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Una piscina de flotabilidad neutra o tanque de flotabilidad neutral es una piscina de agua en la que se utiliza la flotabilidad neutra para entrenar a los astronautas para la actividad extravehicular y el desarrollo de procedimientos. Estas piscinas comenzaron a usarse en la década de 1960 y en un principio eran solo piscinas recreativas ; Más tarde se construirían instalaciones dedicadas.

Agencias espaciales [ editar ]

NASA [ editar ]

Buzz Aldrin entrenando en la escuela McDonogh para su caminata espacial Gemini 12

Antes de mayo de 1960, la NASA reconoció la posibilidad de simulaciones de flotabilidad neutra bajo el agua y comenzó a probar su eficacia. La NASA contrató a Environmental Research Associates, una empresa con sede en Baltimore , para que probara primero las simulaciones de flotabilidad neutra en una piscina cerca del Langley Research Center . Los visitantes y otros problemas perturbaron esos esfuerzos, por lo que trasladaron la operación a una piscina en la Escuela McDonogh en Maryland, donde Scott Carpenter fue el primer astronauta en participar en traje . Luego, después de difíciles EVA a través de Gemini 11 a mediados de septiembre de 1966, el Centro de naves espaciales tripuladas (más tarde rebautizado como Centro Espacial Johnson) comprendió completamente la importancia de los procedimientos de prueba bajo el agua y envió a la tripulación del Gemini 12 a entrenar en McDonogh. [1] [2] [3] [4]

Simulador de flotabilidad neutral (NBS) [ editar ]

Más información: Simulador de flotabilidad neutra

El Simulador de Flotabilidad Neutral, ubicado en el Centro de Vuelo Espacial Marshall en Alabama, operó desde 1967 hasta 1997. [5] La instalación tenía tres tanques. El primero tenía un diámetro de 2,4 metros (8 pies) y una profundidad de 2,4 metros (8 pies). El segundo tanque fue construido en 1966 y tenía un diámetro de 7,6 metros (25 pies) y una profundidad de 4,6 metros (15 pies). Un tercer tanque se agregó alrededor de 1968 para Skylab y otros proyectos planificados; tenía un diámetro de 23 metros (75 pies) y una profundidad de 12 metros (40 pies).

El entrenamiento en el NBS disminuyó cuando el Centro Espacial Johnson abrió su propia piscina de flotabilidad neutral en 1980, finalmente se cerró en 1997. [5]

Instalación de inmersión en agua (WIF) [ editar ]

WIF se utilizó para los programas Gemini y Apollo y se ubicó en el Edificio 5 del Centro Espacial Johnson en Houston, Texas.

La piscina tenía un diámetro de 7,6 metros (25 pies) y una profundidad de 4,9 metros (16 pies).

Centro de entrenamiento para entornos ingrávidos (WETF) [ editar ]

WETF, en funcionamiento desde 1980 hasta 1998, estaba ubicado en el Edificio 29 en el Centro Espacial Johnson en Houston, Texas. [5] [6] Las dimensiones de la piscina eran de 24 metros (78 pies) por 10 metros (33 pies), con una profundidad de 7,6 metros (25 pies). [6]

Laboratorio de flotabilidad neutra (NBL) [ editar ]

Más información: Laboratorio de flotabilidad neutra

A fines de la década de 1980, la NASA comenzó a considerar reemplazar el WETF, que era demasiado pequeño para albergar maquetas útiles de muchos de los componentes de la estación espacial planeados para la Estación Espacial Freedom , que luego se transformó en la Estación Espacial Internacional . La NASA compró la instalación de procesamiento de McDonnell Douglas a principios de la década de 1990 y comenzó a reacondicionarla como un centro de entrenamiento de flotabilidad neutral en 1994 y la construcción finalizó en diciembre de 1995. El NBL comenzó a operar en 1997. [7]

El NBL está ubicado en el Centro de Entrenamiento Sonny Carter , cerca del Centro Espacial Johnson en Houston. [8] Las dimensiones de la piscina son 62 metros (202 pies) por 31 metros (102 pies), con una profundidad de 12 metros (40 pies). [8]

