Pitanje:
Pranje odjeće u svemiru: postoje li tehnički izazovi?
Deer Hunter
2013-07-23 14:26:44 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Trenutno se ISS opskrbljuje svježom odjećom sa Zemlje. Sjećam se da sam pročitao izvještaj o NTRS-u koji je izjavio da su se zahtjevi za svježom odjećom pokazali mnogo višima od očekivanih.

Stoga je nekoliko povezanih pitanja:

  • Hoće li biti izvedivo staviti perilicu rublja u ISS?
  • Kakve izazove treba prevladati (izolacija vibracijama, proračun energije, odlaganje vode, onečišćenje itd.)? Po mogućnosti s raspodjelom na vrste COTS perilica koje su najprikladnije za svemirske operacije.
  • Hoće li koristi biti veće od troškova LEO operacija (utjecaj na proračun zaliha, trošenje odjeće, miris itd.)?
  • Što je s međuplanetarnim misijama (Mars, asteroidi)? Kako bi perilice mogle pridonijeti obavljanju posla uz niže troškove?
Ovo bi moglo biti samo ovdje postavljeno pitanje koje me najviše zateklo kao dobro pitanje. Fantastično!
Ako želite osušiti odjeću, pripremite se da se cijela stanica počne okretati prema vašem sušilici tijekom sušenja. ;)
@SF Yay gravitacija!
@SF,, čak i ako ste ga pokrenuli okrećući se na magnetskim ležajevima i pustite ga da se okreće? S obzirom na to da je trenje minimalno, a pod pretpostavkom da je odjeća uravnotežena, bi li to okretalo stanicu?
@kurtnelle: Ako osiguravate energiju za predenje - Newtonov 3. zakon mehanike u rotacijskom gibanju. Naravno kad je rublje gotovo, i vaša se stanica prestaje vrtjeti.
novi relevantni videozapis: Jeste li znali: Koliko često astronauti peru odjeću u svemiru? http://www.youtube.com/watch?v=dgoB5KUHoCE
@SF. bilo koji zakretni moment stvoren kao rezultat pranja rublja trebao bi lako riješiti CMG stanice.
@Tristan: Osiguravajući da brzina i masa premašuju brzinu rublja;)
I perilica i sušilica mogu biti mali dvostruki strojevi, okrenuti leđima s uravnoteženim opterećenjem i uvijek okretanjem u suprotnim smjerovima, radi približne neutralnosti kutnog momenta. Naravno, treba ih isključiti tijekom bilo kakve osjetljive navigacije, poput pristajanja.
Sušenje na zraku povećalo bi vlažnost koju bi sustav za obradu zraka morao ukloniti uz određeni trošak energije. Pretpostavljam da bi mogli koristiti vanjski kondenzator dok je ISS u Zemljinoj sjeni.
Tri odgovori:
#1
+48
aramis
2013-07-23 15:59:05 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Metode čišćenja

Trenutne tehnologije pranja uglavnom se temelje na otapalima. Najviše normalno "prljanje" odjeće je mješavina ulja i soli (obje su proizvodi znoja) i neurednih stanica kože, često povezanih istim uljima. Kad netko smatra da je odjeća razdražljiva zbog dugotrajnog nošenja, to je obično posljedica nakupljenog znoja i stanica kože te bakterija koje ih jedu.

U uobičajenom pranju koristi se mješavina vode (kao otapalo) i površinski aktivna tvar koja veže ulje za vodu radi potpunijeg čišćenja. Uznemirenje je uglavnom premještanje smjese vode i površinski aktivnih sredstava kroz odjeću i njena vlakna.

Kemijsko čišćenje koristi bilo koje od brojnih kemijskih otapala za uklanjanje različitih ulja, soli, bakterija i stanica kože.

Moguće je koristiti abrazivne postupke za uklanjanje nakupina kože i ulja; općenito ih neće ukloniti između vlakana, ali "pranje pijeskom" održiva je opcija za kratkotrajno produljivanje nosivosti odjevnog predmeta, nauštrb dugotrajnom oštećenju odjevnog predmeta.

Zrak -pranje je također moguće; Korištenje zraka pod visokim tlakom i temperaturom može ukloniti velike dijelove stanica i kolonija bakterija. Može ukloniti i neke soli i ulja.

