Eerste vrouwelijke ruimtewandeling voedt discussie ruimtepakdesign

De eerste vrouwelijke ruimtewandeling herinnert ons eraan dat de ruimtepakken van de toekomst voor meer lichaamstypes geschikt moeten zijn dan oorspronkelijk werd voorzien.dinsdag 22 oktober 2019

NASA-astronauten Jessica Meir (links) en Christina Koch poseren op 18 oktober in de Quest-luchtsluis aan boord van het International Space Station terwijl ze hun ruimtepakken en instrumenten gereedmaken voor hun historische ruimtewandeling.
NASA-astronauten Jessica Meir (links) en Christina Koch poseren op 18 oktober in de Quest-luchtsluis aan boord van het International Space Station terwijl ze hun ruimtepakken en instrumenten gereedmaken voor hun historische ruimtewandeling.
fotograaf NASA

Zwevend in het luchtledige van de ruimte, schreven NASA-astronauten Christina Koch en Jessica Meir vorige week geschiedenis tijdens de eerste, uitsluitend door vrouwen uitgevoerde ruimtewandeling, waarbij ze ruim vijf uur buiten het International Space Station (ISS) werkten aan de vervanging van een defecte spanningsregelaar.

Het moment volgt na de nodige ophef, want gepland was dat Koch en Anne McClain ruim een halfjaar eerder de historische, geheel door vrouwen uitgevoerde ruimtewandeling zouden maken, namelijk op 29 maart. Maar enkele dagen daarvóór kon McClain tijdens een ruimtewandeling voor het eerst haar nieuwe ruimtepak voor ‘extravehiculaire activiteiten’ uittesten, de zogenaamde extravehicular mobility unit of EMU.

Hoewel ze op aarde in zowel de medium- als large-versie van de EMU had getraind, besefte McClain na haar ruimtewandeling dat de medium-versie van het rigide bovenstuk haar het best paste. Koch had dezelfde maat nodig en de overige beschikbare medium-componenten konden niet op tijd in gereedheid worden gebracht voor die ruimtewandeling, zodat McClain haar plek opgaf ten behoeve van medeastronaut Nick Hague.

De ruil zorgde voor veel ophef,maar de beslissing – die door McClain zelf was aanbevolen – was gezien de situatie voor de hand liggend. Ruimtepakken moeten perfect passen om astronauten te behoeden voor lichamelijk letsel en oververmoeidheid.

“Als je de keuze hebt om twee mensen om te ruilen, wordt de missie belangrijker dan een of andere leuke mijlpaal,” verklaarde Stephanie Schierholz, woordvoerder van de NASA, in maart tegenover de The New York Times.

Kristine Davis, ruimtepakingenieur van het Johnson Space Center van de NASA, presenteert het nieuwe prototype van het ruimtepak dat tijdens de Artemis-missies naar de maan zal worden gebruikt.
Kristine Davis, ruimtepakingenieur van het Johnson Space Center van de NASA, presenteert het nieuwe prototype van het ruimtepak dat tijdens de Artemis-missies naar de maan zal worden gebruikt.
fotograaf Joel Kowsky, NASA

Bij de recente ‘ruimtepakcrisis’ was er iets ingewikkelders aan de hand dan ordinair seksisme. Toch riep het voorval serieuze vragen op voor vrouwen in allerlei beroepen die traditioneel door mannen worden beheerst en waarin de uitrustingen oorspronkelijk niet met het oog op vrouwelijke werknemers zijn ontworpen. En het lijdt geen twijfel dat de ruimtevaart een problematisch verleden heeft als het gaat om het verwelkomen van vrouwelijke astronauten – van de beslissing om in het oorspronkelijke astronautenkorps geen vrouwen op te nementot de ongefundeerde vrees dat menstruatie in de ruimte tot gezondheidsschade zou leiden.

Dus hoe worden pakken voor ruimtewandelingen eigenlijk ontworpen en wordt er bij de ontwikkeling van nieuwe modellen voor ruimtereizen naar de maan en verder ook rekening gehouden met vrouwen?We zetten het voor je op een rijtje.

Van maatpak tot standaardmaat

Ruimtepakken zijn van vitaal belang voor langdurige ruimtereizen buiten het zwaartekrachtveld van de Aarde. Ze vormen een soort ruimtecapsule onder de juiste druk en met de juiste zuurstofmix voor het fragiele menselijk lichaam. Zonder ruimtepak zou deplotselinge decompressie in het bijna-luchtledige van de ruimte niet alleen tot de vorming van belletjes in de bloedbaan leiden, maar ook de lucht in de longen plotseling doen uitzetten en die organen onherstelbaar beschadigen.