Roscosmos [ editar ]

Después de la misión Voskhod 2 , un grupo en el Centro de Entrenamiento de Cosmonautas de Gagarin (GCTC) propuso entrenar a los EVA en una piscina. [9] En septiembre de 1969, GCTC creó un grupo de trabajo para estudiar más a fondo la idea, y se realizaron algunos experimentos en su piscina cerca del final de ese año. [9] En 1970, los cosmonautas Andriyan Nikolayev y Vitaly Sevastyanov visitaron la nueva piscina de 23 metros (75 pies) de diámetro de la NASA en Marshall. [9] A Sevastyanov incluso se le permitió ponerse un traje de entrenamiento y entrar en la piscina. [9] Después de la visita, el interés en una instalación similar comenzó a crecer dentro del programa espacial soviético. [9]En noviembre de 1973, se decidió oficialmente construir una piscina dedicada; hasta entonces, se siguió utilizando la piscina del centro. [9]

Hydro Lab [ editar ]

Hydro Lab se completó a principios de 1980; la piscina tiene un diámetro de 23 metros (75 pies) y una profundidad de 12 metros (39 pies). [9] [10]

CNSA [ editar ]

Instalación de flotabilidad neutral (NBF) [ editar ]

El NBF chino [11] está ubicado en el Centro de Entrenamiento e Investigación de Astronautas de China en Beijing. Tiene un diámetro de 23 metros (75 pies) y una profundidad de 10 metros (33 pies). [12] La construcción comenzó en 2005 y se terminó en noviembre de 2007. [13] Las operaciones comenzaron en 2008. [13]

ESA [ editar ]

Instalación de flotabilidad neutral (NBF) [ editar ]

El NBF europeo está ubicado en el Centro Europeo de Astronautas en Colonia, Alemania. [14] Tiene una forma octogonal y unas dimensiones de 22 metros (72 pies) por 17 metros (56 pies), con una profundidad de 10 metros (33 pies). [15] Las operaciones comenzaron en 2002. [16]

JAXA [ editar ]

Sistema de prueba del entorno de ingravidez (WETS) [ editar ]

WETS estaba ubicado en el Centro Espacial Tsukuba en Ibaraki, Japón. [5] Se inauguró en 1997 y se cerró en 2011 debido a los extensos daños causados ​​por el terremoto. [5] La piscina tenía un diámetro de 16 metros (52 pies) y una profundidad de 10,5 metros (34 pies). [17]

Otros [ editar ]

Centro de investigación de flotabilidad neutral de la Universidad de Maryland (NBRF) [ editar ]

El NBRF está ubicado en la Universidad de Maryland en los EE. UU. [18] La piscina tiene un diámetro de 15 metros (50 pies) y una profundidad de 7,6 metros (25 pies). [18] Fue construido en 1992 y es la única instalación de flotabilidad neutral en un campus universitario. [18] El NBRF es parte del Laboratorio de Sistemas Espaciales (SSL) que originalmente estaba ubicado en el Instituto de Tecnología de Massachusetts (MIT). [18] Se separó del MIT cuando el SSL recibió una subvención de la NASA para construir un grupo de flotabilidad neutral dedicado. [18] Dado que no había suficiente espacio en el MIT para el grupo, se decidió trasladar el SSL a la Universidad de Maryland. [18]

El entrenador de astronautas subacuáticos (UAT) está ubicado en el Centro Espacial y de Cohetes de los Estados Unidos , sede del Campamento Espacial y la Academia Espacial, en Huntsville, AL. 30 pies de ancho y 24 pies de profundidad, fue diseñado por Homer Hickam , un ingeniero de la NASA famoso por escribir Rocket Boys adaptado a la película October Sky. Inaugurado en 1986, todavía está activo. [ cita requerida ]

Entrenamiento de flotabilidad neutra [ editar ]