Može se koristiti i isparavanje; ovo se može koristiti za uklanjanje ulja, ali neće ukloniti čestice između vlakana.

Termička razgradnja koristi se za određene oblike čišćenja. Odnosno, zagrijavate ga dok se biološki sastojci ne raspadnu. Općenito nije pogodno za odjeću, ali u kombinaciji s drugim tehnikama može se koristiti za poboljšanje drugih metoda.

Zašto ne koristiti?

Voda? Prisutan je. U teoriji, astronauti su mogli isprati odjeću postojećim sustavom. Stvar je u tome što se s vodom i ostalim tekućinama ne može lako rukovati u mikrogravitaciji (kao što pokazuje videozapis o krčenju ogrtača). Svakako je korisna za ograničene aplikacije. Najbolje se koristi za uklanjanje soli; nakupljanje soli prvenstveno je artefakt isparavanja znoja u okruženju s visokom toplinom i gotovo nije problem u svemiru. Osim toga, voda je ograničena količina.

Surfaktant? Većina površinski aktivnih tvari za rublje su iritanti za kontakt. Izlijevanje u stanici predstavljalo bi veliku opasnost. Nadalje, voda koja se koristi s njima zahtijeva različito pročišćavanje od uobičajene. Mogli bi se koristiti neki specifični, ali opet, rizici za okoliš zbog udisanja materijala čine ga rizikom, kao i povećani rizici za pročišćavanje vode.

Kemijsko čišćenje? Gotovo sve kemikalije su vrlo otrovne.

Ispiranje zrakom? Bučno i zahtijeva hvatanje čestica na brodu. Također, nije visoko učinkovit.

Isparavanje? Sporo, ne uklanja čestice (uključujući bakterije i stanice kože, kao i kristalnu sol). Osim toga, sve što se sada ukloni mora se očistiti iz atmosfere. Ali barem, s obzirom na dovoljno vremena, bakterije gladuju.

Termička razgradnja problem je zagrijavanja - i za odjeću i za stanište. Upravljanje toplinom glavni je dio dizajna svemirskih letjelica.

Ako ipak idete na ...

Kombinirani sustav za povrat para pod tlakom, koji bi mogao biti praćen vakuumskim sušenjem razuman sustav.

Korištenje pare pod pritiskom maksimalno koristi i termalno i zračno pranje, uz uklanjanje nekih soli i ulja čak i iz snopova vlakana tkanine, za minimalnu količinu vode. To je također relativno mali sustav; mogla bi se stvoriti jedinica za napajanje traktora koja pere košulju odjednom s hranom za traktor. Također predstavlja ograničenu opasnost za posadu.

Dodavanjem vakuumskog sušenja na toploj površini povećala bi se volitalizacija preostalih tekućina.

Puno vam hvala, dizajn koji ste predstavili izgleda izvedivo i ekonomično.
Dobar odgovor. Postoje li istraživanja na ovu temu? Mogao sam zamisliti da su neki ljudi barem razmišljali o ovome za ISS ...
ISTR ga je NASA spominjala, ali uglavnom je to utemeljeno na raspravama s odbora TravellerRPG - kad zajedno skupite gomilu znanstveno-fantastičnog realizma, prednosti i nedostaci obično se teže odmjere.
#2
+22
Deer Hunter
2013-07-25 09:58:01 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Odlučio sam pretražiti NTRS i pronašao ovo: http://hdl.handle.net/2060/20130012684

Stroj za čišćenje odjeće bez vode

Ovaj se stroj može koristiti svugdje gdje voda ima visoku cijenu ili za minimiziranje pranja vodom.

Svemirski centar Lyndon B. Johnson, Houston, Texas

Razvijen je stroj za čišćenje odjeće bez vode koji uklanja rastresite čestice i dezodorira prljavo rublje regenerativnim kemijskim postupcima kako bi odjeću učinio ugodnijom za nošenje i osvježio miris. Ovaj je sustav u početku razvijen za upotrebu u nula-g, ali mogao bi se izmijeniti za 1-g okoliša u kojima nema dovoljno vode ili drugih resursa. Neki od ovih procesa uključuju, ali nisu ograničeni na, protok zraka , filtraciju , stvaranje ozona , toplinu , ultraljubičasto svjetlo i fotokatalitički titanov oksid .