De ruimtepakken die de NASA in de beginjaren gebruikte, werden voor de individuele astronauten op maat gemaakt – en dat waren zonder uitzondering mannen, totdat de eerste vrouwelijke astronauten in 1978 in het programma werden opgenomen. (Lees waarom vrouwen mogelijk het meest geschikt zijn voor langdurige ruimtereizen.)

Het eerste Amerikaanse ruimtepak dat was ontworpen voor een ruimtewandeling, werd in juni 1965 met succes getest door astronaut Ed White, tijdens diens historische wandeling buiten het ruimtevaartuig Gemini. Het pak was uit 21 lagen opgebouwd en was een verbeterde versie van de dunnere ruimtekleding die tijdens de lancering en terugkeer in de dampkring werd gedragen. De primaire zuurstofvoorziening van het ruimtepak bleef aan boord, waardoor White met een navelstreng aan de Geminibleef verbonden. (Bekijk hoe ruimtepakken steeds verder zijn ontwikkeld om de veiligheid van astronauten te verbeteren.)

Maar toen alle ogen werden gericht op de maanlanding, moest het ruimtepak snel verder worden ontwikkeld. “Het Apollo-programma heeft alles veranderd,” zegt Cathleen Lewis, curator ruimtepakken en internationale ruimtevaartprogramma’s van het National Air and Space Museum, onderdeel van het Smithsonian Institution. “Ze moesten een pak ontwerpen dat niet alleen in het luchtledige kon functioneren maar de astronauten ook in staat zou stellen om een andere wereld te verkennen – ze moesten naar de maan kunnen, daar rondlopen en autonoom zijn.”

De Apollo-pakken waren “mini-ruimtevaartuigen,” zegt Lewis, die waren voorzien van een drukregelingssysteem, zuurstofvoorziening en een urineopvangsysteem en waren gemaakt van stevige materialen die niet eenvoudig waren te doorboren. Maar het ontwerpen van individuele capsules voor iedere astronaut was zeer kostbaar en de pakken werden in de loop van het Apollo-programma steeds complexer, legt Lewis uit. Zelfs zaken die je hier op Aarde eenvoudig zou kunnen veranderen, bleken in de ruimte kostbare aanpassingen te vergen. Zo bleek het ingewikkeld om de pakken aan te passen om astronauten in een maanbuggy te laten zitten.

Hierdoor besloot de NASA uiteindelijk om herbruikbare ruimtepakken te bestellen die berustten op een modulair ontwerp, met uitwisselbare componenten als mouwen, been- en borststukken. Rond die tijd werden ook de eerste vrouwen in het trainingsprogramma voor astronauten opgenomen, waardoor de juiste pasmaat en de verschillen in lichaamsvorm tussen mannen en vrouwen belangrijke factoren werden.

Het doel was om componenten te ontwikkelen die iedereen zouden passen, van een vrij kleine vrouw van 1,52 meter tot een rijzige man van 1,93 meter – “maar geen basketballer of iets dergelijks,” zegt Lewis.

“Als je van zo’n brede standaardmaat uitgaat, stuit je op meer problemen dan als je van mannen versus vrouwen uitgaat; je probeert een zo breed mogelijke bandbreedte van menselijke factoren te omvatten.”

door Cathleen Lewis, National Air and Space Museum (Smithsonian Institution)

Tijdens tests doken ook voor de mannen onvoorziene problemen op, vertelt Lewis. Zo had een van de mannelijke testpersonen zó weinig bewegingsruimte dat hij zijn ellebogen niet voor zijn lichaam kon samenbrengen. Niemand besefte dat dit een probleem was totdat bleek dat vrouwen met een smalle torso hetzelfde probleem ondervonden. Door de mouwinzetten dichter bij elkaar te plaatsen hadden zowel mannen met een smalle borstomvang als kleinere vrouwen een grotere reikwijdte.

“Het was een proces van vallen en opstaan,” zegt Lewis. “Als je van zo’n brede standaardmaat uitgaat, stuit je op meer problemen dan als je van mannen versus vrouwen uitgaat; je probeert een zo breed mogelijke bandbreedte van menselijke factoren te omvatten.”