Más información: simulación de flotabilidad neutra como ayuda para el entrenamiento

Durante los ejercicios de entrenamiento, el buceo con flotabilidad neutra se utiliza para simular la ingravidez de los viajes espaciales. Para lograr este efecto, los astronautas o piezas de equipo con traje se bajan a la piscina usando una grúa aérea y luego los buzos de apoyo los pesan en el agua para que experimenten una fuerza de flotación mínima y un momento de rotación mínimo alrededor de su centro de masa . [19] Los trajes usados ​​por los aprendices en la NBL tienen una calificación inferior a los trajes EMU con calificación de vuelo como los que se usan en el Transbordador Espacial y la Estación Espacial Internacional. Los buzos respiran nitrox mientras trabajan en el tanque. [20] [21]

Desafíos de entrenamiento [ editar ]

Una desventaja del buceo con flotabilidad neutra como simulación de microgravedad es la cantidad significativa de resistencia creada por el agua. [22] Esto hace que sea difícil poner un objeto en movimiento y difícil mantenerlo en movimiento. También facilita mantener el objeto inmóvil. Este efecto es el opuesto al que se experimenta en el espacio, donde es fácil poner un objeto en movimiento, pero muy difícil mantenerlo quieto. Generalmente, los efectos de arrastre se minimizan al realizar tareas lentamente en el agua. Otra desventaja de la simulación de flotabilidad neutra es que los astronautas no son ingrávidos dentrosus trajes, lo que significa que cuando los buzos inclinan sus trajes, se presionan contra cualquier superficie interior que esté boca abajo. Esto puede resultar incómodo en determinadas orientaciones, como con la cabeza hacia abajo. Por lo tanto, la talla precisa del traje es fundamental.

Imágenes [ editar ]

Comparación de escalas de piscinas de flotabilidad neutra (las imágenes superiores representan vistas aéreas; las imágenes inferiores representan vistas laterales)

Ver también [ editar ]

  • Flotabilidad neutra  : equilibrio entre la flotabilidad y el peso de un objeto sumergido
  • Simulación de flotabilidad neutra como ayuda para el entrenamiento  : entrenamiento de astronautas en un entorno de flotabilidad neutral

Referencias [ editar ]

