Атмосфера для космических станций и кораблей.

Автор pignus, 03.06.2021 14:22:13

« предыдущая - следующая »

0 Пользователей и 1 гость просматривают эту тему.

Какой газовый состав атмосферы для космических станций и кораблей лучше?

21% кислород 78% азот, давление 1 атм
9 (33.3%)
21% кислород 78% азот, давление ≈ 0,8 атм
11 (40.7%)
100% кислород, давление ≈ 0,3 атм
0 (0%)
74% кислород 26% азот, давление ≈ 0,3 атм ( станция Скайлеб)
5 (18.5%)
Другой вариант ( пояснить в комментариях )
2 (7.4%)

Проголосовало пользователей: 27

pignus

03.06.2021 14:22:13 Последнее редактирование: 03.06.2021 14:29:23 от pignus
Какое давление и газовый состав атмосферы предпочтительней? Сейчас повсеместно используется аналог земной атмосферы при давлении "уровня моря".
С точки зрения организации ВКД этот состав не оптимален. Требуется длительное нахождение в атмосфере чистого кислорода. Потому "срочное" ВКД не возможно. Так же постоянно расходуется азот. Если в миссии МКС это не большая проблема, то в длительных полетах к Марсу или же на Лунной станции, возить с собой кучу азота - удовольствие так себе. Еще один минус - давление по сравнению с другими вариантами - максимальное, а значит конструкция самая тяжелая. Плюс конечно, что этот вариант атмосферы самый проверенный :)
Вариант с чисто кислородной атмосферой, который применялся к примеру, на Аполлонах требует менее прочных ( а значит легких ) гермоотсеков, масса газа требуемого для миссии будет меньше чем в случае с "земным" составом. ВКД очень прост и не требует десатурации. Но минусы тоже есть - пожароопасность и возможный вред для здоровье при длительном нахождении в чистом кислороде. А так же ухудшение охлаждения оборудования, менее плотная атмосфера хуже поглощает тепло.
Есть промежуточные варианты по давлению, содержанию газов. Может какой то из них окажется оптимальным в будущих полетах.

Старый

Цитата: pignus от 03.06.2021 14:22:13Есть промежуточные варианты по давлению, содержанию газов. Может какой то из них окажется оптимальным в будущих полетах.
Ни вашим ни нашим - 0.75!  ;D
1. Ангара - единственный в истории мировой космонавтики случай когда новая ракета по всем параметрам хуже старой. (с) Старый Ламер
2. Всё что связано с Ангарой подчинено единственной задаче - выкачать из бюджета и распилить как можно больше денег.
3. Ангара и Омск созданы друг для друга!.

oby1

лично я за нормальные условия для дыхания

Victor123

"21% кислород 78% азот, давление ≈ 0,8 атм" - мне просто нравится.
Имею скафандр готов путешествовать.
Блажен разбивающий младенцев твоих о камень.

pignus

Цитата: oby1 от 03.06.2021 14:27:47лично я за нормальные условия для дыхания
Да ктож против! Только если представить себе некие лунные и марсианские станции будущего, то наличие азота ( во всяком случае в количестве 71%) даст кучу проблем. У экипажа ведь будет очень много ВКД, потому как основная работа станции - это исследование планеты. При ВКД надо проходить десатурацию, и возможно тогда что при этом придется просто изолировать в отдельном кислородном отсеке часть экипажа который много времени проводит на поверхности планеты. Азот будет постоянно расходоваться при этом ( а если не изолировать часть экипажа - сильно расходоваться ), значит его надо возить с земли или добывать на месте. Но только на Марсе с азотом все нормально, в отличие от Луны. Хотя что значит нормально, он все равно будет расходоваться и его необходимо будет добывать.

Мне кажется в таких условиях атмосфера Скайлеба предпочтительней. Там не нужна десатурация при ВКД, и азота не так много как в "земной". Видимо достаточно чтобы не портить здоровье и не делать из станции огнеопасную бомбу. 100% кислород с точки зрения массы и потребления ресурсов лучше, но он проблемный. Хотя, возможно, и проблемы чистого кислорода решаемы.

pignus

Цитата: Zhilinsky Valerij от 03.06.2021 09:18:22На самом деле вопрос оптимальной внутренней атмосферы для обитаемых космических аппаратов вполне серьёзен, и простого решения не имеет:
 
1) Множество аппаратуры и разнообразных "тестовых полосок" изначально рассчитаны на использование в "нормальных условиях". Например, на МКС ноутбуки закреплены на рабочих местах на "подставках", принудительно продувающими их потоком воздуха, потому, что в невесомости нет конвенции, и ноутбуки перегреваются. В разрежённой атмосфере могут начать перегреваться и планшеты...
 
2) Растениям для жизни требуется не только парциальное, но и абсолютное давление. На Лунной Базе и в марсианских поселениях будут оранжереи и вертикальные фермы для выращивания продовольствия. Вполне возможно, что для повышения их эффективности, потребуется поддерживать в них большее давление и большее содержание углекислого газа...
 
