تنفس فضانوردان در فضا به چه شکلی انجام می شود؟
تنفس فضانوردان در فضا به چه صورتی انجام می شود و برای انجام آن از چه ابزاری استفاده می کنند تا بتوانند بدون هیچ مشکلی در فضا نفس بکشند.برای خواندن کامل مقاله تا انتها با مجله علمی آندرومدا مگ همراه باشید.
چگونه فضانوردان در فضا نفس می کشند؟
با توجه به فیلم غریبه در سال 1979در فضا هیچ کس نمی تواند صدای فریاد شما را بشنود.” این منطقی است، زیرا در فضا هوا وجود ندارد. اما در داخل ایستگاه فضایی بین المللی (ISS)، فضانوردان آمریکایی و فضانوردان روسی به طور تقریباً یکسان هوا را با چیزهایی که ما در اینجا روی سیاره زمین تنفس می کنیم تنفس می کنند همان فشار و حدود 80 درصد نیتروژن و 20 درصد اکسیژن را تنفس می نمایند.
اما فضانوردان اکسیژن خود را از کجا می آورند؟
به نظر می رسد که آنها با تقسیم H2O با برق آن را دریافت می کنند اما مانند همه وسایلی که با سفرهای فضایی انجام می شود این کار مشکل است.
ISS از 2 نوامبر 2000 به طور مداوم توسط فضانوردان مسکونی شده است. آنها بیشتر فضانوردان ایالات متحده آمریکا و فضانوردان روسیه هستند ، اما تعداد زیادی از مسافران فضایی دیگر از حدود 13 کشور مختلف نیز در آنجا هستند. هنگامی که فضانوردان به خواب می روند، ساکنان ISS باید اطمینان حاصل کنند که در یک منطقه با تهویه مناسب قرار دارند. اگر جریان هوای خوبی وجود نداشته باشد ، دی اکسید کربنی که تنفس میکنند در اطراف سر آنها جمع می شود. روی زمین ، هوای منقضی شده از ریه های ما معمولاً گرمتر از هوای محیط است. وقتی این اختلاف دما را با اصل ارشمیدس ترکیب کنید، هوای گرم بالا می رود و هوای خنک تر پایین می افتد.
اما این در ریز جاذبه فضا اتفاق نمی افتد
پیش از کشف این موضوع، مسافران فضایی گاهی از خواب بیدار می شوند و اکسیژن را از دست می دهند. از طرف دیگر ، بهتر است بریده نفس بکشند، تا اینکه بیدار نشوند.
ایستگاه فضایی بسیار جای عظیمی است از اکثر شهرهای پایتخت به راحتی می توانید آن را با چشم غیر مسلح ببینید. وزن آن حدود 450 تن است. عرض آن حدود 108 متر (حدود دو استخر شنای المپیک) ، طول حدود 73 متر و ارتفاع حدود 20 متر است.
این تقریباً هر 93 دقیقه به دور زمین می چرخد و در حدود 27700 کیلومتر در ساعت حرکت می کند. در مدار کم زمین خود بسیار تعجب آور است فقط 330 – 435 کیلومتر بالاتر از سطح زمین در حرکت است.
سلول های خورشیدی عظیم ISS حدود 131 کیلووات تولید می کنند اما فقط برای کمی بیش از نیمی از مدار این موضوع صدق می کند در حالی که ISS در معرض نور خورشید است این امر اتفاق می افتد.
این برق است که آب را به هیدروژن و اکسیژن تبدیل می کند. دو ماژول وجود دارد که این کار را انجام می دهد. یکی روسی “Elektron” نامیده می شود در حالی که بخش دیگری آمریکایی است وبه آن سیستم تولید اکسیژن می گویند. این امر به صورت معادله زیر انجام می شود
4H2 + CO2 >>>> 2H2O + CH4
آب به صورت هیدروژن و اکسیژن بازیافت می شود
و به طور کلی، رایحه های تند و زننده انسانی، مانند متان از باد معده ، و آمونیاک حاصل از عرق، توسط فیلترهای ذغال فعال حذف می شوند.
بنابراین انرژی خورشیدی فرآیند الکترولیز آب را امکان پذیر می کند ، که به نوبه خود حدود 5.4 کیلوگرم اکسیژن در روز برای چهار نفر فراهم می کند. با این وجود ، در صورت داشتن شش سکنه ، می توان تا 9 کیلوگرم آن را افزایش داد.
سیستم های بازیابی آب، آب را از دوش ، غرق و بخار آب موجود در هوا می گیرند و سپس آن را به ژنراتورهای اکسیژن تغذیه می کنند.
همچنین ادرار برای تأمین آب بیشتر فرآوری می شود
در ابتدا ، این سیستم ها می توانستند 85 درصد از آب ادرار جمع شده را بازیابی کنند. اما شرایط ریز جاذبه ISS باعث از دست رفتن عظیم تراکم استخوان در فضا نوردان می شود شد که منجر به انتشارسطوح بسیار بالای کلسیم در ادرار می شود. این میزان بازیابی آب را به 70 درصد کاهش میدهد.
البته سیستم اکسیژن پشتیبان نیز وجود دارد
در ابتدا، قوطی های تولید کننده اکسیژن سوخت جامد ، مشابه آنچه در هواپیماها وجود دارد انجام می شود. هر کپسول پرکلرات لیتیوم اکسیژن کافی را برای یک روز به مدت یک روز فراهم می کند. و به عنوان یک سیستم، برخی از سیلندرهای اضطراری اکسیژن فشرده بطری نیز وجود دارد و اینکه گیاهان این کار را برایمان رایگان انجام میدهند نیز بسیار پیچیده است