We talk with a veteran spacewalker, astronaut Jeff Hoffman, and ask him all your questions about extra-vehicular activity. Hear about everything from Jeff's own experience and why we need to go on spacewalks to how one trains for this and how much a spacesuit actually weighs.

This Pulsar podcast is brought to you by #MOSatHome. We ask questions submitted by listeners, so if you have a question you'd like us to ask an expert, send it to us at sciencequestions@mos.org.

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Theme song by Destin Heilman

Transcripción en Español

ERIC: From the Museum of Science Boston, this is Pulsar, a podcast where we answer questions from you, our audience. I'm your host, Eric. We have received some really great questions about spacewalks. And we thought who better to answer those questions than an astronaut. Our guest today is Dr. Jeff Hoffman, who has logged over 1,200 hours in space over the course of five space shuttle missions.

He's currently a professor of aerospace engineering at MIT's Department of Aeronautics and Astronautics. Dr. Hoffman, thanks so much for joining us on Pulsar.

JEFF: Nice to be here.

ERIC: So let's start from the beginning. Can you tell us the story of how you became an astronaut?

JEFF: Well, I actually was always interested in space even as a little kid before Sputnik before Yuri Gagarin and John Glenn.

So my early childhood heroes were actually from science fiction, Flash Gordon Buck Rogers. When real people started flying in space, I thought, hey, this is really cool. My dad used to take me to the planetarium and so I was interested in space scientifically as well. And it became apparent pretty soon that all the early astronauts were military pilots and that was not a career for me, so I pursued my scientific interests ended up with a Doctorate in Astrophysics from Harvard.

And I was working at MIT basically putting telescopes to look at celestial x-rays up in satellites, this was now in the mid to late 70s when NASA was just starting to test this brand new space shuttle vehicle, which had a crew of seven and only needed two pilots.

So that's what really opened possibilities for scientists, engineers, medical doctors. And when they asked for applicants for the first group of shuttle astronauts, I figured sure, I dreamed about it even though I've never considered it a realistic career possibility, but now with the shuttle it was. And I was lucky enough to get selected the first time around.

And yeah, the rest is history as they say.

ERIC: One of the things that you've done while up in space is go on a lot of spacewalks. So to start with, we got a question from Liam, why do we need to do that?

JEFF: There are many things that are just beyond the capacity of 21st century robotics and we have eyes and hands and brains to put on the spot.

And we've shown over and over again that having a person who can adapt when things don't go exactly as planned and can use lots of different tools. We can do things that you just can't do from inside the spacecraft operating robotics. I love robotics in space, I'm sending a robotic experiment to Mars this summer.

But nevertheless, there are things we've demonstrated over and over that in certain circumstances, you go out there in a spacesuit and you can fix things or reconfigure things that couldn't be done otherwise.

ERIC: Now you are part of the Hubble Space Telescope rescue mission spacewalks. But your first shuttle mission also made some spacewalk history.

So can you tell us all about your spacewalk experience?

JEFF: On every shuttle flight two people are trained to use spacesuits, even if a spacewalk is not planed, just in case something happens. And I was one of those two people in my very first flight back in 1985, we were not planning to do any spacewalks.

We were going up basically to launch two telecommunication satellites, but one of those satellites didn't turn on. And so they came up with a plan to send my partner and me out to attach two special tools which we had to make on the spot because none of this had been planned.

And attach them to the end of the robotic arm, and then the next day we flew up to the satellite to use those tools to flick a little switch to turn the satellite on. Well, NASA had never done an unplanned contingency spacewalk in its whole history. It was bad luck for the satellite people, but great luck for me because eight years later when it came time to select a crew for the Hubble Space Telescope that was such a critical mission.

Because here was Hubble over a billion dollar project, lots of public interest after Hubble was put into space in 1990, and that summer when they discovered it could not focus properly. I mean, it was a terrible time for NASA for the astronomy community. And NASA's future was really on the line in many ways.

And so anything that could be done to reduce the risk of failure was done including a requirement that anybody who was gonna do spacewalks to fix Hubble had to have already done a spacewalk before. And because of my contingency spacewalk, I had my union card so to speak.

And so I was fortunate enough to get on that mission. Why we had to go and fix it? I mean, Hubble was designed to be repairable by astronauts so that we could take scientific instruments or electronic boxes or whatever they could be remove and replace. It was not designed for robotic servicing.

Actually after the Columbia for a time, the NASA Administrator said it was too dangerous to send another mission to Hubble because they didn't have the opportunity then to go to the space station if they had a problem with their tiles. A lot of thought was given to could we do a robotic servicing mission?