Aanvankelijk varieerden de maten voor de verschillende componenten van extra-small tot extra-large. Maar in de loop der jaren stopte de NASA met de maten small en extra-small, en omdat vrouwen doorgaans kleiner zijn dan mannen, had die verandering vooral gevolgen voor vrouwelijke astronauten.

De modulaire ruimtepakken maakten deel uit van de geschrapte ruimtewandeling met uitsluitend vrouwen in maart en werden in de wandeling van vorige week alsnog ingezet. Ze zijn in de afgelopen jaren steeds verder verbeterd, zegt Lewis, maar oorspronkelijk was de NASA van plan elk pak gedurende lange tijd te gebruiken. In het eerste contract was een levensduur van vijftien jaar voor alle componenten behalve de handschoenen vereist.

Volgende generatie ruimtepakken

Binnenkort kan in de situatie rond de pakken een kleine stap voorwaarts gezet worden – althans voor ruimtewandelaars in een omloopbaan rond de Aarde. Op 8 oktober onthulde de NASA haar ruimtepak voor de volgende generatie astronauten, de ‘Exploration Extravehicular Mobility Unit’ of ‘xEMU’, die zal worden gedragen tijdens de Artemis-missies naar de maan.

Hoewel het design erg lijkt op dat van de huidige pakken (nu met spannende rode en blauwe stroken), zijn ze uitgerust met een hele reeks nieuwe voorzieningen. Volgens het persbericht van de NASA kunnen ruimtereizigers zich in de xEMU veel beter bewegen, zodat het komische maar inspannende gehuppel van astronauten op het maanoppervlak tot het verleden zal behoren. De astronauten zouden ook in staat zijn om hun armen boven hun hoofd te tillen, iets wat in de huidige EMU niet mogelijk is.

En omdat het Artemis-pak speciaal is ontworpen om mannen én vrouwen op de maan te laten landen, berusten ze nog meer op uniseks-maten dan eerdere pakken. Van iedere astronaut zal een volledige 3D-scan van het lichaam in beweging en in diverse houdingen worden gemaakt. Zo kan de NASA iedere man of vrouw voorzien van de “componenten die het meeste comfort en de grootste reikwijdte aan bewegingen opleveren,” aldus de persverklaring.

Hoewel het nog altijd gaat om een mix van standaardcomponenten en maatwerk, zullen de nieuwe ruimtepakken uit meer componenten in een breder scala van maten worden opgebouwd. Ook moeten verstelbare schouderstukken de pasvorm verder verbeteren, aldus de technologiewebsite The Verge.  

Voordat de Artemis-pakken op weg naar de maan gaan, zullen ze hier op Aarde en mogelijk aan boord van het ISS aan een hele reeks tests worden onderworpen. Maar zelfs dan zullen de pakken verre van perfect zijn. Wie ze ook draagt, de werkelijkheid van ruimtepakken onder druk is dat ze oncomfortabel zijn en lastig om in te bewegen. Astronauten moeten voortdurend tegen de interne druk opboksen, dus het werken in een ruimtepak is een beetje als het rondlopen in een ballon.

“Alles wat je doet, lijkt tegen je te werken,” zegt Lewis. Tijdens ruimtewandelingen moeten astronauten urenlang experimenten en reparaties uitvoeren, en zelfs in een goed passend ruimtepak houden ze daar vaak schaafwonden, kneuzingen en peesontstekingen aan over.

Zoals de NASA in het persbericht over het Artemis-ruimtepak waarschuwt: “Ruimtevaart is niet voor doetjes.”

Dit artikel werd oorspronkelijk in het Engels gepubliceerd op NationalGeographic.com

lees verder

Hoe ruimtepakken evolueerden zodat astronauten konden overleven

Hoe ruimtepakken evolueerden zodat astronauten konden overleven

De high-tech ruimtepakken van vandaag worden van heel andere materialen gemaakt dan de eerste drukpakken van katoen en rubber.
Dit is waarom vrouwen het meest geschikt zijn voor de ruimtevaart

Dit is waarom vrouwen het meest geschikt zijn voor de ruimtevaart

Fysiek en mentaal voldoen vrouwen beter aan alle vereisten voor langdurige ruimtemissies. Dus waarom nog mannen sturen?
Vrouwelijke ruimtepioniers
Vrouwelijke ruimtepioniers
4 foto's
Vrouwelijke ruimtepioniers
Maak kennis met vier beroemde vrouwelijke ruimtepioniers.
Lees meer