Tornando o espaço um lugar mais seguro

Ao criar um ambiente similar ao da Terra dentro do próprio traje, os trajes espaciais permitem que os humanos andem no espaço com relativa segurança. Os trajes espaciais proporcionam:

Atmosfera pressurizada
O traje espacial fornece pressão de ar para manter os fluidos em seu corpo no estado líquido - em outras palavras, para evitar que seus fluidos corporais entrem em ebulição. Como um pneu, o traje espacial é essencialmente um balão inflado restringido por algum tecido emborrachado, neste caso, fibras revestidas de Neoprene. A restrição colocada na parte do "balão" do traje fornece pressão de ar sobre o astronauta que o veste, como soprar um balão dentro de um tubo de papelão.

A maioria dos trajes espaciais opera em pressões abaixo da pressão atmosférica normal (14,7 lb/pol² ou 1atm); a cabine da nave espacial também opera em pressão atmosférica normal. O traje espacial usado por astronautas de espaçonaves opera em 4 lb/pol² ou 0,29 atm. Portanto, a pressão da cabine, tanto da espaçonave quanto de uma câmara pressurizada, deve ser reduzida antes que um astronauta se vista para um passeio espacial. Um astronauta passeando pelo espaço corre o risco de sofrer uma doença de descompressão devido às alterações na pressão entre o traje espacial e a cabine da espaçonave.

Oxigênio
Os trajes espaciais não podem usar ar normal (78% de nitrogênio, 21% de oxigênio e 1% de outros gases), pois a baixa pressão causaria concentrações de oxigênio perigosamente baixas nos pulmões e sangue, como em uma escalada ao Monte Everest. Portanto, a maioria dos trajes espaciais fornecem uma atmosfera de oxigênio puro para a respiração. Os trajes espaciais obtêm o oxigênio da espaçonave através de um cordão umbilical ou de um sistema de suporte à vida na mochila que os astronautas usam.

Tanto a espaçonave quanto a Estação Espacial Internacional têm misturas de ar normal que imitam nossa atmosfera. Portanto, para entrar em um traje espacial de oxigênio puro, um astronauta que vai caminhar no espaço deve respirar oxigênio puro por algum período de tempo antes de se vestir. Essa pré-respiração elimina o nitrogênio do sangue e tecidos do astronauta, minimizando o risco de doença da descompressão.

Dióxido de Carbono
O astronauta exala dióxido de carbono. No espaço, confinado do traje, as concentrações de dióxido de carbono se acumulariam a níveis mortais. Portanto, o dióxido de carbono em excesso deve ser removido da atmosfera do traje espacial. Os trajes espaciais usam tambores de hidróxido de lítio  para remover o dióxido de carbono. Esses tambores estão localizados na mochila de suporte à vida do traje espacial ou na espaçonave, caso no qual são acessados através de um cordão umbilical.

Temperatura
Para lidar com os extremos de temperatura, a maioria dos trajes espaciais são pesadamente isolados com camadas de tecido (Neoprene, Gore-Tex, Dacron) e cobertos com camadas externas reflexivas (Mylar ou tecido branco) para refletir a luz solar. O astronauta produz calor de seu corpo, especialmente ao realizar atividades árduas. Se esse calor não for removido, o suor produzido pelo astronauta irá embaçar o capacete e fará com que o astronauta fique gravemente desidratado; o astronauta Eugene Cernan perdeu vários quilos durante sua caminhada espacial na Gemini 9. Para remover esse excesso de calor, os trajes espaciais têm usado ventiladores/trocadores de calor para soprar o ar frio, como nos programas Mercury e Gemini, ou roupas refrigeradas a água, que são usadas do programa Apollo até hoje.

Micrometeoróides
Para proteger os astronautas de colisões com micrometeoróides, os trajes espaciais têm múltiplas camadas de tecidos resistentes, como o Dacron ou Kevlar. Essas camadas também evitam que o traje rasgue durante exposição a superfícies da espaçonave, planeta ou Lua.

Radiação
Os trajes espaciais oferecem apenas proteção limitada da radiação. Alguma proteção é oferecida pelas coberturas reflexivas de Mylar que são embutidas, mas um traje espacial não ofereceria muita proteção de uma fulguração solar. Então, os passeios espaciais são planejados durante períodos de baixa atividade solar.

Visão clara
Os trajes espaciais têm capacetes feitos de plástico límpido ou policarbonato resistente. A maioria dos capacetes têm coberturas para refletir a luz solar e visores tonalizados para reduzir o brilho, de modo bem parecido aos óculos de sol. Também, antes de uma caminhada espacial, as placas faciais internas do capacete são borrifadas com um composto anti-neblina. Finalmente, as coberturas de capacete de traje espacial modernas têm faróis montados de modo que os astronautas possam explorar ou trabalhar em áreas escuras.

Mobilidade dentro do traje espacial
O movimento dentro de um traje espacial é difícil. Imagine-se tentando mover seus dedos em uma luva de borracha inflada de ar; isso não dá muito certo. Para ajudar neste problema, os trajes espaciais são equipados com juntas especiais ou estreitamentos no tecido para ajudar os astronautas a flexionar suas mãos, braços, pernas, joelhos e tornozelos.

Comunicações
Os trajes espaciais são equipados com transmissores/receptores de rádio, de modo que os astronautas que passeiam pelo espaço podem falar com os controladores de terra e/ou outros astronautas. Os astronautas usam conjuntos com microfones e fones de ouvido. Os transmissores/receptores estão localizados nas mochilas usadas pelos astronautas.

Mobilidade na espaçonave
Na ausência de gravidade, é difícil se movimentar. Se você empurrar alguma coisa, você voa na direção oposta (terceira lei do movimento de Newton - para cada ação há uma reação igual e oposta). Os astronautas da Gemini em passeio pelo espaço relataram grandes problemas em simplesmente manter suas posições; quando tentavam girar uma chave de boca, eles giravam na direção oposta. Portanto, as espaçonaves são equipadas com estribos e suportes de mão para ajudar os astronautas a trabalhar em microgravidade. Além disso, antes da missão, os astronautas praticam o passeio espacial em grandes tanques de água na Terra. A flutuação de um traje espacial inflado na água simula a microgravidade.

Foto cedida pela NASA Astronautas treinando na água uma caminhada espacial para construir a Estação Espacial Internacional

A NASA também desenvolveu alguns dispositivos de manobra de foguetes movidos a gás para permitir que os astronautas se movessem livremente sem ficarem acorrentados à espaçonave. Tal dispositivo, chamado de Unidade de Manobra Tripulada (MMU, Manned Maneuvering Unit), era basicamente uma cadeira movida por um propulsor a gás e um controle por joystick. A NASA também desenvolveu uma unidade propelida a gás nitrogênio que se ajusta na mochila, chamada Auxílio Simplificado para Resgate em Atividade Extraveicular (SAFER, Simplified Aid For Extravehicular Activity Rescue). O SAFER pode ajudar um astronauta a retornar à espaçonave ou estação no caso de ser separado da espaçonave. O SAFER comporta 1,4 kg de propelente a nitrogênio e pode alterar a velocidade de um astronauta até um máximo de 3 m/s.

Foto cedida pela NASA O astronauta Bruce McCandless II flutuou livremente no espaço quando testou a Unidade de Manobra Tripulada (MMU) durante um vôo preliminar da espaçonave