Stroj ima dovoljno veliku komoru da sadrži i uznemiruje nekoliko odjevnih predmeta, kao i samozaptivajuću vrata za umetanje i uklanjanje odjeće. Mešanje i uklanjanje čestica i hlapljivih sastojaka u odjeći vrši se protokom zraka i nekom vrstom mehanizma za miješanje, moguće rotacijom komore i / ili izmjeničnim protokom zraka i / ili pločama za udaranje u okoliš nula g. Miješanje u 1-g moglo bi se obaviti rušenjem. Jedna od glavnih svrha protoka zraka je uklanjanje čestica s odjeće i odlaganje u filtar gdje se čestice mogu ukloniti iz filtrata na kraju ciklusa. Ovaj protok zraka također može nositi ozon u komoru da bi prodirao u odjeću kako bi ubio bakterije i razgradio odorirajuće proteine ​​ili druge organske sastojke. Komora također može sadržavati izvor ultraljubičastog svjetla koji izlaže uzbudljivu odjeću valnim duljinama koje ubijaju bakterije.

Ovaj izvor svjetlosti može izložiti i fotokatalitički materijal poput titana oksid, ugrađen u unutrašnjost stijenki komore ili na agitacijske mehanizme, do energija koje bi proizvodile hidroksilne ione iz vlage komore za pomoć u uklanjanju organskih spojeva s tkanine .

Toplina može se uvesti u odjeću ili zagrijavanjem strujanja zraka ili zagrijavanjem komore za odjeću izravno pomoću električnih grijaćih traka na zidovima komore. Toplina bi pomogla u ubijanju bakterija, razgradnji proteina i isparavanju hlapljivih sastojaka s odjeće. Protok zraka za ovaj sustav mogao bi se u potpunosti reciklirati natrag kroz sustav ili odzračiti, ovisno o potrebama okoline čistača odjeće. Protok zraka, ozon, UV svjetlost i toplina mogu se kontrolirati neovisno, tako da se svaki može uključiti ili isključiti bez utjecaja na ostale kako bi se omogućile potrebe određene vrste odjeće ili različitih vrsta prljavštine na odjeći.

Ovo su radili Glenn Johnson i Shane Ganske iz United Space Alliance za Johnson Space Center.


Mala bibliografija na tu temu:

  • Colombo, Gerald V .; Putnam, David F .; Lunsford, Teddie D.; Streech, Neil D.; Wheeler, Richard R., ml .; Reimers, Harold. Jednofazni razvoj praonice prostora. SAE PAPIR 932092. 1993.

  • Studija rublja za Mjesečevu ispostavu. Ewert, Michael; Jeng, Frank. JSC-17326. 2009. ( Studija kompromisa u dizajnu! )

  • Projekt podrške životu sljedeće generacije: Razvoj naprednih tehnologija za misije ljudskog istraživanja. Daniel J. Barta. JSC-CN-26608. 2012. (Status alternativnog prerađivača vode za pročišćavanje, između ostalog, otpadnih voda za pranje rublja).


Točka rentabilnosti

Ewert, Michael K .; Broyan, James Lee, Jr. Analiza blagodati misije tehnologija smanjenja logistike. JSC-CN-28324. 2013.

U osnovnom modelu nije pretpostavljen niti jedan sustav pranja odjeće, jer jednogodišnja misija vjerojatno nije dovoljno duga da bi blagodati rublja znatno premašile izravnu masu odjeće .

(Što ne znači da se slažem s njima.)

#3
+12
Osteoboon
2013-07-24 01:19:13 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Dobro pitanje, a ovo zapravo nije odgovor na vaše pitanje, ali znam, ali predugo je za komentar. Moja reakcija na njegovo čitanje bilo je (možda neobično) da se zapitam čak i o potrebi odjeće u svemiru.