  1. ^ Levine, Raphael B .: simulación de gravedad nula. Documento presentado en la III Reunión Anual de la Asociación Médica Aeroespacial, 9-11 de mayo de 1960.
  2. ^ Trucha, Otto F .; Loats, Harry L .; Mattingly, G. Samuel (enero de 1966). "Una técnica de inmersión en agua para el estudio de la movilidad de un sujeto adaptado a la presión en condiciones de gravedad equilibrada NASA TN D-3054" (PDF) . Representante de contrato de la NASA NASA CR : 1–32. PMID  5295062 . Archivado desde el original (PDF) el 25 de octubre de 2011.
  3. ^ Otto F. Trout, Jr., Harry L. Loats, Jr. y G. Samuel Mattingly ["Contrato NAS1-4059 de la NASA con acuerdos complementarios"], enero de 1966
  4. ^ Roylance, Frank D. (19 de julio de 2009). "Marca histórica" . Baltimore Sun . Consultado el 25 de febrero de 2012 .
  5. ↑ a b c d e M. S. Laughlin, JD Murray, LR Lee, ML Wear y M. Van Baalen (2016). "Compilación de un conjunto de datos de formación EVA completo para astronautas de la NASA" (PDF) . NASA . Consultado el 14 de noviembre de 2015 . Mantenimiento de CS1: utiliza el parámetro de autores ( enlace )
  6. ↑ a b Taylor, Larry (2004). "Un paso gigante" . Consultado el 19 de noviembre de 2015 . el entrenamiento real ahora ocurre en una piscina de 78 'x 33' que tiene 25 pies de profundidad. La piscina en sí no parece diferente de cualquier otra piscina. Está lleno de agua y apesta a cloro.
  7. ^ Hutchinson, Lee (4 de marzo de 2013). "Nadar con astronautas: entrenamiento para caminatas espaciales en la piscina gigante de la NASA" . Ars Technica . Consultado el 24 de marzo de 2015 .
  8. ^ a b "Laboratorio de flotabilidad neutra" (PDF) . NASA. 2013 . Consultado el 19 de noviembre de 2015 .
  9. ^ a b c d e f g "TsPK: The training pool" (en francés). Kosmonavtika . Consultado el 19 de noviembre de 2015 .
  10. ^ Rex D. Hall, Shayler David, Bert Vis (2007). Cosmonautas de Rusia: Dentro del Centro de Entrenamiento Yuri Gagarin . Saltador. pag. 53. ISBN 9780387739755. Consultado el 19 de noviembre de 2015 .Mantenimiento de CS1: utiliza el parámetro de autores ( enlace )
  11. ^ MS Laughlin; JD Murray; LR Lee; ML Wear; M. Van Baalen (2016). "Compilación de un conjunto de datos de formación EVA completo para astronautas de la NASA" (PDF) . NASA . Consultado el 17 de abril de 2016 . China opera la Instalación de Flotabilidad Neutral en el Centro de Astronautas de China
  12. ^ "10 米 水下" 太空 漫步 "(Un" paseo espacial "bajo 10 metros de agua)" (en chino). Sohu.com . 25 de septiembre de 2008 . Consultado el 28 de septiembre de 2015 .
  13. ^ a b "Grupo más grande de China" . SpaceMore. 2017-02-06 . Consultado el 6 de agosto de 2018 .
  14. ^ "Instalación de flotabilidad neutral de la ESA en EAC" . ESA. 2015 . Consultado el 19 de noviembre de 2015 .
  15. ^ Dr. Gary E. Musgrave, Axel Larsen, Tommaso Sgobba (2009). Diseño de seguridad para sistemas espaciales . Butterworth-Heinemann. pag. 780. ISBN 9780080559223. Consultado el 19 de noviembre de 2015 .Mantenimiento de CS1: utiliza el parámetro de autores ( enlace )
  16. ^ Mitzi S. Laughlin; Jocelyn D. Murray; Lesley R. Lee; Mary L. Wear; Mary Van Baalen. "Seguimiento de la formación histórica de EVA de la NASA: desarrollo de la vigilancia de por vida de la salud de los astronautas (LSAH) del rastreador de exposición del traje de EVA (EVA SET)" (PDF) . NASA - JSC . Consultado el 6 de agosto de 2018 .
  17. ^ "Edificio de prueba de entorno ingrávido" . JAXA. 2006 . Consultado el 19 de noviembre de 2015 .
  18. ^ a b c d e f "La instalación de investigación de flotabilidad neutral" . Universidad de Maryland. 2015 . Consultado el 19 de noviembre de 2015 .
  19. ^ Strauss, S (julio de 2008). "Medicina espacial en la NASA-JSC, laboratorio de flotabilidad neutra". Medicina de la aviación, el espacio y el medio ambiente . 79 (7): 732–3. PMID 18619137 . 
  20. ^ Fitzpatrick DT, Conkin J (2003). "Función pulmonar mejorada en buzos que trabajan respirando nitrox a poca profundidad" . Resumen submarino Hyperb Med . 30 (Suplemento): 763–7. PMID 12862332 . Consultado el 27 de agosto de 2008 . 
  21. ^ Fitzpatrick DT, Conkin J (julio de 2003). "Función pulmonar mejorada en buzos que trabajan respirando nitrox a poca profundidad" . Aviat Space Environ Med . 74 (7): 763–7. PMID 12862332 . Consultado el 27 de agosto de 2008 . 
  22. ^ Pendergast D, Mollendorf J, Zamparo P, Termin A, Bushnell D, Paschke D (2005). "La influencia del arrastre en la locomoción humana en el agua" . Submarino Hyperb Med . 32 (1): 45–57. PMID 15796314 . Consultado el 27 de agosto de 2008 .