¿Qué pasaría si un astronauta fuera golpeado por un ‘micrometeor’ mientras estaba en un EVA (actividad extravehicular)?

Me pidieron que respondiera esto. He investigado un poco y creo que tengo una buena respuesta para ti. ¿Estás listo para algunas matemáticas?

(Editar: Encontré algunos errores matemáticos. Mi respuesta original tenía el meteorito penetrando. Eso estaba mal. No lo hará. Continúe leyendo para ver por qué)

¿Cuál es la masa de una pieza de polvo espacial de 50 (0.05 mm) micras? Suponiendo una densidad de 3g / cm ^ 3
http://meteorites.wustl.edu/id/d…

primero necesitamos el volumen
[matemáticas] V = 4/3 \ pi r ^ {3} [/ matemáticas]
En este caso, [matemáticas] V = 4/3 * 3.14 * (0.05 mm * \ frac {1 cm} {10 mm}) ^ {3} [/ matemáticas]
[matemáticas] = 5.24 * 10 ^ {- 7} cm ^ {3} [/ matemáticas]
Por lo tanto, la masa es
[matemáticas] 5.24 * 10 ^ {- 7} cm ^ {3} * 3g / cm ^ {3} = 0.00000157g [/ matemáticas]

Ahora podemos calcular la energía cinética de la partícula.
[matemática] KE = 0.5 * mv ^ 2 [/ matemática]

rellenando valores

[matemática] = 0.079 kg * m ^ {2} / s ^ {2} = 0.079 J [/ matemática]

Según este documento realmente interesante
http://ntrs.nasa.gov/archive/nas…
(Página 8)
Los trajes espaciales fueron diseñados para tomar 98 * 10 ^ 7 ergios de energía de un golpe de micrometeorito

Un erg es una unidad de energía igual a [matemáticas] 1 g * cm ^ {2} / s ^ {2} = 1 * 10 ^ {- 7} J [/ matemáticas]

[matemáticas] 0.079J * 1erg / 1 * 10 ^ {- 7} J = 790000 ergs [/ matemáticas]

Nuestro meteorito no tiene más energía de la que puede absorber el traje espacial.

Entonces, volviendo a sus preguntas:

¿Se daría cuenta el astronauta? No, ya que no penetrará.

¿El impacto sería sobrevivible? En primer lugar, incluso si penetraba, el agujero dejado en el traje * está * dentro de las especificaciones de diseño. Volviendo al primer pdf al que me vinculé, página 8 todavía, la nota (c) dice que un agujero no letal tiene un diámetro de .25 cm. Nuestro agujero de 50 micras será mucho más pequeño. Sin embargo, lo que sucede cuando el meteorito golpea al astronauta es otra pregunta.

¿Cuál sería el efecto en los tejidos blandos? Difícil de decir. Si pasa a través de las manijas del amor (¿los astronautas de la NASA incluso tienen manijas del amor?), El astronauta probablemente estaría bien. ¿A través del corazón o el pulmón? No se ve bien.

¿El traje espacial proporcionaría alguna protección? Sí, podría ralentizar el meteorito hasta el punto de que no penetre en absoluto, dependiendo del tamaño y la velocidad de la partícula. Claro, el traje ayudará y proporcionará algo de protección. Además, de acuerdo con ese primer pdf, el protector facial no es tan fuerte como el resto del traje.

¿Qué pasa si fueron golpeados dentro de la ISS?
Según este documento realmente interesante
http://ston.jsc.nasa.gov/collect…

El blindaje de la ISS se probó con partículas de hasta 1,5 mm y un par de gramos. Nuestro pedazo de polvo espacial no podrá entrar en el espacio de personas de la EEI.

Me preguntaba, ¿qué tamaño de meteorito sería adecuado para detener? Necesitamos asegurarnos de que su energía cinética no exceda 98 * 10 ^ 7 ergios

[matemáticas] m = \ frac {2 * KE} {v ^ {2}} [/ matemáticas]
[matemáticas] m = \ frac {2 * 98 * 10 ^ {7} \ frac {g * cm ^ {2}} {s ^ {2}}} {(22,500 \ frac {mi} {hr} * 160900 \ frac {cm} {mi} * \ frac {1hr} {3600s}) ^ {2}} [/ math]
= 0.0019g
bastante más grande que nuestro hipotético meteorito

Más datos interesantes sobre trajes espaciales que utilicé al investigar esta respuesta:
http://history.nasa.gov/spacesui…

Desde la década de 1960, este es uno de los grandes temores de relaciones públicas. Ninguno de los astronautas que conocía hizo un EVA (creo que 1-2 fueron entrenados, pero no en las misiones que volaron con amigos). Los factores dependen del tamaño y la velocidad del impacto.

De memoria: los trajes (usados ​​y / o prototipados) tienen o han tenido varias capas de protección (por ejemplo, Kevlar). Llevan parches si recuerdo bien para el sello de O2. Los problemas son cosas como el casco o la mochila y cualquier daño a los sistemas ambientales que puede pasar desapercibido. Ningún caminante ha sufrido daños a mi limitado conocimiento.

Los tipos que sabía que debía preguntar (Vic y Al) trabajaban en trajes avanzados (hasta ahora, pero aún no han volado) que incluían blindaje adicional (trajes duros para diversos fines), pero ha pasado mucho tiempo desde que los vi. Sé, por ejemplo, que los trajes orbitales no están aprobados para, por ejemplo, el trabajo lunar.

La ISS probablemente ha tenido éxitos ya que los transbordadores tuvieron varios éxitos en varios momentos.

¿En qué ubicación y ángulo?