3) С другой стороны в более или менее постоянных поселениях потребуются герметичные ангары для ремонта и переоборудование габаритной техники, тех же роверов. Откачка воздуха из шлюзов до внешнего давления требует времени. В них лучше поддерживать пониженное давление, в котором человек сможет работать без скафандра, в одном только лёгком дыхательном аппарате. На Марсе проще, углекислый газ будет добываться в промышленных объёмах для производства топлива, попутно будет накапливаться азот, который можно использовать как буферный газ в атмосфере обитаемых модулей, и аргон. Сложнее на Луне, если кислород, при наличии энергии можно получить везде, то азот и углерод в основном привозной...

И еще одно. Чем ниже давление, тем надежнее и безопаснее становится станция во время утечек или аварийных разгерметизации. Особенно это будет заметно в очень больших и сложных станциях. При низком давлении газ будет выходить не только медленнее, но и его потери будут меньше в абсолютных числах. А значит у экипажа будет больше времени на устранение аварии и быстрее можно будет восстановить давление в отсеке.

DiZed

03.06.2021 15:18:37 #6 Последнее редактирование: 03.06.2021 15:39:25 от DiZed
возможна замена азота гелием - как в дыхательных смесях для аквалангистов:
-гелий намного легче
- создает намного меньше проблем с десатурацией
- у него высокая теплопроводность - и для парирования пирофорности кислородной атмосферы его может потребоваться меньше (хотя не факт - диффузию продуктов пиролиза он блокирует хуже)

мне представляется, что смесь ~50:50 гелий-кислород при ~0.4 атм. могла бы представлять интерес в качестве универсальной "космической" атмосферы

очевидный минус - стоимость; но как раз для космоса это (пока) наименьшая из проблем
еще будут побочные эффекты, связанные с теплопроводностью - и с высокой скоростью звука и как следствие изменением тембра голоса ; )
ради компактности, читаемости и содержательности форума в настройках аккаунта отключено отображение всего, что можно отключить; я не вижу ваши (и свои) юзерпики, подписи, посты персонажей из блеклиста  ("леорнер", "старый", "бендер") и т.п. бесполезности

Старый

Цитата: pignus от 03.06.2021 15:02:53Только если представить себе некие лунные и марсианские станции будущего, то наличие азота...
"Авот как будут так и приходи!" (с) классика.
1. Ангара - единственный в истории мировой космонавтики случай когда новая ракета по всем параметрам хуже старой. (с) Старый Ламер
2. Всё что связано с Ангарой подчинено единственной задаче - выкачать из бюджета и распилить как можно больше денег.
3. Ангара и Омск созданы друг для друга!.

pignus

Цитата: DiZed от 03.06.2021 15:18:37возможна замена азота гелием - как в дыхательных смесях для аквалангистов:
-гелий намного легче
- создает намного меньше проблем с десатурацией
Нет, проблем с десатурацией не меньше. В тримиксах для аквалангистов он идет только потому, что азот при высоком давлении дает эффект азотного наркоза, гелий же этого эффекта не имеет.

pignus

Цитата: Старый от 03.06.2021 15:21:09Авот как будут так и приходи!
Ну вот как будут, то вариантов кроме атмосферы Скайлеба либо же вообще просто 100% кислорода на самом деле нет вообще. Кроме всего вышеперечисленного, ВКД, проблема с массой перевозимого азота и прочностью есть еще одна неприятная штука.

Если у корабля следующего к марсу произойдет разгерметизация, то варианта быстро залезать в Союз и спуститься на землю, как на МКС, нет. Придется бороться за живучесть, как в подводной лодке. И тут проявляются все плюсы "легкой" атмосферы. Давление будет падать медленнее, будет время надеть скафандры и нормально в них работать даже при падении давления до нуля. Ну и "ремкомплект" в виде запасной атмосферы, после восстановления герметичности будет в 3 раза легче, чем при "земной" атмосфере.

Старый

Цитата: pignus от 03.06.2021 16:16:05Если у корабля следующего к марсу произойдет разгерметизация, то варианта быстро залезать в Союз и спуститься на землю, как на МКС, нет. Придется бороться за живучесть, как в подводной лодке. И тут проявляются все плюсы "легкой" атмосферы. Давление будет падать медленнее, будет время надеть скафандры и нормально в них работать даже при падении давления до нуля. Ну и "ремкомплект" в виде запасной атмосферы, после восстановления герметичности будет в 3 раза легче, чем при "земной" атмосфере.
Уговорил: НЕ летим на Марс. :)
1. Ангара - единственный в истории мировой космонавтики случай когда новая ракета по всем параметрам хуже старой. (с) Старый Ламер
2. Всё что связано с Ангарой подчинено единственной задаче - выкачать из бюджета и распилить как можно больше денег.
3. Ангара и Омск созданы друг для друга!.

