Lavar la ropa en el espacio: ¿hay algún desafío técnico?

Actualmente, la ISS se reabastece con ropa fresca de la Tierra. Recuerdo haber leído un informe sobre NTRS que indicaba que los requisitos de ropa limpia resultaron ser mucho más altos de lo esperado.

Por lo tanto, varias preguntas relacionadas:

  • ¿Será factible poner una lavadora en la ISS?
  • ¿Qué tipo de desafíos hay que superar (aislamiento de vibraciones, balance de energía, eliminación de agua, contaminación, etc.)? Preferiblemente con desglose en tipos de lavadoras COTS más adecuadas para operaciones espaciales.
  • ¿Los beneficios superarán los costos de las operaciones LEO (impacto en los presupuestos de reabastecimiento, desgaste de la ropa, olor, etc.)?
  • ¿Qué pasa con las misiones interplanetarias (Marte, asteroides)? ¿Cómo podrían las lavadoras contribuir a hacer el trabajo a costos más bajos?
Esta podría ser la pregunta planteada aquí que más me tomó por sorpresa como una buena pregunta. ¡Fantástico!
Si desea centrifugar su ropa, prepárese para que toda la estación comience a girar contra su secadora durante el secado. ;)
@SF ¡Viva la gravedad!
@SF, ¿incluso si comenzó a girar sobre cojinetes magnéticos y simplemente lo dejó girar? Dado que la fricción es mínima y suponiendo que la ropa está equilibrada, ¿rotaría la estación?
@kurtnelle: si proporciona energía para el giro: la tercera ley de la mecánica de Newton en movimiento giratorio. Por supuesto, cuando la ropa está lista, tu estación también deja de girar.
nuevo video relevante: ¿Sabías que con qué frecuencia lavan la ropa los astronautas en el espacio? youtube.com/watch?v=dgoB5KUHoCE
@SF. cualquier torque creado como resultado de lavar la ropa debe ser manejado fácilmente por los CMG de la estación.
@Tristan: Siempre que su velocidad y masa superen a las de la ropa ;)
Tanto la lavadora como la secadora pueden ser pequeñas máquinas duales, espalda con espalda con la carga equilibrada entre ellas, y siempre girando en direcciones opuestas, para una neutralidad aproximada del momento angular. Por supuesto, solo deben apagarse durante cualquier navegación delicada, como el acoplamiento.
El secado al aire aumentaría la humedad, que tendría que ser eliminada por el sistema de tratamiento de aire con algún costo de energía. Supongo que podrían usar un condensador exterior mientras la ISS está a la sombra de la Tierra.

Respuestas (3)

Métodos de limpieza

Las tecnologías de lavado actuales se basan principalmente en disolventes. La mayoría de las "manchas" normales de la ropa son una mezcla de aceites y sales (ambos son productos del sudor) y células de la piel que se desprenden, a menudo unidas por esos mismos aceites. Cuando uno encuentra la ropa irritable por el uso prolongado, generalmente se debe a los efectos del sudor acumulado y las células de la piel, y las bacterias que las comen.

El lavado normal usa una mezcla de agua (como solvente) y un surfactante para unir el aceite al agua para una limpieza más completa. La agitación es principalmente para mover la mezcla de agua y surfactante a través de la prenda y sus fibras.

La limpieza en seco utiliza cualquiera de una serie de disolventes químicos para eliminar los diversos aceites, sales, bacterias y células de la piel.

Es posible utilizar procesos abrasivos para eliminar las acumulaciones de piel y aceite; por lo general, no los eliminará de entre las fibras, pero el "lavado con arena" es una opción viable para extender la capacidad de uso de una prenda a corto plazo, a expensas del daño a largo plazo de la prenda.

También es posible el lavado con aire; el uso de aire a alta presión y temperatura puede eliminar grandes porciones de células y colonias bacterianas. También puede eliminar algunas de las sales y aceites.

También se puede utilizar la limpieza por evaporación; esto se puede usar para eliminar aceites, pero no eliminará partículas entre las fibras.

La degradación térmica se utiliza para ciertas formas de limpieza. Es decir, lo calientas hasta que los biológicos se descomponen. Por lo general, no es propicio para la ropa, pero en combinación con otras técnicas, se puede utilizar para mejorar otros métodos.

¿Por qué no usar?

¿Agua? es presente En teoría, los astronautas podrían enjuagar prendas con los sistemas existentes. La cuestión es que el agua y otros fluidos no se manejan fácilmente en microgravedad (como muestra el video de escurrir una toallita). Ciertamente es utilizable para aplicaciones limitadas. Se utiliza mejor para eliminar sales; la acumulación de sal es principalmente un artefacto de la evaporación del sudor en un ambiente de mucho calor, y casi no es un problema en el espacio. Además, el agua es una cantidad limitada.

