Questão:
O traje espacial de Marte precisa ser pressurizado?
SF.
2013-07-24 20:09:33 UTC
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Vários filmes de ficção científica tratam a atmosfera de Marte de maneira diferente, em qualquer lugar entre "você só precisa do respirador de oxigênio" e "Seus olhos vão pular e sua cabeça vai explodir". Enquanto isso, não vi nenhum dado científico sólido sobre os requisitos de sobrevivência humana nas condições de Marte.

Certamente o traje teria que ser quente, provavelmente com aquecimento ativo ou pelo menos um bom isolamento, como o aerogel. Certamente seria necessário pelo menos fornecer oxigênio, provavelmente o gás neutro também para prevenir a acidose do CO 2 de Marte em sua atmosfera. Mas como o corpo humano reagiria à pressão? Estou ciente de que os humanos podem sobreviver a pressões consideravelmente mais baixas do que o normal, com conteúdo de oxigênio correspondentemente aumentado - as pressões da cabine da Apollo eram cerca de 25% da pressão atmosférica da Terra. Como está a situação em Marte?

Por * pressão atmosférica terrestre *, suponho que você se refira à pressão ao nível do mar. Pressão em MT. Everest é ca. 1/3 da pressão ao nível do mar, e claramente isso também não é um problema.
@gerrit: "1 atmosfera" se você permitir tais unidades não SI.
Não vou postar isso como uma resposta porque não tenho certeza se realmente prova alguma coisa, mas Felix Baumgartner saltou de uma elevação com pressões semelhantes à da superfície de Marte, e seu traje estava pressurizado.
@gerrit - o design de seu traje pode ter tido outras considerações que fizeram com que fosse pressurizado. Suspeito que você não precisaria de um traje pressurizado em Marte, mas de um sistema de respiração pressurizado.
A atmosfera de Marte fornece apenas um pouco mais de pressão do que o ponto triplo da água (onde só pode estar na fase sólida ou gasosa), então seu sangue não ferveria literalmente, mas perto o suficiente - semelhante a abrir uma garrafa de refrigerante e o solúvel gases formando bolhas. Em certo sentido, um pouco como a doença da descompressão, apenas acontecendo muito mais rapidamente do que normalmente vemos com mergulhadores. Além disso, a temperatura média em Marte é de -63 ° C, e um traje pressurizado ajudaria no isolamento da rápida dissipação de calor. A forma como _Total Recall_ mostra que é IMO bastante precisa. Você definitivamente precisa de um traje pressurizado. ;)
@Chad Acho que sim, por isso não coloquei como resposta.
@Tidal: Mas eu imagino que não seria necessário elevar a pressão até a atmosfera completa - elevar em 50% deveria ser suficiente e a complexidade e o peso seriam uma fração do que é necessário para caminhadas espaciais.
@SF. - Tecnicamente sim, alguma porcentagem menor, mas ainda aceitável de _'1 pressão atmosférica'_ seria suficiente, mas, uma vez que estamos falando de um volume relativamente pequeno de ar que poderia ser reciclado para esta finalidade, e o traje que precisaria resistir tal pressão delta com facilidade, não vejo por que não ir com toda a _'1 atmosfera'_. E não se esqueça, nós também "respiramos" pela pele, ou melhor, suamos (trocamos calor), tudo isso significa que _'1 atmosfera'_ é um ambiente muito mais confortável e saudável, e não vem com muito mais custo do que 50%.
@TidalWave: Quanto mais delta de pressão você deseja manter, mais durável (mais grosso, mais pesado) o traje deve ser. Além disso, quanto maior a pressão interna, maior a resistência de dobrar seus membros que você deve superar - normalmente, o traje, como um balão inflado, "gravita" em direção a uma determinada forma e para se mover você deve superar sua resistência. Mais pressão = mais trabalho para superá-la.
@gerrit: Para respirar O2 puro, você precisa de no mínimo 3,5 psi nos pulmões. Para um traje espacial, a pressão mecânica sobre a pele seria suficiente, mas acomodar alguns meios para remover a transpiração e a proteção térmica essencial daria à vestimenta um volume semelhante a uma parca esquimó, com ou sem pressurização.
@MercuryPlus: A engenharia de materiais evoluiu um pouco desde a cultura esquimó. O aerogel é uma barreira térmica extremamente eficiente, também extremamente leve; existem materiais absorventes que também podem afastar a transpiração, através de uma camada bastante fina. Acredito que fora da área do capacete, a roupa não precisaria ter mais do que 2x a espessura da roupa de mergulho de um mergulhador.
Trzy respostas:
#1
+20
MichaelHouse
2013-07-25 01:25:03 UTC
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Sim

A pressão atmosférica em Marte é cerca de 0,6% da pressão ao nível do mar da Terra. Isso é cerca de 0,6 quilopascais (0,087 psi). Enquanto mesmo um dos pontos mais altos da Terra, o Monte Everest tem 33,7 quilopascais (4,89 psi). Isso significa que o Monte Everest tem cerca de 56 vezes a pressão atmosférica da superfície de Marte.

