Miten Hiilidioksidi Poistetaan Avaruusalustaan?

{h1}

Jotta hiilidioksidi poistettaisiin avaruusalustaan, tarvitset samanlaisen järjestelmän kuin scuba. Lisätietoja hiilidioksidin poistamisesta.

Me tuotamme hiilidioksidia elimistössä, kun solut rikkoavat ruokaa ja vapautamme sen hengitettäessä. Ilmakehässä hiilidioksidipitoisuudet ovat noin 0,04 prosenttia. Avaruusalusten rajoitetuissa mökeissä, kuten avaruussukkulalla tai avaruusasemilla, hiilidioksidipitoisuus voi saada paljon suurempaa, mikä aiheuttaa ongelmia, koska hiilidioksidi on myrkyllistä. Koska hiilidioksidipitoisuus ilmassa ympärilläsi kasvaa, kärsit tietyistä oireista:

  • 1 prosentilla - uneliaisuus
  • 3 prosentilla - heikentynyt kuulo, lisääntynyt syke ja verenpaine, surkeus
  • 5% - hengenahdistus, päänsärky, huimaus, sekavuus
  • 8 prosenttia - tajuttomuus, lihasten vapina, hikoilu
  • Yli 8 prosenttia - kuolema

Maapallolla kasvit poistavat hiilidioksidia fotosynteesin kautta. Kasvit otetaan hiilidioksidiksi ja vapautetaan happea. Avaruusalustassa hiilidioksidia on kuitenkin poistettava matkustamon ilmasta kemiallisten prosessien avulla. Useimmat avaruusalukset vetoavat pelkästään hiilidioksidin poistamiseen säiliöillä, jotka sisältävät jauhemaista litiumhydroksidia. Kun hiilidioksidia sisältävä ilma (CO2) kulkee kanisterin läpi, se yhdistetään litiumhydroksidin (LiOH) kanssa litiumkarbonaatin muodostamiseksi (Li2CO3) ja vettä (H2O).

CO2 (g) + 2LiOH (t) -> Li2CO3 (t) + 3H2O (l)

Kun kaikki litiumhydroksidi on käytetty loppuun, säiliö on vaihdettava ja hävitettävä. Ehkä tunnetuin esimerkki litiumhydroksidikansien käyttämisestä tapahtui Apollo 13 -missioon.

Kun räjähdys räjäytti komentomoduulin, astronautit asuivat kuun moduulissa, kun avaruusalus palasi Maahan. Lunar-moduuli käytti pyöreitä litiumhydroksidipakkauksia, kun taas komentomoduuli käytti neliöitä. Kolmella astronautilla, jotka hengittävät ilmaa vain kahdelle suunnitellulle tilalle, kuun moduulikappaleita käytettiin nopeasti, mutta astronautit eivät voineet vaihtaa niitä helposti eri muodoissaan. Joten, Mission Controlin insinöörit joutuivat keksimään keinon mukauttaa ilmavirtauksen kuun moduulista neliömetriumhydroksidikansien läpi. He pystyivät laittaa järjestelmään letkuja, sukkia, muovipusseja ja kanavaliinoja - säästäen astronautit hiilidioksidilla aiheutetusta kuolemasta.

Litiumhydroksidikannet eivät ole ainoa ratkaisu - jatka lukemista selvittääksesi kuinka SCUBA-laitteet toimivat avaruudessa.

SCUBA avaruudessa

Litiumhydroksidipakkaukset eivät ole ainoa CO2 ongelma ratkaisija avaruudessa. Kansainvälinen avaruusasema (ISS) käyttää litiumhydroksidipakkauksia, mutta sillä on myös uudempi tekniikka, joka käyttää molekyyliseuloja absorboimaan hiilidioksidia. Myös palomiehiä ja kaivostyöntekijöitä käyttävien SCUBA-hengityslaitteiden ja henkilökohtaisten happiyksiköiden on poistettava hiilidioksidia. Jotkut rebreathers käyttävät litiumhydroksidipakkauksia. Mutta toiset käyttävät reaktiota, johon liittyy kalium-superoksidi (KO2). Kun kalium-superoksidi yhdistetään vesihöyryn kanssa (H2O) ja hiilidioksidia (CO2) ihmisen hengityksestä, se absorboi hiilidioksidia ja tekee happikaasua ja kaliumbikarbonaattia (KHCO3):