Surfactante? La mayoría de los tensioactivos para ropa son irritantes por contacto. Un derrame en la estación sería un gran peligro. Además, el agua utilizada con ellos requiere una purificación diferente a la normal. Se podrían usar algunos específicos, pero nuevamente, los riesgos ambientales debido a la inhalación del material lo convierten en un riesgo, al igual que los mayores riesgos para la purificación del agua.

¿Limpieza en seco? Casi todos los productos químicos son altamente tóxicos.

¿Lavado de aire? Ruidoso y requiere captura de partículas a bordo de la estación. Además, no es muy eficaz.

¿Evaporador? Lento, no elimina las partículas (incluidas las bacterias y las células de la piel, así como la sal cristalina). Además, todo lo que se elimine ahora debe eliminarse de la atmósfera. Pero al menos, con el tiempo suficiente, las bacterias mueren de hambre.

La degradación térmica es un problema de calentamiento, tanto para la prenda como para el hábitat. La gestión del calor es una parte importante del diseño de naves espaciales.

Si vas a hacerlo de todos modos...

Un sistema combinado de vapor presurizado para recuperar, posiblemente seguido de secado al vacío, podría ser un sistema razonable.

El uso de vapor presurizado permite aprovechar al máximo el lavado térmico y de aire, además de eliminar algunas sales y aceites incluso del interior de los haces de fibras de la tela, con una cantidad mínima de agua. También es un sistema razonablemente pequeño; se podría crear una unidad de alimentación por tractor que lave una camisa a la vez con alimentación por tractor. También es de riesgo limitado para la tripulación.

Agregar secado al vacío en una superficie tibia maximizaría la volitalización de los líquidos restantes.

Muchas gracias, el diseño que ha presentado se ve factible y económico.
Buena respuesta. ¿Hay alguna investigación sobre este tema? Podría imaginar que algunas personas al menos pensaron en esto para la ISS ...
ISTR ha habido alguna mención al respecto por parte de la NASA, pero principalmente, se basa en las discusiones de los foros de TravellerRPG: cuando juntas un montón de locos del realismo de ciencia ficción, los pros y los contras tienden a sopesarse mucho.

Decidí buscar a través de NTRS y encontré esto .

#Máquina de limpieza de ropa sin agua

Esta máquina se puede usar donde el agua escasea o para minimizar el lavado con agua.

Centro Espacial Lyndon B. Johnson, Houston, Texas

Se ha desarrollado una máquina de limpieza de ropa sin agua que elimina las partículas sueltas y desodoriza la ropa sucia con procesos químicos regenerativos para que la ropa sea más cómoda de usar y tenga un olor más fresco. Este sistema se desarrolló inicialmente para su uso en gravedad cero, pero podría modificarse para entornos de 1 g donde el agua u otros recursos son escasos. Algunos de estos procesos incluyen, entre otros, flujo de aire , filtración , generación de ozono , calor , luz ultravioleta y óxido de titanio fotocatalítico .

La máquina tiene una cámara lo suficientemente grande para contener y agitar varias prendas de vestir, así como una puerta autosellante para la inserción y extracción de la ropa. La agitación y eliminación de partículas y volátiles en la ropa se realiza mediante el flujo de aire y algún tipo de mecanismo de agitación, posiblemente mediante la rotación de la cámara y/o el flujo de aire alternativo y/o los paneles batidores para el entorno de gravedad cero. La agitación en 1 g podría realizarse con volteo. Uno de los propósitos principales del flujo de aire es eliminar las partículas de la ropa y depositarlas en un filtro donde las partículas se pueden eliminar del filtro al final del ciclo. Este flujo de aire también puede transportar ozono a la cámara para penetrar en la ropa y eliminar las bacterias y descomponer las proteínas olorosas u otros compuestos orgánicos.

Esta fuente de luz también podría exponer un material fotocatalítico como el óxido de titanio, revestido incrustado en el interior de las paredes de la cámara o en los mecanismos de agitación, a energías que producirían iones hidroxilo a partir de la humedad de la cámara para ayudar a eliminar los compuestos orgánicos de la tela. .

El calor podría introducirse en la cámara de la ropa ya sea calentando el flujo de aire o calentando la cámara de la ropa directamente usando tiras de calentador eléctrico en las paredes de la cámara. El calor ayudaría a matar las bacterias, descomponer las proteínas y evaporar los volátiles de la ropa. El flujo de aire para este sistema podría reciclarse completamente a través del sistema o ventilarse, según las necesidades del entorno que rodea al limpiador de ropa. El flujo de aire, el ozono, la luz ultravioleta y el calor se pueden controlar de forma independiente para que cada uno se pueda encender o apagar sin afectar a los demás para satisfacer las necesidades del tipo específico de ropa o los diferentes tipos de suciedad en la ropa.

Este trabajo fue realizado por Glenn Johnson y Shane Ganske de United Space Alliance para el Centro Espacial Johnson.


Una pequeña bibliografía sobre el tema:


Punto de equilibrio

Ewert, Michael K.; Broyan, James Lee, Jr. Análisis de los beneficios de la misión de las tecnologías de reducción logística . JSC-CN-28324. 2013.

