Questão:
Qual é a utilidade de um tanque de hélio neste projeto inicial de traje espacial?
Uwe
2019-06-11 14:40:17 UTC
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A resposta a esta pergunta inclui esta imagem de um livro de Wernher von Braun que ele escreveu em 1960. enter image description here

Este traje espacial o projeto perde uma proteção de micro meteroite, bem como resfriamento de líquido para remover o excesso de calor e um purificador para remover o CO2 exalado. Diluir o oxigênio com um gás inerte como nitrogênio ou hélio só é necessário para uma pressão muito alta na faixa de cerca de 0,5 a vários bar. Usar hélio em vez de nitrogênio para evitar narcose por nitrogênio pode ser necessário para pressões de cerca de 5 bar e mais.

Para um traje usado em um ambiente de vácuo, uma atmosfera de oxigênio puro com uma baixa pressão de cerca de 0,4 bar é muito melhor ao usar luvas normais. Um traje de baixa pressão é muito mais flexível.

Isso se parece muito com copiar e colar de suítes de mergulho comuns, então ele usou a mesma mistura de oxigênio-hélio. Se você liberar gases, não precisa de um purificador (não é uma boa ideia devido à condensação e ao grande consumo de recursos, mas possível).
@asdfex Uma mistura de oxigênio e hélio é necessária apenas para mergulho profundo, mais profundo do que cerca de 40 m.
Embora o Heliox tenha sido testado em 1960, não foi amplamente usado no mergulho até muito mais tarde no @asdfex. Em qualquer caso, ele só tem valor em pressões de ar mais altas, você não usaria uma mistura respiratória de hélio em um traje espacial.
Que tal missa? O hélio pesa menos que o nitrogênio. Talvez ele tenha imaginado que a espaçonave o usaria para reduzir o máximo de massa possível?
@MichaelStachowsky Os sapatos com lastro indicam que o traje deve ser usado em um corpo pequeno como a lua. Esses pequenos corpos não conseguiam manter uma atmosfera. Para um traje espacial usado em vácuo, a solução com menor massa é o uso de uma atmosfera de oxigênio puro com uma pressão de cerca de 0,4 bar e nenhum hélio.
Um responda:
Arnaud BUBBLE
2019-06-12 21:51:40 UTC
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Um primeiro palpite seria que, na ideia do autor, o oxigênio seria usado para pressurizar o capacete e atender às necessidades metabólicas do astronauta, e o hélio para pressurizar o traje espacial. No entanto, esse seria um projeto terrível, pelo menos no que diz respeito às propriedades de isolamento: a condutividade térmica do hélio é muito alta (152 mW / m / K) em comparação com o oxigênio (23,4 mW / m / K) ou alguns gases raros usados ​​no mergulho técnico como argônio (17,7 mW / m / k). A realização de atividades extra-veiculares em tais condições seria extremamente exigente para o sistema de controle de temperatura, que seria facilmente sobrecarregado.

Como você levantou em sua pergunta, suponho que você esteja familiarizado com a hiperóxia-toxicidade de Lorrain-Smith Efeito: uma exposição prolongada a uma pressão parcial de oxigênio acima de 0,5 Bar leva a lesões inflamatórias pulmonares. É possível que o autor, embora estivesse familiarizado com este efeito muito específico, não estivesse familiarizado com a possibilidade de conduzir EVAs com um traje espacial pressurizado sob a pressão atmosférica padrão. Embora isso seja improvável, esse equívoco poderia tê-lo levado a imaginar o uso de hélio para reduzir ppO2 abaixo de 0,5 Bar no traje espacial.

Aqui está minha sugestão: pressurizar o traje com hélio é uma maneira de livrar-se do protocolo de pré-respiração atualmente usado por nossos astronautas no ISS sas QUEST. Explicações:

  1. Como você sabe, a ISS tem uma atmosfera ao nível do mar bastante semelhante à da Terra: 21% de oxigênio - 79% de nitrogênio. Durante os EVAs, os trajes de astronautas da EMU ou ORLAN são pressurizados aproximadamente a 1/3 de uma atmosfera com 100% de oxigênio. Conforme eles se adaptam e iniciam o EVA, o gradiente de dessaturação de nitrogênio seria, portanto, muito alto entre seu corpo saturado a 0,8 Bar de ppN2 e o 0 Bar ppN2 de oxigênio puro que respiram.
  2. Isso não é um problema se a pressão total for alta o suficiente (você não tem doença descompressiva na terra se começar a respirar oxigênio puro na superfície), mas assim que o traje espacial for pressurizado a 1/3 de um atmosfera, as condições são atendidas para uma dessaturação explosiva de nitrogênio. É por isso que os Astronautas respiram oxigênio puro na ISS por 2 horas e 20 minutos antes do EVA, com curtos períodos de exercícios de alta intensidade, a fim de lavar o nitrogênio antes de qualquer exposição a um ambiente de baixa pressão.
  3. Dito isso, você tem duas opções para evitar a doença descompressiva durante os EVAs: ou você realiza este complicado protocolo pré-respiração ou realiza o EVA com um traje espacial pressurizado de 1 barra. Para a segunda opção, se você usar oxigênio puro, o ppO2 será maior que 0,5 e você estará exposto à toxidade do oxigênio (efeito Lorrain-Smith). Você pode usar Nitrogênio (a mistura seria então próxima ao ar), Hélio ou outro gás como uma compensação entre uma pressão total alta o suficiente para evitar o mal de descompressão e um ppO2 baixo o suficiente para evitar toxicidade.
  4. Por que hélio? Você poderia usar argônio, pois é um isolante muito melhor, mas é muito denso e pode levar à asfixia. Isso nos deixa com nitrogênio ou hélio. Minha opinião é que o Hélio é mais parecido com o futuro, soa como tecnologia e é por isso que o autor o escolheu.

Observe que este é apenas um experimento mental: um traje espacial pressurizado a 1 bar levaria a vários outros problemas, por exemplo, a rigidez das articulações.

Uma pressão do traje de 1 bar explicaria o uso das luvas tentáculos na maior parte do tempo e as luvas clássicas apenas por um período muito curto. Mas colocar uma luva de tentáculos por um lado usando a outra mão em luvas clássicas seria no mínimo muito difícil.


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