DiZed

03.06.2021 16:29:22 #11 Последнее редактирование: 03.06.2021 16:38:27 от DiZed
Цитата: pignus от 03.06.2021 16:10:26Нет, проблем с десатурацией не меньше. В тримиксах для аквалангистов он идет только потому, что азот при высоком давлении дает эффект азотного наркоза, гелий же этого эффекта не имеет.
я исходил из того, что у гелия примерно вчетверо ниже растворимость в воде (объемная, л/л - 0.008 vs 0.031) и где-то втрое выше скорость диффузии. что тримиксы (это кстати тройные смеси, с азотом) считаются сложными для декомпрессии  - я слышал, но при "дайвинговых" давлениях количества газа в тканях организма радикально иные.
ради компактности, читаемости и содержательности форума в настройках аккаунта отключено отображение всего, что можно отключить; я не вижу ваши (и свои) юзерпики, подписи, посты персонажей из блеклиста  ("леорнер", "старый", "бендер") и т.п. бесполезности

Старый

Цитата: pignus от 03.06.2021 16:16:05И тут проявляются все плюсы "легкой" атмосферы. Давление будет падать медленнее, будет время надеть скафандры
И тут проявляется суровый минус - как только давление падает ещё чуть-чуть так кровь вскипает при 37 градусах и эге.
1. Ангара - единственный в истории мировой космонавтики случай когда новая ракета по всем параметрам хуже старой. (с) Старый Ламер
2. Всё что связано с Ангарой подчинено единственной задаче - выкачать из бюджета и распилить как можно больше денег.
3. Ангара и Омск созданы друг для друга!.

pignus

Цитата: Старый от 03.06.2021 16:32:24И тут проявляется суровый минус - как только давление падает ещё чуть-чуть так кровь вскипает при 37 градусах и эге.
Причем тут кровь вскипает? Баротравмы при взрывной декомпрессии давно описаны, там нет "вскипания крови" и прочих зрелищных эффектов из кино. Если это про температуру кипения воды ниже температуры тела, то вот что при кислородной, что при "земной" атмосфере этот момент наступает гораздо позже момента потери сознания из за нехватки кислорода. Так что разницы ни какой.

Старый

Цитата: pignus от 03.06.2021 16:50:45Причем тут кровь вскипает?
При том что "и эге". 


Цитата: pignus от 03.06.2021 16:50:45там нет "вскипания крови" и прочих зрелищных эффектов из кино.
Естественно ничего зрелищного. Потеря сознания и всё.
1. Ангара - единственный в истории мировой космонавтики случай когда новая ракета по всем параметрам хуже старой. (с) Старый Ламер
2. Всё что связано с Ангарой подчинено единственной задаче - выкачать из бюджета и распилить как можно больше денег.
3. Ангара и Омск созданы друг для друга!.

telekast

Читал где-то про кислородо-аргоновык смеси, а также  кислород с другими инертными газами, криптон, ксенон. Из плюсов -требуется меньшее содержание кислорода, т.к. он интенсивнее усваивается организмом. Инертный газ служит какбы катализатором. Из минусов - наркотический, усыпляющий эффект. У криптона, ксенона по меньшей мере, у аргона не в курсе. Также не знаю, как у них с сатурацией и тембром голоса. Не оченььв курсе, но я так понял, что при ВКД космонавты дышат чистым кислородом? Или зачем им десатурация? ::)

Старый

Я, кстати, поднмал мышку на 12 км в барокамере.
1. Ангара - единственный в истории мировой космонавтики случай когда новая ракета по всем параметрам хуже старой. (с) Старый Ламер
2. Всё что связано с Ангарой подчинено единственной задаче - выкачать из бюджета и распилить как можно больше денег.
3. Ангара и Омск созданы друг для друга!.

pignus

Цитата: telekast от 03.06.2021 16:52:36при ВКД космонавты дышат чистым кислородом? Или зачем им десатурация?
Да. То есть чисто теоретически можно создать скафандр давление внутри которого будет 1 атм и внутри будет сместь азота и кислорода. Только вот весить он будет совсем неприлично. Сейчас во всех скафандрах внутри давление 0.3 атм и чистый кислород.

Старый

Цитата: pignus от 03.06.2021 16:50:45Если это про температуру кипения воды ниже температуры тела, то вот что при кислородной, что при "земной" атмосфере этот момент наступает гораздо позже момента потери сознания из за нехватки кислорода. Так что разницы ни какой.
Дело в том что если давление низкое то дальше понижать его уже некуда, кровь вскипает практически сразу же при его дальнейшем понижении. Поэтому при разгерметизации никакого запаса времени нет. И даже кислородная маска на лице не поможет.
1. Ангара - единственный в истории мировой космонавтики случай когда новая ракета по всем параметрам хуже старой. (с) Старый Ламер
2. Всё что связано с Ангарой подчинено единственной задаче - выкачать из бюджета и распилить как можно больше денег.
3. Ангара и Омск созданы друг для друга!.

Veganin

В модуле Квест перед ВКД какое атмосферное давление и процентное содержание азота?
"А тем кто прочит SpaceX/Tesla/etc технологический провал и разорение, хочется сказать -- ребята, вам пора уже повзрослеть.
Надеяться на то, что у «соседа» ничего не получится, не делая при этом ничего самому -- это несусветная глупость." (C)
voyager-1