No se asumió ningún sistema de lavado de ropa en el modelo de referencia porque una misión de un año probablemente no sea lo suficientemente larga como para que los beneficios del lavado excedan significativamente la masa directa de ropa .

(Lo que no significa que esté de acuerdo con ellos).

Buena pregunta, y esta no es realmente una respuesta a su pregunta, lo sé, pero es demasiado larga para un comentario. Mi reacción al leerlo fue (quizás extrañamente) preguntarme incluso sobre la necesidad de ropa en el espacio.

Me parece que en la Tierra usamos ropa por varias razones (algunas prácticas, otras más culturales y tradicionales que cualquier razón puramente objetiva y racional):

  1. para proteger nuestros frágiles cuerpos del clima (en el espacio, además de EVA, deberíamos poder controlar absolutamente el clima para que sea adecuado para cualquier necesidad o preferencia que tengamos)
  2. para proteger nuestros frágiles cuerpos de quedar atrapados en maquinaria peligrosa (probablemente se necesitaría ropa en el espacio por este motivo, al igual que en la Tierra, pero si esta es la única razón para usar ropa en el espacio, entonces me parece que podríamos ser capaz de hacerlo con un mínimo de ropa, tal vez pantalones cortos de spandex para hombres y una bufanda de algún tipo para cualquier persona con cabello largo, y así minimizar la necesidad de lavarlos)
  3. para proteger nuestra modestia (esto parece ser estrictamente cultural, ya que varias culturas Encadenadas, como el pueblo Zo'é, han eliminado en gran medida la ropa; los humanos hemos demostrado ser una de las especies más adaptables de la Tierra, por lo que me parece que deberíamos ser capaces de adaptarnos al espacio con respecto a la ropa también)
  4. Decorativo (ver modestia)

Si los desafíos técnicos de lavar la ropa en el espacio son muy exigentes, entonces tal vez deberíamos considerar seriamente la creación de una cultura espacial que tenga poca o ninguna necesidad de ropa intravehicular. Evidentemente, se seguiría necesitando ropa extravehicular, pero el alto riesgo de EVA parecería ser una fuerte justificación para minimizarlos, minimizando así aún más la necesidad de lavar la ropa en el espacio.

Una vez más, gran pregunta; muy estimulante.

Un giro agradable y totalmente inesperado sobre la pregunta. Votó a favor por la pura novedad (incluso si andar sin ropa no es estrictamente práctico).
Por qué importa la ropa: tripulaciones de género mixto; privacidad de ciertos fenómenos fisiológicos; privacidad médica; protegiendo del maldito frío de una lata delgada que se llama nave espacial; absorción del sudor durante el ejercicio y el trabajo de mantenimiento.
absorción del sudor : pero mucho más fácil lavar el sudor de nuestro cuerpo que nuestra ropa, ¿no?
(El sudor puede gotear sobre el hardware). Y, sin embargo, esto nos lleva a otro de mis temas favoritos: darme una ducha real en el espacio. Las esponjas húmedas no pueden igualar las funciones de limpieza y revitalización de las duchas. Cuando estás cruzando las vastas extensiones del espacio en un pequeño bote sellado, los olores corporales de los demás comienzan a ofender tus sentidos. La ropa limpia y ordenada y el cuerpo limpio son de gran ayuda para preservar la moral y la eficiencia de una tripulación.
Algunos buenos puntos, @DeerHunter, pero, de nuevo, en gravedad cero, ¿por qué el sudor "gotearía" en cualquier lugar (la lengua solo parcialmente en la mejilla). Por otro lado, ¿quién dice que sería gravedad cero, verdad? Siempre podríamos imponer la gravedad artificial a través del giro.
@CopyrightX: suponiendo que los controles ambientales funcionen, las actividades lo suficientemente extenuantes como para causar sudor son actividades lo suficientemente vigorosas como para arrojar gotas. Incluso el suave estrujado de una toallita fue suficiente para enviar algunas gotas perdidas. La mayoría de los componentes electrónicos no se verán muy afectados, pero las bacterias crecerán y generarán olor y algunos químicos nocivos si se acumula el sudor (al igual que una camisa gastada por el período de ejercicio acumula un hedor si aún está húmeda por el sudor durante 3 horas en su casillero del gimnasio...
Incluso si puede superar problemas como la modestia, el control de la temperatura y la protección del usuario contra los peligros, me imagino que la ropa tiene un papel importante en la captura de materiales emitidos por el usuario que podrían acumularse y eventualmente interferir con la operación de varios sistemas (por ejemplo, se desprendió de la piel muerta al entrar en contactos eléctricos). Si no me equivoco, la tripulación espacial generalmente parece tener la mayor parte del cuerpo cubierto la mayor parte del tiempo, dejando al descubierto solo la cabeza y las manos. Parece que permanecer vestido y lidiar con el problema de la lavandería podría tener importantes beneficios técnicos.