And when I look at all the problems that we ran into, I was on the first rescue mission, but Hubble has been serviced five times and other missions have also run into trouble. And they're just things that our current robotic technology could not have dealt with. There were probably some tasks, if everything had worked properly, you might have been able to do some of those tasks.

But I mean, we were in there messing around with one of the tasks with two-millimetre screws that were floating around, and we were really at the limit in that particular task of what we could do with spacesuit, big, bulky gloves on and just beyond the capability of current robotics.

ERIC: We got a question from Laura about how you train for spacewalks on the earth without those weightless conditions?

JEFF: Well, we can create a simulation of weightlessness for a spacesuit by going underwater. The spacesuit is filled with air, and so it wants to float up to the top just like if you try to put a beach ball or something underwater.

And so then safety divers attach lead weights to our chest or arms or legs to basically neutralize the buoyancy so we don't sink, we don't float. It's not exactly like being in space because the water has a certain viscosity. You have to train yourself not to swim because you can swim in the water but you can't swim in space in a vacuum.

Once you learn how to take advantage of the water tank, it's really superb training. I'll never forget my very first spacewalk, the one where we weren't planning to go out but there I was. I'll never forget I opened the hatch and I sort of was sliding out with my face facing down towards the floor of the shuttles cargo bay because I had to go over to the tool chest to get my tools out.

And I remember thinking to myself, wow, this really feels just like in the water and that was great training. Then I got the tools and I turned around and there was the earth in the sky and wow, we're not in the water tank anymore, but it was superb training.

Getting ready for Hubble, we spent about 400 hours underwater.

ERIC: So we got a question from Cait, how much does a spacesuit weigh?

JEFF: In space, nothing. But here on Earth, the current generation spacesuits weighs about 300 pounds, which is really too much. They're trying to get the weighed down, but it's tough.

You have all the life support equipment that you carry on your backpack and a lot of the seals, originally, they tried to make them out of aluminum, but they had to go over to stainless steel because it was stronger. When you're floating weightless in space, you don't really care that much about the weight of your spacesuit, although it does have a certain inertia that you have to deal with.

But If we're gonna go to the Moon or eventually Mars, I mean, the Moon has one-sixth gravity. So a 300-pound space suit, that would be like about 50 pounds on Earth, which is doable. On Mars, 38% of the Earth, you're talking well over 100 pounds. I don't know if you've ever tried to carry 100 pound pack around, but it's not much fun.

So if we're gonna be serious about going to Mars, we really have to develop a lighter spacesuit.

ERIC: Finally, do you have any advice for any of our listeners who might be aspiring astronauts?

JEFF: In your student years, the important thing is to build up your math, your science skills, be comfortable with computers and excellence in everything you do.

And then of course, follow what's happening with a space program because things are changing. We have private companies now, ten years from now, it's not going to be just NASA astronauts who go into space. I hope that a lot more people will have the opportunity to experience the things that I did because it's a different world out there.

And it's fascinating and it's a whole new human experience. I hope other people can share it.

ERIC: Dr. Hoffman, thanks so much for coming on Pulsar and answering our questions.

JEFF: Always a pleasure.

ERIC: If you'd like to have one of your questions answered by a visiting expert or a Museum of Science educator, you can email them to sciencequestions@mos.org

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ERIC: Desde el Museo de Ciencias de Boston, esto es Pulsar, un pódcast donde respondemos preguntas de nuestra audiencia. Soy tu anfitrión, Eric. Hemos recibido algunas preguntas geniales sobre caminatas espaciales, y pensamos quién mejor para responder a esas preguntas que un astronauta. Nuestro invitado de hoy es el Dr. Jeff Hoffman, quien ha registrado más de 1,200 horas en el espacio en el transcurso de cinco misiones del transbordador espacial.

Actualmente es profesor de ingeniería aeroespacial en el Departamento de Aeronáutica y Astronáutica del MIT. Dr. Hoffman, muchas gracias por acompañarnos en Pulsar.

JEFF: Es bueno estar aquí.

ERIC: Comencemos desde el principio. ¿Puedes contarnos la historia de cómo te convertiste en astronauta?

JEFF: Bueno, en realidad siempre me interesó el espacio, incluso cuando era niño antes del Sputnik, antes que Yuri Gagarin y John Glenn.

Así que mis héroes de la primera infancia eran en realidad de ciencia ficción, Flash Gordon, Buck Rogers. Cuando la gente real comenzó a volar al espacio, pensé, esto es genial. Mi padre solía llevarme al planetario, por lo que también me interesaba el espacio científicamente. Y pronto se hizo evidente que todos los primeros astronautas eran pilotos militares y esa no era una carrera para mí, así que perseguí mis intereses científicos y terminé con un Doctorado en Astrofísica de Harvard.

