che lo rendono non adatto alla vita umana e gli effetti che queste causano sull’uomo. Successivamente vengono introdotte le attività extra-veicolari e gli attuali sistemi di supporto alla vita, descrivendone caratteristiche, vantaggi e problematiche. Infine viene descritto il nuovo concetto di sistema di raffreddamento basato su gas e viene realizzato un modello matematico che ne valuti la fattibilità e le prestazioni.