Čini mi se da na Zemlji nosimo odjeću iz više razloga (neki praktični, a drugi više kulturni i tradicionalni od bilo kojeg čisto objektivnog, racionalnog razloga):

  1. kako bismo zaštitili naša krhka tijela od vremenskih prilika (u svemiru, osim EVA-e, trebali bismo biti u mogućnosti apsolutno kontrolirati vrijeme kako bismo ga učinili prikladnim za koje god potrebe ili preferencije imamo)
  2. kako bismo zaštitili svoja krhka tijela od zarobljavanja u opasnim strojevima (vjerojatno bi u ovom prostoru bila potrebna odjeća baš kao i na Zemlji, ali ako je ovo samo ponovno nositi odjeću u svemiru, onda mi se čini da bismo to mogli učiniti s minimalno odjeće - možda spandex kratkim hlačama za muškarce i nekakvim šalom za svakoga s dugom kosom - i na taj način minimizirati potrebu za pranje istih)
  3. kako bismo zaštitili našu skromnost (čini se da je ovo strogo kulturološki sklopljen uz Zemlju kulture poput naroda Zo'é uvelike su ukinule odjeću; mi smo se ljudi pokazali kao jedna od najprilagodljivijih vrsta na Zemlji, pa se čini da bismo se trebali prilagoditi svemiru s obzirom na odjeću)
  4. Dekorativni (vidi skromnost)

Ako su tehnički izazovi pranja odjeće u svemiru vrlo zahtjevni, tada bismo možda trebali ozbiljno razmisliti o stvaranju kulture svemira koja nema veliku ili nikakvu potrebu za odjećom u vozilu. Očigledno bi i dalje bila potrebna odjevna odjeća, ali čini se da visoki rizik od EVA daje snažno opravdanje da ih se umanji, što dodatno umanjuje potrebu za pranjem odjeće u svemiru.

Opet, sjajno pitanje; vrlo poticajno na razmišljanje.

Lijepo i potpuno neočekivano rješavanje pitanja. Glasao za čistu novost (čak i ako odlazak bez odjeće nije strogo praktičan).
Zašto je odjeća bitna: posade mješovitog spola; privatnost određenih fizioloških pojava; medicinska privatnost; štiteći od hladne hladnoće tanke limene limenke koja se naziva svemirska letjelica; upijanje znoja tijekom vježbanja i održavanja.
upijanje znoja: ali puno je lakše oprati znoj sa tijela nego odjeću, zar ne?
(Znoj može curiti na hardver.) Pa ipak, ovo nas vodi do još jedne moje omiljene teme: dobivanja pravog tuša u svemiru. Mokre spužve ne mogu se podudarati s tuševima što se tiče funkcija čišćenja i okrepljivanja. Kada malim zapečaćenim čamcem prelazite nepregledna prostranstva svemira, tjelesni mirisi počinju vrijeđati vaša osjetila. Čista uredna odjeća i čisto tijelo izvrsni su pomagači u očuvanju morala i učinkovitosti posade.
Neke dobre strane, @DeerHunter,, ali opet, u nultoj gravitaciji, zašto bi znoj "curio" bilo gdje (jezik samo djelomično u obraz). S druge strane, tko kaže da bi to bila nulta gravitacija, zar ne? Predenjem smo uvijek mogli nametnuti umjetnu gravitaciju.
@CopyrightX - pod pretpostavkom funkcioniranja kontrola okoline, aktivnosti dovoljno naporne da izazovu znoj su aktivnosti dovoljno snažne da bacaju kapljice. Čak je i nježno sabijanje krpe bilo dovoljno da pošalje nekoliko zalutalih kapljica. Većina elektronike neće biti puno pogođena, ali bakterije će rasti i stvarati miris i neke štetne kemikalije ako se nakuplja znoj (baš kao što istrošena košulja iz razdoblja vježbanja akumulira smrad ako je tijekom 3 sata i dalje vlažna od znoja ormarić za teretanu ...
Čak i ako možete prevladati probleme kao što su skromnost, kontrola temperature i zaštita nositelja od opasnosti, pretpostavljam da odjeća ima glavnu ulogu u hvatanju materijala koji nositelj emitira, a koji bi se mogli nakupiti i na kraju ometati rad različitih sustava (npr. odmagao mrtvu kožu ulazeći u električne kontakte). Ako se ne varam, čini se da svemirska posada većinu vremena pokriva većinu svojih tijela, izlažući samo glavu i ruke. Čini se da bi ostajanje odjeven i rješavanje problema s rubljem moglo imati važne tehničke prednosti.


Ova pitanja su automatski prevedena s engleskog jezika.Izvorni sadržaj dostupan je na stackexchange-u, što zahvaljujemo na cc by-sa 3.0 licenci pod kojom se distribuira.
Loading...