4KO2 (t) + 4CO: ta2 (g) + 2H2O (g) -> 4KHCO3 (t) + 3O2 (G)

Reaktio tekee lämpöä. Joten, voit kertoa, kun se on tehty, koska se lakkaa lämmittämisestä. Tällä järjestelmällä on lisäetuna hapen syöttö sekä hiilidioksidin poisto.

Yhdysvaltain Destiny-laboratoriosäiliö ja ISS-solmun 3 osa sisältävät hiilidioksidin poistoyksikön (CDRA). CDRA käyttää molekyyliseulantekniikkaa hiilidioksidin poistamiseksi. Molekyyliseulat ovat zeoliitit, piidioksidin kiteet ja alumiinidioksidi. Kiteet järjestäytyvät muodostamaan pieniä ruutuja. Seulojen tai huokosten aukot ovat tasaisia ​​kokoja, jotka sallivat joidenkin molekyylien pääsyn sisään ja jäävät kiinni seuloihin. CDRA: ssa on neljä erilaisten zeoliittien vuoteita. Zeoliitti 13x imee vettä, kun taas zeoliitti 5A imee hiilidioksidia. CDRA: n kummallakin puolella on zeoliitti 13X, joka on liitetty zeoliitti 5A-kerrokseen. Kun ilma kulkee zeoliitti 13X-kerroksen läpi, vesi jää loukkuun ja poistuu ilmasta. Kuivattu ilma menee zeoliitti 5A-kerrokseen, jossa hiilidioksidi jää loukkuun ja poistetaan. Poistuva ilma on sitten kuiva ja ilman hiilidioksidia.

Toisin kuin litiumhydroksidikannet, jotka kuluvat loppuun ja hylätään, CDRA: n zeoliitit voidaan regeneroida. Sähkölämmitteiset elementit sängyissä lämmittävät zeoliitit ja vapauttavat sisään jääneen vesihöyryn ja hiilidioksidin. Hiilidioksidi päästetään ulkoilmaan, kun taas vesihöyry tiivistyy ja kierrätetään. CDRA on suunniteltu riippumattomilla säätimillä siten, että puolet aktiivisesti poistaa hiilidioksidia ja vettä ilmasta, kun taas toinen puoli on regeneroitunut. Vaihtoehtoiset kaksi puolta. CDRA on ensisijainen menetelmä, jolla hiilidioksidia poistetaan ISS-hyttiilmasta, kun taas litiumhydroksidipakkauksia käytetään varmuuskopioina.

Lokakuussa 2010 uusi järjestelmä, jota kutsutaan nimellä Sabatier, oli asennettu ISS: ään. Se vaatii hiilidioksidia (CO2), jonka CDRA poistaa, yhdistää sen vetykaasuun (H2), jonka tuottavat Venäjän Elektron- ja U.S.-ympäristönhallinta- ja elinkaarijärjestelmän (ECLSS) vesijäähdytysjärjestelmät ja muodostavat nestemäistä vettä (H2O) ja metaanikaasua (CH4). Metaanista pääsee ilmasta ulkoavaruuteen.

Tulevaisuudessa NASA: n tutkijat toivovat voivansa luoda happea ja poistaa hiilidioksidia avaruusaluksia ja avaruuspisteitä luonnossa kasvavilla kasveilla.Kasvit tarjoaisivat vain hengittävää ilmaa, mutta myös astronauttien ruokaa. Lisätietoja avaruuteen liittyvistä tiedoista on seuraavien sivujen linkkien kautta.


Video Täydentää: NASA's Next Generation Space Suits.




FI.WordsSideKick.com
Kaikki Oikeudet Pidätetään!
Jäljentämistä Materiaalien Sallittu Vain Prostanovkoy Aktiivinen Linkki Sivustoon FI.WordsSideKick.com

© 2005–2019 FI.WordsSideKick.com