Y estaba trabajando en el MIT, básicamente, colocando telescopios para observar las radiografías celestes en los satélites, esto fue a mediados y finales de los 70 cuando la NASA estaba empezando a probar este nuevo vehículo de transbordador espacial, que tenía una tripulación de siete y solo necesitaba dos pilotos.

Eso es lo que realmente abrió posibilidades para científicos, ingenieros, médicos. Y cuando pidieron candidatos para el primer grupo de astronautas del transbordador, me di cuenta de que soñaba con eso, aunque nunca lo consideré una posibilidad de carrera realista, pero ahora con el transbordador lo era. Y tuve la suerte de ser seleccionado la primera vez.

Y sí, el resto es historia como dicen.

ERIC: Una de las cosas que has hecho mientras estás en el espacio es hacer muchas caminatas espaciales. Para empezar, recibimos una pregunta de Liam, ¿por qué necesitamos hacer eso?

JEFF: Hay muchas cosas que están más allá de la capacidad de la robótica del siglo XXI y tenemos ojos, manos y cerebro en el momento.

Y hemos demostrado una y otra vez que tener una persona que puede adaptarse cuando las cosas no salen exactamente como se planeó y puede usar muchas herramientas diferentes, podemos hacer cosas que no se pueden hacer desde el interior de la nave espacial operando robots. Me encanta la robótica en el espacio, estoy enviando un experimento robótico a Marte este verano.

Sin embargo, hay cosas que hemos demostrado una y otra vez que, en ciertas circunstancias, sales con un traje espacial y puedes arreglar cosas o reconfigurar cosas que no podrían hacerse de otra manera.

ERIC: Fuiste parte de los paseos espaciales de la misión de rescate del telescopio espacial Hubble.

Pero tu primera misión de transbordador también hizo historia en las caminatas espaciales. ¿Puedes contarnos todo sobre tu experiencia de caminata espacial?

JEFF: En cada vuelo de transbordador, dos personas están capacitadas para usar trajes espaciales, incluso si no se planea una caminata espacial, en caso de que ocurra algo, y yo fui una de esas dos personas en mi primer vuelo en 1985.

No estábamos planeando hacer caminatas espaciales, estábamos subiendo básicamente para lanzar dos satélites de telecomunicaciones, pero uno de esos satélites no se encendió. Y entonces se les ocurrió el plan de enviarnos a mi compañero y a mí a adjuntar dos herramientas especiales que tuvimos que hacer en el acto, porque nada de esto había sido planeado, y conectarlos al extremo del brazo robótico, y luego al día siguiente volamos hacia el satélite para usar esas herramientas para accionar un pequeño interruptor para encender el satélite.

Bueno, la NASA nunca había hecho una caminata espacial de contingencia no planificada en toda su historia. Fue mala suerte para los satélites, pero mucha suerte para mí porque ocho años después, cuando llegó el momento de seleccionar una tripulación para el telescopio espacial Hubble que era una misión tan crítica, debido a que Hubble era un proyecto de más mil millones de dólares, hubo mucho interés público después de poner al Hubble en el espacio en 1990, y ese verano cuando descubrieron que no podía enfocarse adecuadamente, es decir, fue un momento terrible para la NASA para la comunidad de astrónomos.

Y el futuro de la NASA estaba realmente en juego de muchas maneras. Se hizo todo lo posible para reducir el riesgo de fallos, incluido el requisito de que cualquiera que hiciera caminatas espaciales para arreglar el Hubble ya tenía que haber hecho una caminata espacial antes. Y debido a mi caminata espacial de contingencia, tenía mi tarjeta sindical, por así decirlo.

Y tuve la suerte de cumplir esa misión. ¿Por qué tuvimos que ir y arreglarlo? Es decir, Hubble fue diseñado para poder ser reparado por los astronautas para que pudiéramos tomar instrumentos científicos o cajas electrónicas o lo que fuera que pudieran ser removidos y reemplazados. No fue diseñado para servicio robótico.

En realidad, después del Columbia por un tiempo, el administrador de la NASA dijo que era demasiado peligroso enviar otra misión al Hubble porque no tenían la oportunidad de ir a la estación espacial si tenían un problema con sus baldosas. Se pensó mucho en si podríamos hacer una misión de servicio robótica.