Os humanos não sobreviveriam por muito tempo nessas condições. De acordo com este gráfico da NASA, 0,087 psi nos coloca abaixo do nível de "Bolhas no sangue":

enter image description here

(Observe que o gráfico vai de alta pressão no topo até baixa pressão na parte inferior)

Mesmo o Everest está apenas por pouco na região segura para humanos. O gráfico presume que o indivíduo está respirando a atmosfera em que está, o que não é o caso da pergunta proposta.

Há evidências de que uma pessoa poderia sobreviver por um breve período. / p>

lbs / sq pol. Oh, NASA, quando você vai parar com sua tolice!
A explicação dos votos negativos é educada e benéfica para todos.
@SF. lbs / sq in, a.k.a. ** psi ** não é exatamente uma unidade "boba"; seu uso ainda é extremamente difundido.
@NickT: 1 jarda é a distância da ponta do nariz do rei até a ponta dos dedos de sua mão estendida. É também bastante difundido, o que não impede sua tolice.
OK, me deixe confuso. Portanto, essa resposta deixa claro para mim que o ar respirado em Marte deve ser pressurizado, mas ainda não está claro para mim por que um humano deve usar um traje pressurizado. Algum esclarecimento?
@SamtheBrand O traje não precisa ser pressurizado com * ar *. Seria possível usar uma roupa de compressão aplicando pressão mecânica à pele, semelhante a uma [roupa de atividade espacial] (http://en.wikipedia.org/wiki/Space_activity_suit). Infelizmente, eles ainda têm vários problemas. Manter uma pressão uniforme em cada parte da superfície (especialmente nas áreas côncavas do corpo como a virilha e as axilas) é muito difícil. Os fluidos corporais tendem a se acumular em áreas onde não é aplicada pressão suficiente. Sem essa pressão, a pele se expande e pode ser danificada.
Nesse caso, a anoxia se deve à falha dos pulmões em oxigenar o sangue? Ou isso se deve à pressão insuficiente para que o sangue leve o oxigênio para as outras células do corpo?
#2
+14
aramis
2013-07-25 03:53:52 UTC
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Não é obrigatório que o traje seja pressurizado.

É necessário aplicar alguma pressão na pele para evitar hematomas por vácuo. Isso pode ser fornecido por um de dois meios - pressão de fluido do ambiente ou pressão mecânica.

Os designs atuais de "borda sangrenta" são um material elástico reforçado com arame, com um capacete pressurizado que veda os ombros . A pele está, na verdade, encontrando pressão atmosférica igual a 0, e o traje é poroso para permitir que o suor escape, mas mantém até mesmo a contrapressão mecânica de cerca de 3 libras por polegada quadrada necessárias para evitar lesões por vácuo.

Observação que o dano aos olhos do vácuo também não é instantâneo - mas é bastante rápido. Indivíduos em experimentos de vácuo acidentalmente expostos ao vácuo experimentaram irritação imediata nos olhos devido à rápida perda de umidade, mas todos se recuperaram totalmente de exposições momentâneas.

Da mesma forma, o dano pulmonar é rápido, mas não instantâneo, e é devido principalmente à secagem e edema. Vários minutos de pressão extremamente baixa na pele resultaram em edema profundo, mas nenhuma lesão duradoura, para os primeiros testes de salto com balão meteorológico.

http://spaceindustrynews.com/mits-next-mars- traje espacial / http://www.edudemic.com/2012/09/mit-researcher-unveils-incredible-new-mars-space-suit/ http: //www.nasa.gov/offices/oce/appel/ask/issues/45/45s_building_future_spacesuit.html

http://www.universetoday.com/66061/early -nasa-vacuum-chamber-test-gone-wrong / http://imagine.gsfc.nasa.gov/docs/ask_astro/answers/970603.html

Adicionar o vídeo para o [incidente de teste de traje / Jim Le Blanc] (https://www.youtube.com/watch?v=KO8L9tKR4CY#t=163) e detalhes adicionais sobre [efeitos de despressurização] (http: / /www.damninteresting.com/outer-space-exposure/).
#3
+3
user3447808
2018-08-10 06:28:26 UTC
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Você precisará de um capacete completo. Seus olhos, ouvidos e passagens sinusais são sensíveis a baixas pressões e estão úmidos. A pressão baixa faria com que a umidade em seus olhos, ouvidos e nariz fervesse e você danificaria o tímpano. Então, certamente, capacete totalmente pressurizado. Mas o resto do seu corpo é muito bom em manter o interior dentro. Seu sistema circulatório mantém a pressão, então seu sangue não ferverá. Você está respirando ar pressurizado para manter sua pressão interna onde ela pertence. Acho que, além disso, você precisa de algum isolamento para evitar que perca muito calor e de roupas para proteger sua pele dos raios ultravioleta mais altos que passam por uma atmosfera mais fina. Tenho quase certeza de que um capacete pressurizado, uma roupa de baixo de compressão e, possivelmente, isolamento adicional, como um equipamento antártico, conforme necessário, dependendo da temperatura ambiente.



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