Y cuando miro todos los problemas con los que nos encontramos, estaba en la primera misión de rescate, pero el Hubble había recibido cinco servicios y otras misiones también tuvieron problemas. Y son solo cosas que nuestra tecnología robótica actual no podría haber solucionado. Probablemente había algunas tareas si todo hubiera funcionado correctamente, es posible que se haya podido hacer algunas de esas tareas.

Pero quiero decir, estábamos allí jugando con una de las tareas con tornillos de dos milímetros que flotaban, y estábamos realmente al límite en esa tarea particular de lo que podíamos hacer con traje espacial, guantes grandes y voluminosos y más allá de la capacidad de la robótica actual.

ERIC: Recibimos una pregunta de Laura sobre cómo se entrena para caminatas espaciales en la tierra sin esas condiciones de ingravidez.

JEFF: Bueno, podemos crear una simulación de ingravidez para un traje espacial al sumergirnos bajo el agua. El traje espacial está lleno de aire, por lo que quiere flotar hasta la cima como si trataras de poner una pelota de playa o algo bajo el agua. Los buzos de seguridad colocan pesas de plomo en nuestro pecho o brazos o piernas para neutralizar básicamente la flotabilidad para que no nos hundamos, ni flotemos.

No es exactamente como estar en el espacio porque el agua tiene una cierta viscosidad. Tienes que entrenarte para no nadar porque puedes nadar en el agua pero no puedes nadar en el espacio en el vacío. Una vez que aprendes a aprovechar el tanque de agua, es un entrenamiento realmente excelente.

Nunca olvidaré mi primera caminata espacial, aquella en la que no estábamos planeando salir, pero allí estaba. Nunca olvidaré que abrí la escotilla y me estaba deslizando con la cara hacia el piso del compartimento de carga de los transbordadores porque tuve que ir al baúl de herramientas para sacar mis herramientas.

Y recuerdo haber pensado, vaya, esto realmente se siente como en el agua y fue un gran entrenamiento. Luego tomé las herramientas y me di la vuelta y la Tierra se veía en el cielo y vaya, ya no estamos en el tanque de agua, pero fue un entrenamiento excelente.

Preparándonos para el Hubble, pasamos unas 400 horas bajo el agua.

ERIC: Recibimos una pregunta de Cait, ¿cuánto pesa un traje espacial?

JEFF: En el espacio, nada. Pero aquí en la Tierra, los trajes espaciales de la generación actual pesan alrededor de 300 libras, lo que es realmente demasiado. Están tratando de reducir el peso, pero es difícil.

Tienes todo el equipo de soporte vital que llevas en tu mochila y muchos de los sellos, originalmente intentaron fabricarlos de aluminio, pero tuvieron que cambiar a acero inoxidable porque era más resistente. Cuando estás flotando sin peso en el espacio, no te importa mucho el peso de tu traje espacial, aunque tiene una cierta inercia con la que tienes que lidiar.

Pero si vamos a ir a la Luna o eventualmente a Marte, la Luna tiene un sexto de gravedad, entonces un traje espacial de 300 libras sería como 50 libras en la Tierra, lo cual es factible. En Marte, es el 38 % de la Tierra, estás hablando de más de 100 libras.

No sé si alguna vez has tratado de llevar un paquete de 100 libras, pero no es muy divertido. Entonces, si vamos a tomar en serio ir a Marte, realmente tenemos que desarrollar un traje espacial más ligero.

ERIC: Por último, ¿tienes algún consejo para nuestros oyentes que podrían ser aspirantes a astronautas?

JEFF: En sus años de estudiantes, lo importante es desarrollar sus matemáticas, sus habilidades científicas, sentirse cómodos con las computadoras y ser excelentes en todo. Y por supuesto, sigan lo que sucede con un programa espacial porque las cosas están cambiando. Tenemos compañías privadas ahora, dentro de diez años, no serán solo los astronautas de la NASA quienes irán al espacio.

Espero que mucha más gente tenga la oportunidad de experimentar las cosas que hice porque es un mundo diferente. Y es fascinante y es una experiencia humana completamente nueva. Espero que otras personas puedan compartirlo.

ERIC: Dr. Hoffman, muchas gracias por venir a Pulsar y responder nuestras preguntas.

JEFF: Siempre un placer.

ERIC: Si desean que una de sus preguntas sea respondida por un experto visitante o un educador del Museo de Ciencias, pueden enviarlas por correo electrónico a sciencequestions@mos.org. Si disfrutaron este episodio de Pulsar, no olviden suscribirse en la aplicación Apple Podcast o en Spotify, así como dejarnos una calificación o reseña.

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